Cách Xây dựng Hệ thống đào Ethereum siêu tiết kiệm điện

 Việc khai thác tiền kỹ thuật số (cryptocurrency) hiệu quả sẽ giúp bạn tiết kiệm tiền và tài nguyên. Bí quyết là tối đa hóa tốc độ trên mỗi watt hoặc giảm năng lượng tổng thể của hệ thống. Dưới đây là các cài đặt thành phần và cấu hình cần thiết để tối đa hóa hiệu suất năng lượng của máy tính giúp khai thác Ethereum.

Hiệu quả của hệ thống đào Ethereum DIY

Công cụ GPU hiệu quả nhất trong việc đào Ethereum hiện tại là Nvidia GTX 2070 8GB. Nó đào với tốc độ khoảng 42MhS, sử dụng 170 watt điện, tương đương với mức khoảng 4,048MhS/W. Nhưng với các công cụ khai thác ASIC, những con chip tùy chỉnh được thiết kế để chạy thuật toán Ethash, đánh bại ngay cả những công cụ khai thác GPU hiệu quả nhất. Thật không may, cả hai đều có giá hàng trăm đô la và chẳng hữu dụng cho bất kỳ thứ gì khác.

Đối với những người không có tiền để xây dựng một hệ thống đào cao cấp, tốt nhất bạn nên sử dụng một giàn khai thác hiệu quả cao, chi phí thấp.

Có hai cách tiếp cận giúp giảm chi phí năng lượng khi khai thác Ethereum (hoặc bất kì tiền kỹ thuật số nào).

• Bạn có thể giảm tổng lượng tiêu thụ điện năng của hệ thống
• Bạn có thể tối đa hóa số lượng tiền kỹ thuật số được khai thác so với mức độ tiêu thụ điện.

Cả hai phong cách thiết kế đều trông rất giống nhau. Đó là bởi vì việc khai thác tiền điện tử tập trung vào hai phần: Card đồ họa và nguồn điện.

Các phần xây dựng hệ thống đào cực kì hiệu quả

Hiệu suất năng lượng GPU

Các thiết bị khai thác tiết kiệm năng lượng nhất cho Ethereum là những công cụ khai thác ASIC chuyên dụng, nhưng chúng rất đắt. Hầu hết mọi người tốt hơn nên tạo một công cụ khai thác chi phí thấp, hiệu quả cao, sau đó sử dụng máy tính cho các mục đích khác khi hoàn thành.

Các GPU tốt nhất phải cung cấp hash rate cao nhất trong phạm vi 75 watt. Lý do là bởi 75 watt là công suất tối đa của khe cắm PCIe mà GPU được kết nối.

Dù ít hay nhiều, nếu bạn muốn sử dụng thiết bị hiệu quả về mặt năng lượng và không phải trả quá nhiều tiền, thì lựa chọn duy nhất là một card đồ họa AMD.

Hiệu năng cao nhất trong số đó là AMD Radeon RX 460 hoặc RX 470 (hoặc giá cao hơn như RX 560 và RX 570). RX 470 tốn khoảng 145 watt trong khi đó, RX 460 chỉ sử dụng tổng cộng 75 watt. Điều này làm cho việc triển khai trên các hệ thống đào một card trở nên dễ dàng hơn.

Hash rate của RX 460 được cho là tốn khoảng 11 mega-hashs mỗi giây (MHS). Với mức tiêu thụ đỉnh điểm là 75 watt, nghĩa là 0.147 MHS/W. 470 có hash rate khoảng 25 MHS với mức điện năng tiêu thụ khoảng 120 watt cho 0.208 MHS/W. Trong số hai thiết bị, 470 có vẻ hiệu quả hơn. Tuy nhiên, 460 lại dễ triển khai hơn trên các hệ thống cấp thấp và giá rẻ.

Lưu ý: RAM càng nhiều thì hash rate của card càng tốt.

GPU RX 550, 460, 560 dễ sử dụng hơn

Các GPU như RX 470 và 570 yêu cầu nguồn điện bổ sung từ đầu nối 6 chân hoặc 8 chân, được cung cấp bởi PSU. RX 550, 560 và 460 tiêu thụ ít điện năng đến mức chúng có thể hoạt động hoàn toàn bằng nguồn điện được cung cấp bởi đầu nối PCIe của bo mạch chủ (tối đa khoảng 75 watt). Điều đó có nghĩa là bạn không cần đầu nối 8 hoặc 6 chân, vì vậy nó gần như chắc chắn có thể hoạt động nhờ năng lượng được cung cấp bởi picoPSU - một PSU nhỏ, không quạt, hiệu suất cao.

Cung cấp điện năng hiệu quả

Nguồn cấp điện một máy tính hiệu quả như thế nào khi được cắm vào ổ điện. Tuy nhiên, PSU (power supply unit) chuẩn sẽ chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều (Alternating Curren, hay còn gọi là AC) sang dòng điện một chiều (Direct Current, hay còn gọi là DC) với hiệu suất khoảng 70%. Nghĩa là khoảng 30% điện năng được lấy từ tường sẽ biến thành nhiệt thải. May mắn là một loạt các PSU có thể chuyển đổi 80% điện năng hoặc cao hơn. Khi được tổ chức 80+ (TK) chứng nhận, các đơn vị cung cấp này sẽ nhận được một đánh giá, thay đổi tùy thuộc vào tải của đơn vị. Các xếp hạng rất đa dạng giữa các hệ thống 80+, 80+ Bronze, 80+ Silver, 80+ Gold, 80+ Platinum, and 80+ Titanium. Ở điểm kết thúc cao nhất, các PSU đạt được hơn 90% hiệu năng ở tất cả các tải.

picoPSU được sử dụng nhiều hơn bởi nó thường cung cấp năng lượng dưới 200 watt. PicoPSU có xu hướng cung cấp hiệu năng cao hơn các nguồn điện chuẩn, khoảng 80 - 90%. Nếu bạn đang sử dụng RX 460, bạn có thể xem xét chuyển sang picoPSU.

