Một máy ảo là gì (VM) ?

Những điểm chính cần ghi nhớ

• Các máy ảo (VM) cho phép chạy các hệ điều hành hoặc ứng dụng khác nhau trên cùng một thiết bị mà không cần phần cứng bổ sung.

• VM là lý tưởng để thử nghiệm an toàn các phần mềm mới, thử các hệ thống khác hoặc cách ly các chương trình có nguy cơ.

• Các VM, như máy ảo Ethereum (EVM), cho phép các hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung (DApps) hoạt động một cách đáng tin cậy trên một mạng máy tính toàn cầu.

• Mặc dù VM cung cấp sự linh hoạt và kiểm soát, chúng có thể liên quan đến những thỏa hiệp về hiệu suất, sử dụng tài nguyên và độ phức tạp.

Giới thiệu

Bạn đã bao giờ muốn chạy Windows trên MacBook của mình hoặc thử nghiệm một ứng dụng Linux mà không phải thay đổi hệ điều hành hoặc mua một máy tính thứ hai? Các máy ảo làm cho điều này trở nên khả thi bằng cách tạo ra một môi trường cách ly nơi các hệ điều hành và ứng dụng khác nhau có thể hoạt động một cách an toàn. Chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các mạng blockchain để quản lý hợp đồng thông minh và các ứng dụng phi tập trung (DApps).

Máy ảo là gì?

Một máy ảo giống như một máy tính mà bạn có thể cấu hình chỉ bằng vài cú nhấp chuột, mà không cần phần cứng bổ sung. Bạn có thể cài đặt hệ điều hành, lưu trữ tệp, chạy ứng dụng và kết nối với Internet, nhưng bạn chạy nó bên trong máy tính hiện có của bạn, được gọi là máy chủ.

Hệ thống máy chủ của bạn thực hiện hầu hết công việc ở chế độ nền, chia sẻ bộ nhớ, sức mạnh tính toán và lưu trữ của nó để cho phép máy ảo hoạt động một cách trơn tru. Hệ thống này đặc biệt hữu ích nếu bạn cần sử dụng phần mềm chỉ có sẵn trên một hệ điều hành khác.

Cách hoạt động của máy ảo

Một phần mềm gọi là hyperviseur quản lý toàn bộ quy trình ở nền. Hyperviseur lấy các tài nguyên vật lý của máy tính của bạn, chẳng hạn như bộ xử lý trung ương (CPU), bộ nhớ tạm (RAM) và lưu trữ, và chia sẻ chúng để nhiều máy ảo có thể sử dụng đồng thời.

Có hai loại hypervisor chính:

• Loại 1 (natif) : chúng được cài đặt trực tiếp trên phần cứng và thường được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu hoặc nền tảng đám mây. Chúng được thiết kế cho hiệu suất và hiệu quả.

• Loại 2 (được lưu trữ) : những máy ảo này hoạt động trên hệ điều hành thông thường của bạn (như các ứng dụng) và thích hợp cho việc thử nghiệm và phát triển.

Một khi máy ảo đã được cấu hình, bạn có thể khởi động nó như một máy tính thực sự và cài đặt phần mềm, lướt Internet hoặc phát triển ứng dụng.

Tại sao lại sử dụng một máy ảo?

1. Để thử nghiệm các hệ điều hành mới

Nhờ vào một máy ảo, bạn có thể thử nghiệm các hệ điều hành khác nhau mà không cần thay đổi máy tính chính của mình. Nó giống như việc thử nghiệm một hệ thống mới trong một môi trường an toàn và tách biệt.

2. Để cách ly phần mềm rủi ro

Cần mở một tệp mà bạn không chắc chắn hoặc thử nghiệm một ứng dụng không quen thuộc? Chạy nó trong một máy ảo bảo vệ máy tính của bạn, vì vậy nếu bạn gặp phần mềm độc hại hoặc sự cố hệ thống, máy tính chính của bạn sẽ không bị ảnh hưởng.

3. Để chạy phần mềm lỗi thời hoặc không có sẵn

Một số chương trình chỉ hoạt động trên các hệ thống cũ hơn, chẳng hạn như Windows XP. Một máy ảo có thể tái tạo môi trường này, cho phép bạn tiếp tục sử dụng phần mềm có thể không hoạt động trên các thiết bị hiện đại.

4. Để phát triển và kiểm tra mã trên các nền tảng khác nhau

Máy ảo cho phép các nhà phát triển dễ dàng kiểm tra mã của họ trên các hệ điều hành khác nhau và mô phỏng hoạt động của các ứng dụng mới trong nhiều môi trường khác nhau.