Bo mạch chủ và bộ vi xử lý

Chỉ có một yêu cầu cho bo mạch chủ: đó là nó cần hỗ trợ đầy đủ cho GPU

Bạn nên dùng bo mạch chủ Intel Atom. Tuy nhiên, không có bo mạch chủ Atom nào cung cấp các cổng PCIe x16 đầy đủ. Một số bo mạch chủ AMD có khe cắm PCIe đủ kích cỡ và bộ vi xử lý điện năng thấp. AMD phát hành hai dòng vi xử lý khác nhau, đưa ra kết hợp giữa mức tiêu thụ điện năng thấp, chi phí thấp và khe cắm PCle đủ kích thước: đó là nền tảng AM1 và một loạt các bo mạch chủ có bộ xử lý hàn. Nền tảng AM1 cung cấp chi phí xây dựng tương đối thấp và tiêu thụ ít điện năng. Ví dụ bạn có thể tìm mua Sempron AM1 dual-core với giá khoảng 35 USD và bo mạnh chủ có giá khoảng 25 USD hoặc 24,70 bảng Anh.

Phần còn lại của máy tính

Phần còn lại của máy tính không quan trọng lắm. Nói chung, bạn sẽ muốn một case có thể làm mát đủ cho RX 460, RX 560 hoặc RX 550 --- nhưng GPU có cơ chế làm mát riêng. Case chỉ cần không can thiệp vào quạt của GPU và cung cấp đủ không gian để chứa card đồ họa.

Bản dựng mẫu: Hệ thống đào Ethereum sử dụng năng lượng siêu thấp

Dưới đây là bản dựng lý tưởng của tác giả bài viết:

• Bo mạch chủ + CPU: ASRock J4005B-ITX (80 USD trên Amazon).
• GPU: Sapphire Radeon RX 550 4GB (95 USD mua trên Newegg).
• Case: Silverstone SG05-LITE Sugo (44 USD mua qua B&H).
• RAM: Crucial DDR4-2400 1 x 4GB SO-DIMM (Amazon)
• SSD: Crucial BX500 120GB (Amazon)
• picoPSU: 120 watt (65 USD mua qua Mini Box)

Tổng điện năng tiêu thụ: 75 - 95 watt

Hash rate ước tính: 14 MhS

Hash trên mỗi watt: 14 MhS/100 W = 0.14 MhS/W

Bộ đào đắt hơn một chút sẽ có sự khác biệt trong PSU và GPU. Thay vì sử dụng RX 460, bạn có thể sử dụng RX 470 thậm chí là 480. Tuy nhiên, card đời càng cao giá càng chát, vì thế bạn chỉ cần dùng RX 460 là ổn.

Ổ SSD sẽ đảm bảo hệ thống này khởi động và cấu hình nhanh chóng, bạn có thể tăng gấp đôi RAM bằng cách sắm 2 SO-DIMM 4GB thay vì sử dụng một cái.

Cấu hình hệ thống đào của bạn: Undervolting GPU

Cũng giống như CPU, bạn có thể làm giảm điện áp cung cấp cho GPU và giảm điện năng tiêu thụ cũng như nhiệt thải được tạo ra. Hầu hết các card đồ họa rời đều có thể làm giảm áp mà không mất đi bất cứ thứ gì.

Nếu bạn có card AMD, nó sẽ hoạt động như thế này: cài đặt Radeon > chạy nó > đến tab Gaming:

Chọn Global Settings:

Chọn tab Wattman và cuộn xuống cho đến khi bạn đặt đến mục nhập Voltage Control (mV). Từ menu này, bạn có giảm điện áp. Tuy nhiên, hãy nhớ là GPU lấy điện áp khác nhau ở các tần số khác nhau. Tôi sử dụng undervolt 100mV ở mỗi tần số. Vì vậy, đối với STATE 1 tới 7, tôi giảm điện áp xuống 100. Giá trị thấp nhất có thể lên tới 800 cho RX 480, vì vậy bạn sẽ thấy hai mục đầu tiên là 800:

Nếu điều này khiến cho hệ thống của bạn không ổn định, Radeon Settings sẽ tự động đặt về điện áp mặc định. Tuy nhiên, hầu như không có nguy cơ mất ổn định lâu đâu. Trong trường hợp xấu nhất, bạn chỉ cần gỡ bỏ card đồ họa là được.

Có nên xây dựng hệ thống đào Ethereum siêu tiết kiệm điện?

Ở đây tôi mới chỉ làm thử nghiệm. Công nghệ đằng sau Ethereum là một bước tiến lớn đối với công nghệ cơ bản của Bitcoin, có thể một ngày nào đó sẽ trở nên có giá trị. Tuy nhiên, tôi sẽ không đầu tư vào việc khai thác này trừ khi có đủ phụ tùng và nhận thức chắc chắn được những rủi ro trước khi tiêu tốn tiền bạc.

Bạn có bộ đào Ethereum không? Liệu nó có đem lại lợi nhuận cho việc đầu tư đó không? Bạn có lời khuyên hay thủ thuật nào thì hãy cho chúng tôi biết bằng cách comment bên dưới nhé!

Hướng dẫn đào Ethereum

 Các miner (node tham gia quá trình xác nhận giao dịch và tạo block mới) đóng một vai trò quan trọng trong mạng Ethereum bằng cách đảm bảo các giao dịch giữa người dùng được xác minh và thêm vào sổ cái công khai của blockchain.

Có rất nhiều cuộc tranh luận về việc đào Ethereum có lợi nhuận như thế nào, nhưng nếu bạn tin rằng ETH sẽ tiếp tục tăng giá trị hoặc chỉ đơn giản là muốn đóng một vai trò nào đó trong mạng Ethereum, thì đây là những bước bạn cần thực hiện để đào Ethereum.

Chọn một GPU

GPU là một thành phần quan trọng trong quá trình đào Ethereum

Để đào Ethereum, bạn sẽ cần mua phần cứng máy tính đặc biệt được gọi là GPU (Graphical Processing Unit - Bộ xử lý đồ họa). Khi chọn GPU, điều quan trọng là phải xem xét chi phí của chính phần cứng thực tế, cũng như mức tiêu thụ điện năng và hash rate của nó.

Hash rate là tốc độ mà thiết bị khai thác hoạt động. Trong khai thác tiền điện tử, tốc độ rất quan trọng vì các miner về cơ bản đang cố gắng giải quyết một câu hỏi và nhận phần thưởng trước bất kỳ công cụ nào khác. Hash rate càng cao, cơ hội bạn tìm thấy block tiếp theo và nhận phần thưởng càng lớn.

Một số miner quyết định thiết lập một hệ thống đào Ethereum. Đây là một cỗ máy bao gồm một số đơn vị GPU. Một hệ thống đào sẽ tăng hash rate của bạn và do đó tăng cơ hội khai thác thành công.

Cài đặt phần mềm

Sau khi mua phần cứng khai thác, bạn cần cài đặt phần mềm cần thiết. Driver cho card đồ họa được cung cấp cùng với card hoặc có sẵn trên trang web của nhà sản xuất.

Bước tiếp theo là tải xuống blockchain Ethereum và kết nối node của bạn với mạng. Bạn có thể sử dụng một dịch vụ như Geth, dịch vụ này liên tục cố gắng kết nối với những node khác trên mạng cho đến khi có các peer.

Sau khi cài đặt, node của bạn sẽ được kết nối với tất cả các node khác và chính mạng Ethereum. Điều này cho phép bạn bắt đầu đào, triển khai các smart contract (hợp đồng thông minh) của riêng mình, xây dựng những ứng dụng phi tập trung và gửi các giao dịch.

Kiểm tra khả năng đào

Trước khi bắt đầu khai thác, bạn có thể đào Ether thử nghiệm trên mạng riêng của mình. Điều này cho phép bạn kiểm tra khả năng đào của mình, thử nghiệm với các smart contract và thử nhiều ứng dụng phi tập trung mới.

Bạn không cần bất kỳ phần cứng đặc biệt nào để đào Ether trên mạng thử nghiệm - bạn chỉ cần máy tính gia đình có cài đặt Geth hoặc một client tương tự. Bạn là người dùng duy nhất trong mạng thử nghiệm riêng tư, có nghĩa là bạn chịu trách nhiệm tìm tất cả các block, xác thực giao dịch và thực hiện smart contract.

Tham gia mỏ đào

Nếu tham gia mỏ đào (mining pool), bạn có thể tổng hợp sức mạnh tính toán của mình với các miner khác để cải thiện cơ hội giải các câu đố mật mã và kiếm Ether. Trở thành một phần của mỏ đào có xu hướng mang lại nhiều lợi nhuận hơn nhiều so với việc bạn cố gắng tự đào Ether. Lợi nhuận được chia cho tất cả các miner trong nhóm theo sức mạnh tính toán đóng góp.

Cài đặt Ethminer

Ethminer

Khi node của bạn được kết nối với mạng Ethereum, bạn cần cài đặt phần mềm đào có tên Ethminer. Công cụ này hoạt động với vai trò trung gian giữa phần cứng của bạn và mỏ đào. Ethminer là một công cụ đào GPU Ethash, cho phép bạn khai thác mọi đồng tiền dựa trên Ethash Proof of Work - ví dụ: Ethereum, Ethereum Classic, Metaverse, Musicoin, Ellaism, Pirl và Expanse.

Ethminer là một chương trình dòng lệnh, vì vậy bạn có thể khởi chạy nó từ Windows Command Prompt hoặc Linux console hay tạo shortcut cho các dòng lệnh được xác định trước bằng cách sử dụng Linux Bash script hoặc file batch/cmd của Windows.

Nhận tiền

Khi đào thành công một block, bạn sẽ được thanh toán ETH và các khoản phí liên quan đến giao dịch. Phần thưởng gần như được chuyển ngay lập tức vào ví Ethereum liên kết với miner hoặc nhóm miner.

Bạn có thể sử dụng công cụ tính lợi nhuận Ethereum để tính ra thu nhập gần đúng của mình. Thu nhập ước tính của bạn dựa trên các yếu tố như hash rate, mức tiêu thụ điện và chi phí thiết lập ban đầu.