5. Để cung cấp cho đám mây

Nhiều dịch vụ đám mây ( như AWS, Azure và Google Cloud) được xây dựng trên các máy ảo. Khi bạn khởi động một phiên bản đám mây, bạn đang khởi động một máy ảo trong một trung tâm dữ liệu từ xa, sẵn sàng để lưu trữ các trang web, ứng dụng hoặc cơ sở dữ liệu.

Các mạng blockchain sử dụng máy ảo như thế nào?

Trong khi các máy ảo truyền thống là những môi trường cách ly, các máy ảo blockchain hoạt động như một động cơ thực thi các hợp đồng thông minh trên blockchain. Máy ảo Ethereum (EVM) cho phép các nhà phát triển viết các hợp đồng thông minh bằng các ngôn ngữ như Solidity, Vyper và Yul và triển khai chúng trên Ethereum và các mạng tương thích EVM khác. EVM đảm bảo rằng mỗi nút trong mạng áp dụng cùng một quy tắc khi tạo ra hoặc tương tác với các hợp đồng thông minh.

Các mạng blockchain triển khai các loại máy ảo riêng của chúng dựa trên các mục tiêu thiết kế của chúng. Một số tập trung vào tốc độ và khả năng mở rộng, trong khi những cái khác nhắm đến việc trở nên an toàn hơn hoặc linh hoạt hơn cho các nhà phát triển. Các mạng như Near và Cosmos sử dụng các máy ảo dựa trên WebAssembly (WASM), hỗ trợ các hợp đồng thông minh được viết bằng nhiều ngôn ngữ lập trình.

Các mạng blockchain khác, như Sui, sử dụng MoveVM, thực thi các hợp đồng thông minh được viết bằng ngôn ngữ Move. Blockchain Solana sử dụng một môi trường thực thi tùy chỉnh, thường được gọi là máy ảo Solana (SVS), được thiết kế để xử lý các giao dịch song song và quản lý hoạt động mạng lớn.

Các máy ảo đang hoạt động

Bạn có thể không nhận ra, nhưng các máy ảo đang làm việc trong nền mỗi khi bạn tương tác với các ứng dụng phi tập trung (DApps).

• Nếu bạn sử dụng một ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi) như Uniswap, các giao dịch của bạn được quản lý bởi các hợp đồng thông minh được thực thi trong EVM.

• Nếu bạn đúc một NFT, máy ảo sẽ thực thi mã xác định ai là chủ sở hữu của mỗi NFT. Khi bạn thực hiện một giao dịch mua hoặc chuyển nhượng, máy ảo sẽ cập nhật các sổ ghi chép để đảm bảo quyền sở hữu NFT vẫn chính xác.

• Nếu bạn sử dụng một rollup lớp 2 (layer 2), các giao dịch của bạn có thể được xử lý bởi một máy ảo chuyên dụng, như zkEVM. Các zkEVM cho phép zk-rollups thực thi hợp đồng thông minh bằng cách sử dụng công nghệ chứng minh không kiến thức (ZKP).

Giới hạn của máy ảo

1. Tăng cường hiệu suất: các máy ảo thêm một bước bổ sung giữa phần cứng và mã được thực thi, điều này có thể làm chậm các quy trình hoặc yêu cầu nhiều tài nguyên tính toán hơn so với việc thực thi các ứng dụng trực tiếp trên một máy vật lý.

2. Độ phức tạp hoạt động: việc duy trì các máy ảo ( đặc biệt trong hạ tầng đám mây hoặc các mạng blockchain ) đòi hỏi nỗ lực đáng kể về cấu hình và cập nhật. Điều này tốn thời gian và thường cần các công cụ và kiến thức chuyên môn.

3. Tính tương thích: các hợp đồng thông minh thường được thiết kế cho một môi trường máy ảo cụ thể. Mã viết cho các hợp đồng thông minh Ethereum sẽ cần phải được viết lại hoặc điều chỉnh để hoạt động trên các blockchain không tương thích khác, như Solana. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển phải dành nhiều thời gian và nỗ lực hơn nếu họ muốn triển khai cùng một ứng dụng trong nhiều môi trường.

Kết luận

Các máy ảo đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành máy tính truyền thống và các hệ thống blockchain. Chúng cho phép thực thi các hệ điều hành khác nhau, thử nghiệm phần mềm một cách an toàn và sử dụng cùng một phần cứng cho nhiều nhiệm vụ khác nhau.

Các máy ảo cũng được sử dụng trong các mạng blockchain để thực hiện hợp đồng thông minh và các ứng dụng phi tập trung. Ngay cả khi bạn không phải là một chuyên gia, việc hiểu cách hoạt động của các máy ảo có thể làm sáng tỏ cơ chế của nhiều công cụ và nền tảng DeFi mà chúng ta sử dụng.