Nhóm Ethereum hiện đang làm việc để triển khai một thuật toán đào mới có tên là Progressive Proof-of-Work, được thiết kế để làm cho việc đào trở nên dễ tiếp cận với cộng đồng rộng lớn hơn. Không có kế hoạch cố định cho việc triển khai thuật toán này, nhưng các nhà phát triển hy vọng nó sẽ làm cho việc khai thác thông qua GPU có lợi hơn trong tương lai.

Các công nghệ Ảo hóa VPS – Cloud Server. Ưu & Nhược điểm

 Công nghệ Ảo hóa VPS, Cloud Server là yếu tố quyết định trực tiếp đến chất lượng của VPS và Cloud Server.

Trong Điện toán đám mây, ảo hóa (Virtualization) là phần không thể thiếu để biến một cụm máy chủ vật lý thành một đám mây điện toán.

Chúng ta sẽ tìm hiểu các mô hình & công nghệ ảo hóa máy chủ, qua đó bạn sẽ hiểu rõ những gì ẩn sâu bên dưới các thuật ngữ quen thuộc: OpenVZ, KVM hay Xen.

Và, nhân tiện, bạn sẽ biết thêm về Linux Container (LX), Container Linux (CoreOS Linux) hay cái tên đang tràn ngập trên lĩnh vực DevOps – Docker!

Trong bài viết này có dùng các thuật ngữ Cloud Computing (Điện toán đám mây), Cloud Server, IaaS, SaaS, PaaS…  các bạn hãy tham khảo ở bài trước để hiểu chi tiết:

Cloud Computing A-Z

Công nghệ Ảo hóa VPS – Cloud Server A-Z

Mục lục bài viết [Hiển thị Mục lục]

Đầu tiên, giới thiệu một xíu về ảo hóa:

Ảo hóa là gì?

Ảo hóa (Virtualization) là tiến trình tạo ra một phiên bản ảo, ở đây ta hiểu là các phương thức để tạo ra máy chủ ảo từ tài nguyên của máy chủ vật lý.

Virtual Machine(VM) được tạo ra từ chính máy chủ vật lý – được cấp phát các tài nguyên vật lý giống như một máy chủ vật lý bình thường (CPU, RAM, Storage…)

Trong điện toán đám mây, bước đầu tiên của mọi hệ thống Cloud Computing là ảo hóa, vì máy chủ trên điện toán đám mây là máy chủ ảo (VM – Virtual Server).

Chúng ta có loại ảo hóa phổ biến trong công nghệ máy chủ ảo nói chung và Điện toán đám mây nói riêng:

Ảo hóa hỗ trợ phần cứng

Ảo hóa hỗ trợ phần cứng – Hardware-assisted virtualization là phương thức ảo hóa toàn phần (full virtualization), cho phép tạo các máy ảo hoạt động với tài nguyên vật lý độc lập.

Với phương thức ảo hóa này, các máy ảo sẽ làm việc giống y như máy chủ vật lý thật, sử dụng hoàn toàn các tài nguyên vật lý được cấp phát và có thể cài đặt – quản lý 100% hệ điều hành trên đó.

Cloud Server dùng công nghệ ảo hóa phần cứng sẽ được sở hữu hoàn toàn các tài nguyên vật lý đã cấp cho nó mà không san sẻ cho các Cloud Server khác.

Kẻ vận hành ảo hóa hỗ trợ phần cứng là Hypervisor:

Hypervisor là gì?

Hypervisor – còn gọi là Phần mềm giám sát máy ảo VMM (Virtual Machine Monitor) là phần mềm khởi tạo và chạy máy ảo.

Vai trò của Hypervisor là tạo ra một môi trường giả lập máy thật, nhờ đó mà các hệ điều hành khách (Guest OS) có thể chạy trên các máy ảo y hệt trên máy vật lý.

Hypervisor có thể là hardware, nhưng thường là software, hoặc firmware (phần mềm cấp thấp, chạy trực tiếp trên phần cứng không cần hệ điều hành).

Hypervisor có 2 loại:

Hypervisor Type-1

Hypervisor Type-1, còn gọi là native hypervisor hay bare-metal hypervisor, là phần mềm hypervisor chạy trực tiếp trên phần cứng không qua hệ điều hành, nên nó hoạt động với hiệu suất cao, thường dùng cho các Datacenter lớn triển khai theo công nghệ điện toán đám mây.

Hypervisor Type-1 có nhiều cái tên nổi tiếng như XEN, Hyper-V (Microsoft), VMware ESXi (nằm trong bộ VMware vSphere), Xbox One System Software

Hypervisor Type-2

Hypervisor Type-2 còn gọi là hosted hypervisor, loại này chạy trên hệ điều hành (OS), dễ cài đặt và quản lý nhưng hiệu suất hoạt động không bằng Type-1 vì bản thân OS đã ngốn một lượng tài nguyên máy chủ khá lớn.

Hypervisor Type-2 thì đa số dân IT đều biết, ví dụ bạn muốn cài Linux (Ubuntu) trên Windows 7, bạn cần cài phần mềm máy ảo VirtualBox, còn muốn cài Windows trên MacOS, thì dùng Parallels Desktop for Mac… đấy đều là các phần mềm đóng vai trò của Hypervisor.

Các loại Hypervisor Type -2 phổ biến là VirtualBox, Parallels Desktop for Mac, dùng cho Server thì có VMware Workstation, VMware Player, QEMU

KVM là Hypervisor Type-1 hay Type-2 ?

Việc phân loại Hypervisor cũng không phải hoàn toàn rõ rệt, đặc biệt trong một số trường hợp công nghệ ảo hóa KVM (Kernel-based Virtual Machine):

• KVM là một module có tính năng biến nhân Linux (Linux kernel) thành một Hypervisor Type -1, chạy trực tiếp với máy chủ vật lý.
• Nhưng vì nhân Linux + KVM module tổng thể cũng là một OS, nên ‘bọn thích soi’ có thể bắt bẻ là KVM chạy trên một OS, có thể xem là Hypervisor Type-2.

Dù vậy, với hiệu năng hoạt động cao như các Hypervisor Type-1 khác, nên trừ việc soi quá kỹ, hầu hết mọi người đều xem KVM là Hypervisor Type-1 đích thực!

Các công nghệ ảo hóa dựa trên phần cứng

Trong công nghệ ảo hóa dựa trên phần cứng, các máy chủ ảo sẽ hoạt động và được quản lý bởi Hypervisor (cả loại 1 lẫn loại 2).

Ảo hóa dựa trên phần cứng ta có thể gặp ở các máy PC khi muốn chạy một hệ điều hành khác trên một hệ điều hành có sẵn (Cài Linux Ubuntu trên Windows, hay cài Windows trên MacOS), hoặc trên thiết bị chơi game (Xbox), và cho ảo hóa máy chủ.

Chúng ta đang nghiên cứu về Cloud Server và VPS, nên chỉ nói về các Công nghệ ảo hóa dành cho Máy chủ ảo, tập trung vào Máy chủ ảo Linux, phổ biến là: Xen, KVM, VMware ESXi, Hyper-V.

Xen là gì?

Xen là một phần mềm Hypervisor Type – 1, ra đời từ Phòng thí nghiệm máy tính của Đại học Cambridge (Anh) và hiện nay được tiếp tục phát triển bởi Linux Foundation và được hỗ trợ chính bởi tập đoàn Intel.

Công nghệ của Xen hỗ trợ Ảo hóa dựa trên phần cứng, và được sử dụng rất rộng rãi trên thị trường IaaS, có thể kể tới Amazon EC2, IBM SoftLayer, Rackspace Cloud, Liquid Web hay Fujitsu Global Cloud Platform, OrionVM..

Xen là một dự án Open source, miễn phí.

Nhưng nó cũng được phát triển thành các phiên bản thương mại như dự án Citrix XenServers, Huawei FusionSphere, Oracle VM Server for x86, ..

Trên nền tảng Cloud Computing, Xen đóng vai trò Hypervisor Type-1 cho các phần mềm triển khai Cloud Server IaaS như CloudStack, OpenStack, Hyper-V, Open Nebula…

KVM là gì?

KVM – Kernel-based Virtual Machine hay Máy ảo dựa trên Nhân (Kernel) là tên gọi của một module cho phép biến Linux Kernel (nhân Linux) hoạt động như một Hypervisor.

KVM được tạo ra bởi Qumranet, Inc vào năm 2006, sau Xen 3 năm. Hiện tại KVM được tiếp tục phát triển bởi Open Virtualization Alliance (OVA), đây là một dự án riêng cũng nằm dưới sự quản lý của Tổ chức Linux Foundation.

Về tính năng, KVM không khác Xen quá nhiều, ngoài một số cải tiến nhỏ.

Hiện nay KVM được dùng rất phổ biến, tiêu biểu như Google Compute Engine, Vultr, DigitalOcean, OVH…

Tương tự Xen, các phần mềm triển khai Cloud Computing IaaS như OpenStack, CloudStack, OpenNebula, … dùng KVM như Hypervisor Type-1.

Trong thị trường VPS, thì KVM VPS thường được gọi là VPS cao cấp vì phương thức ảo hóa dựa trên phần cứng cho phép cấp phát tài nguyên vật lý cố định cho mỗi gói VPS, không chia sẻ với các gói VPS khác nên hiệu năng rất cao.

Tất nhiên VPS Xen cũng là VPS cao cấp.

VMware ESXi

VMware ESXi là phần mềm Hypervisor Type-1 của VMware – tập đoàn ảo hóa số 1 thế giới. Trước đay ESXi có tên là VMware ESX – viết tắt của VMware Elastic Sky X.

VMware ESXi cũng có tính năng như Xen, KVM, nhưng là sản phẩm thương mại.

Hiện nay, ESXi là một phần của bộ công cụ triển khai Cloud Computing IaaS của VMware là vSphere  (VMware Infrastructure).

Trên thị trường, ESXi & vSphere được dùng rộng rãi bởi các doanh nghiệp vì các công nghệ của VMware giúp doanh nghiệp triển khai hệ thống máy chủ đám mây rất nhanh chóng – hiệu quả.

Đặc biệt so với các dựa án Open Source, thì VMware vSphere là sản phẩm thương mại nên nhận được hỗ trợ kỹ thuật rất tốt từ VMware.

Hyper-V là gì?

Hyper-V (tên cũ là Viridian) hay Windows Server Virtualization, là một Hypervisor Type-1 độc quyền dành cho hệ điều hành Windows Server.

Hiện nay Hyper-V cũng cung cấp giải pháp Paravirtualization (Ảo hóa song song) để hỗ trợ các HĐH nhân Linux.

Không như Xen, KVM, VMware ESXi, Hyper-V phổ biến nhờ ‘kí sinh’ Windows Server.

Ưu nhược điểm của Ảo hóa dựa trên phần cứng

Ảo hóa phần cứng với Hypervisor KVM, XEN, Hyper-V… mang đến sức mạnh thực sự cho các máy chủ ảo, với lượng tài nguyên vật lý riêng biệt – toàn quyền khai thác, mang đến hiệu năng sử dụng lớn.

Cho phép cài hệ điều hành riêng và toàn quyền sử dụng nhân hệ điều hành (OS Kernel) do đó tính bảo mật cực cao.

Tuy nhiên, Hardware-assisted virtualization cũng có nhược điểm:

• Các máy ảo phải hoạt động đằng sau Hypervisor và phải cài đặt hệ điều hành riêng (Guest OS), nên triển khai và quản lý phức tạp và tốn kém.
  
• Việc quản lý và cấp phát tài nguyên máy ảo cũng không nhanh như phương thức ảo hóa ở tầng OS (ảo hóa cấp độ hệ điều hành) vì các ứng dụng phải chạy trên Guest OS.
  

Dù sao, với sự độc lập – toàn quyền về tài nguyên vật lý và nhân hệ điều hành, nên ảo hóa phần cứng là giải pháp được hầu hết các dịch vụ Cloud Server cao cấp sử dụng, như Google (KVM), Amazon (XEN), Microsoft Aruze (Hyper-V), ….

Các dịch vụ VPS cao cấp như Vultr, Linode, DigitalOcean đều dùng ảo hóa KVM.

Ảo hóa cấp độ hệ điều hành

Ảo hóa cấp độ hệ điều hành – OS-level virtualization là phương thức ảo hóa thực hiện trực tiếp trên hệ điều hành, mỗi máy ảo sẽ chạy trên một ‘trạng thái’ hệ điều hành riêng và chia sẻ với nhau toàn bộ tài nguyên vật lý của máy chủ.

Phương thức ảo hóa này không cấp phát ‘tài nguyên cứng’ cho mỗi máy chủ ảo như trong ảo hóa hỗ trợ phần cứng.

Tùy vào công nghệ áp dụng mà ‘trạng thái hệ điều hành’ này được gọi là Instance, Container, Docker…

Ở mỗi máy chủ ảo, cho phép cô lập về phần mềm và quản lý – giới hạn tài nguyên sử dụng.

Tức là bạn có thể set cho một máy ảo lượng tài nguyên tối đa (CPU, RAM, I/O, Network..) mà nó có thể sử dụng, khi nó không sử dụng hết lượng này, tài nguyên vật lý có thể được chuyển sang cho các máy chủ ảo khác.

Các công nghệ Ảo hóa cấp độ hệ điều hành

OS-level virtualization – Ảo hóa cấp độ hệ điều hành, tạo ra nhiều máy chủ ảo chạy trên cùng một nhân hệ điều hành (cụ thể là Linux kernel). Mỗi máy chủ ảo được gọi là một container, chạy độc lập và chia sẻ với nhau toàn bộ tài nguyên của máy chủ vật lý.

Bạn có biết?

Ảo hóa cấp độ hệ điều hành, hay linux container, dựa vào 2 tính năng rất đặc biệt của Linux kernel (nhân Linux):

• cgroups (viết tắt của control groups): là tính năng cho phép giới hạn, chiếm, tách biệt việc sử dụng tài nguyên máy chủ (CPU, Memory, Disk I/O, Network…) của một tập hợp các qui trình xử lý (collection of processes)
• namespaces: một tính năng cho phép phân vùng tài nguyên của nhân Linux, đảm bảo tính độc lập trong việc sử dụng các tài nguyên của các qui trình (container) khác nhau

Hai tính năng này giúp cho mỗi container (máy chủ ảo) độc lập với nhau, và có thể tạo, cấp phát tài nguyên, giới hạn tài nguyên tối đa cho mỗi container.

Các container có thể được cấp phát & giới hạn tài nguyên sử dụng nhưng không phải kiểu ‘lương cứng’ như KVM hay Xen, … – Khi một container dùng ít tài nguyên máy chủ, thì tài nguyên này sẽ được chia sẻ cho các container khác.

Có nhiều công nghệ để triển khai mô hình máy chủ ảo theo phương thức ảo hóa hệ điều hành: OpenVZ, Virtuazzo, LXC (LXD, Solaris Containers, và Docker…

OpenVZ là gì?

OpenVZ – viết tắt của Open Virtuozzo là một công nghệ Ảo hóa cấp độ Hệ điều hành miễn phí được phát triển bởi Virtuozzo.

Trên thị trường VPS giá rẻ, OpenVZ được dùng rất rộng rãi, nhờ khả năng triển khai nhanh, dễ dàng và không yêu cầu hạ tầng máy chủ quá mạnh.

VPS OpenVZ thường được gọi là VPS giá rẻ, vì công nghệ ảo hóa của OpenVZ cho phép tạo nhiều gói VPS hơn các công nghệ Ảo hóa dựa trên phần cứng như KVM, Xen.

Virtuozzo là gì?

Virtuozzo là công nghệ dựa trên OpenVZ, nhưng được công ty Virtuozzo tích hợp thêm các tính năng thương mại, đây là một công nghệ trả phí.

Vì là phiên bản thương mại nên trước đây Virtuozzo không được sử dụng nhiều bằng người anh em miễn phí của nó – OpenVZ.

Hiện tại phiên bản mới nhất là Virtuozzo 7, cung cấp các giải pháp triển khai máy chủ ảo trên công nghệ điện toán đám mây.

Virtuozzo Cloud Infrastructure hiện nay được dùng khá nhiều bởi doanh nghiệp nhỏ, các dịch vụ cung cấp Cloud Server bình dân. Vì chi phí triển khai Cloud IaaS với Virtuozzo khá rẻ.

Thông tin thêm:

• Virtuozzo là công ty được tách ra từ tập đoàn Parallels . Parallels không còn lạ gì với giới IT vì họ sở hữu phần mềm ảo hóa nổi tiếng Paralles Desktop for Mac, và cả Plesk – Web Hosting Control Panel nổi tiếng.
• Tương tự Virtuozzo, Plesk cũng tách ra thành công ty riêng, còn Parallels thì đã được mua lại bởi tập đoàn lớn hơn là Corel (sở hữu CorelDRAW, Winzip…)

LXC là gì?

LXC – viết tắt của Linux Container, là phương thức Ảo hóa cấp độ hệ điều hành, cho phép chạy nhiều máy ảo dưới dạng Container trên HĐH Linux.

LXC được phát triển sau OpenVZ, là dự án đóng góp bởi nhiều cá nhân và tập đoàn lớn như IBM, Google và cả Virtuozzo nữa.

Hiện nay, một phiên bản cải tiến của LXC là LXD – dự án mã nguồn mở được phát triển bởi Canonical – công ty đứng sau HĐH Ubuntu. LXD nâng cấp các tính năng quản lý container, nâng cấp bảo mật, HA (High Availability), …

LXC hiện được nhiều công ty Cloud Hosting dùng để triển khai dịch vụ Shared Hosting cao cấp – mỗi gói Hosting hoạt động như một container độc lập trên các Cloud Server. Điển hình là Kinsta hay Flywheel, SiteGround Cloud Hosting…

Docker là gì?

Docker là một nền tảng điện toán đám mây dùng phương thức Ảo hóa cấp độ hệ điều hành để cung cấp phần mềm được đóng gói dưới dạng Linux container.

Lúc đầu, Docker sử dụng LXC như môi trường thực thi, trình điều khiển container mặc định. Từ phiên bản 1.1 trở đi, Docker thay thế LXC bằng trình điều khiển riêng (own component).

Khác với LXC, Virtuozzo, LXC, OpenVZ… Docker không phải là công nghệ dành cho triển khai Cloud Server (IaaS) mà nó là một sản phẩm thuộc PaaS – cung cấp platform cho phép triển khai các software trên đám mây dễ dàng hơn.

Ưu điểm vượt trội của Docker là tính đóng gói (package) và tính đồng nhất.  Điều này giúp cho nó trở thành công cụ phát triển chóng mặt trong Điện toán đám mây.

Với Docker, bạn có thể đóng gói mọi thứ và mang nó đi triển khai trên bất kỳ Cloud Server nào, giống như kiểu nhân bản vô tính hàng loạt vậy.

Tham khảo: Tìm hiểu Docker A-Z

Hệ điều hành CoreOS – Container Linux

Ngoài các công nghệ trên (có thể triển khai trên nhiều OS khác nhau) thì để triển khai Container, bạn có thể dùng luôn hệ điều hành riêng là CoreOS Linux (Container Linux).

CoreOS chia sẻ nền tảng với Gentoo Linux, Chrome OS và Chromium OS.

Container Linux (phân biệt với LXC ở trên nhé) là hệ điều hành chuyên cho công nghệ ảo hóa trên OS. Container Linux là giải pháp để triển khai các máy chủ ảo dưới dạng Container Cluster (cụm).

 

Container Linux là OS tinh giản – chuyên biệt dành cho Cloud Servers. OS này tung ra Rocket – hay CoreOS rkt, một công nghệ thay thế cho Docker.

Sự khác biệt giữa CoreOS rkt (Rocket) với Docker có thể thấy qua hình bên dưới:

Dù khi ra mắt được đánh giá cao và được ví như Docker Killer, nhưng với những gì đang diễn ra hiện nay thì CoreOS rkt vẫn còn phải cố gắng nhiều lắm mới gãi ngứa được đối thủ:

Ưu nhược điểm của Ảo hóa cấp độ hệ điều hành

Công nghệ ảo hóa này thường được gọi là ảo hóa giá rẻ – giải pháp để cung cấp VPS (cả Cloud Server) giá rẻ vì số lượng máy chủ ảo có thể tạo ra trên máy chủ vật lý nhiều hơn so với phương thức ảo hóa KVM, việc quản lý – cấp phát tài nguyên dễ dàng hơn.

Các máy chủ ảo cũng hoạt động mượt hơn vì chạy trực tiếp trên cùng một nhân Linux (Linux Kernel) thay vì phải cài thêm một hệ điều hành khách (Guest OS) thông qua Hypervisor như hình thức ảo hóa phần cứng.

Đặc biệt với nền tảng đang HOT Docker, việc triển khai các Platform trên máy chủ ảo trở nên vô cùng dễ dàng và linh hoạt.

Các dịch vụ IaaS của các tập đoàn lớn Amazon, Google, Microsoft… cũng sử dụng Linux container cho dịch vụ Cloud Server, nhưng với mức cấp phát tài nguyên cao hơn nhiều so với những nhà cung cấp Cloud Server bình dân trên thị trường.

Ảo hóa hệ điều hành cũng có nhược điểm, chủ yếu là do Máy chủ ảo được cấp phát ‘Tài nguyên mềm’ (Fake Resources) nên sức mạnh của nó phụ thuộc vào việc tạo ra bao nhiêu container trên một máy chủ vật lý:

Cụ thể:

• Với ảo hóa cấp độ OS – Một Máy chủ ảo có 2GB – là chỉ lượng RAM cao nhất mà nó có thể sử dụng, chứ không phải lượng RAM dành riêng cho máy chủ ảo đó.
• Nếu có càng nhiều máy chủ ảo sử dụng nhiều tài nguyên vật lý, thì các máy còn lại không thể huy động thêm tài nguyên khi cần.
• Thông thường các dịch vụ VPS OpenVZ tạo ra số lượng rất lớn container (VPS) nên để tránh bị quá tải, họ sẽ tạm tắt VPS nếu nó dùng đến gần mức giới hạn. Do vậy mà VPS OpenVZ hầu như lúc nào cũng yếu hơn VPS Xen hay KVM.

Các dịch vụ Cloud VPS, Cloud Server dùng ảo hóa gì?

Chúng ta sẽ tìm hiểu các công nghệ ảo hóa mà các dịch vụ Cloud Server sử dụng, qua đó bạn có thể nắm được dịch vụ nào là Cloud Server cao cấp, dịch vụ nào … bình dân.

Các tập đoàn lớn dùng Ảo hóa gì?

Hiện nay, thị trường hạ tầng đám mây IaaS do các ông lớn chiếm giữ hơn 70%, và đây cũng là các nhà cung cấp Cloud Server cao cấp nhất:

• Amazon Web Services (AWS): toàn bộ hệ thống Cloud Server của AWS triển khai dựa vào công nghệ ảo hóa phần dựa trên phần cứng Xen – tuy nhiên AWS mới đây cũng đã dùng KVM cho một phần hạ tầng IaaS, họ đã viết lại KVM module để tối ưu hóa riêng cho AWS.
• Google Compute Engine (GCE): dùng ảo hóa KVM
• MS Azure: dùng Hyper-V cho Windows Cloud Server. Có thể dùng KVM dưới hình thức nested – virtualization nhưng họ không hỗ trợ chính thức
• Alibaba Cloud: dùng cả Xen lẫn KVM

Có thể thấy, đa số đều dùng Ảo hóa dựa trên phần cứng. Tuy nhiên, đây chỉ là bước đầu tiên để triển khai Điện toán đám mây.

Sau khi ảo hóa các cụm máy chủ vật lý, mỗi tập đoàn đều có các công nghệ riêng (bảo mật) để ảo hóa Compute, ảo hóa Network, ảo hóa Storage và đưa các tài nguyên này lên mây và cung cấp dưới dạng Cloud Server với tên gọi Instance hoặc Container.

Các nhà cung cấp Cloud Server nổi tiếng dùng ảo hóa gì?

Các dịch vụ chuyên cung cấp Cloud Server – Cloud VPS nổi tiếng thế giới như OVH, Rackspace,…. thường dùng ảo hóa dựa trên phần cứng KVM hoặc Xen, sau đó dùng các công nghệ triển khai Cloud Computing IaaS như OpenStack, CloudStack, VMware vSphere,… hoặc công nghệ riêng để cung cấp dưới dạng Cloud Server.

Các dịch vụ ở mức trung cấp như Vultr, Digital Ocean dùng ảo hóa KVM. Linode trước đây dùng Xen toàn bộ, hiện tại cũng chuyển một phần sang KVM.

Riêng dịch vụ VPS OpenVZ số 1 thế giới – Ramnode, thì cung cấp cả KVM lẫn OpenVZ, và họ triển khai Cloud Server bằng công nghệ mã nguồn mở – Open Stack.

Các dịch vụ Cloud Server , Cloud VPS giá rẻ dùng ảo hóa gì?

VPS truyền thống giá rẻ thì hầu hết dùng OpenVZ, đến mức nói đến VPS giá rẻ thì người ta nghĩ ngay đến ảo hóa OpenVZ.

Các dịch vụ VPS giá rẻ ở VN thường chất lượng rất kém so với những nhà cung cấp OpenVZ VPS trên thế giới (Ramnode, HostUS..) vì tạo ra quá nhiều gói VPS trên máy chủ vật lý, do đó tài nguyên thực mà mỗi VPS được sử dụng rất thấp, nhà cung cấp thường xuyên stop VPS của khách hàng để tránh máy chủ bị quá tải.

Với Cloud VPS, Cloud Server – tức VPS được tạo từ hệ thống máy chủ triển khai trên các công nghệ Cloud Computing thì hiện tại, ở phân khúc giá rẻ có 2 nhóm chính:

Cloud Server dùng VMware ESXi & vSphere

Ảo hóa phần dựa trên phần cứng, và triển khai đám mây bằng vSphere suite. Ví dụ Viettel Cloud Server hiện đang dùng giải pháp này.

Một dịch vụ nổi tiếng khác là Long Vân (chất lượng chưa ấn tượng lắm) cũng dùng vSphere cho hệ thống Cloud Server.

Cloud Server dùng Virtuozzo – Cloud Infrastructure

Giải pháp này chi phí rất thấp, cho phép triển khai hệ thống Cloud Server dưới dạng Linux container, chỉ cần vài máy chủ vật lý là triển khai được.

Hiện tại rất nhiều dịch vụ Cloud VPS, Cloud Server giá rẻ ở VN dùng giải pháp này. Tiêu biểu như AZDIGI Cloud Server.

Tổng kết

Hiểu về các công nghệ ảo hóa giúp chúng ta biết được phần nào chất lượng của các dịch vụ Cloud Server, Cloud VPS, và qua đó cũng hiểu phần nào những xu hướng công nghệ như Docker…