Máy ảo (VM) là gì?

Question

Gần đây, tôi đã khám phá về máy ảo, và cho tôi nói với bạn, chúng là một cuộc cách mạng. Bạn đã bao giờ muốn chạy Windows trên MacBook của mình hoặc thử nghiệm Linux mà không làm rối hệ thống chính của bạn chưa? Máy ảo làm điều này trở nên khả thi mà không cần mua một chiếc máy tính đắt tiền khác.

Cơ Bản

Một VM về cơ bản là một máy tính trong một máy tính mà bạn có thể cấu hình chỉ với vài cú nhấp chuột. Không cần phần cứng bổ sung! Bạn có thể cài đặt hệ điều hành, lưu tệp, chạy ứng dụng và lướt web—tất cả đều bên trong máy tính hiện có của bạn ("máy chủ").

Đằng sau hậu trường, máy chủ của bạn thực hiện công việc nặng nhọc, cung cấp bộ nhớ, sức mạnh xử lý và lưu trữ để VM của bạn hoạt động trơn tru. Tôi thấy điều này cực kỳ hữu ích khi cần phần mềm chỉ hoạt động trên các hệ điều hành khác.

Cách hoạt động của VM

Phép thuật diễn ra thông qua một cái gọi là hypervisor. Phần mềm này sử dụng các tài nguyên vật lý của máy tính của bạn (CPU, RAM, storage) và chia nhỏ chúng để nhiều VM có thể sử dụng chúng đồng thời.

Có hai loại hypervisor chính:

Loại 1 (Bare-metal): Cài đặt trực tiếp trên phần cứng, thường được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu
Loại 2 (Hosted): Chạy trên hệ điều hành thông thường của bạn như bất kỳ ứng dụng nào khác

Khi đã cấu hình xong, bạn có thể khởi động VM của mình như một máy tính thực và cài đặt bất cứ thứ gì bạn muốn.

Tại sao tôi sử dụng VM

Kiểm tra các hệ điều hành mới - Tôi có thể thử nghiệm các hệ thống khác nhau mà không phải cam kết thay đổi trên máy chính của mình
Cách ly phần mềm rủi ro - Khi tôi cần mở các tệp tin nghi ngờ, tôi làm điều đó trong một VM để bảo vệ hệ thống chính của mình.
Chạy phần mềm cũ - Một số chương trình chỉ hoạt động trên các hệ thống cũ như Windows XP
Phát triển và kiểm tra - Hoàn hảo để xác thực mã trên nhiều nền tảng.
Dịch vụ đám mây - Hầu hết các nền tảng đám mây được xây dựng trên VM

VM trong Mạng Blockchain

Đây là nơi mọi thứ trở nên thật sự thú vị. Trong khi các VM truyền thống là những không gian cách ly, các VM blockchain đóng vai trò như động cơ thực thi các hợp đồng thông minh. Ethereum Virtual Machine (EVM) cho phép các nhà phát triển viết hợp đồng thông minh bằng các ngôn ngữ như Solidity và triển khai chúng trên các mạng tương thích với EVM.

Các mạng blockchain khác nhau triển khai các VM của riêng mình dựa trên các mục tiêu thiết kế. Một số ưu tiên tốc độ và khả năng mở rộng, trong khi những cái khác tập trung vào bảo mật hoặc linh hoạt cho nhà phát triển. Các mạng như NEAR và Cosmos sử dụng VM dựa trên WebAssembly hỗ trợ các hợp đồng được viết bằng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau.

Solana có runtime tùy chỉnh của riêng nó (SVM) được thiết kế để xử lý giao dịch song song và xử lý hoạt động mạng lớn. Tôi đã thấy tận mắt cách những cách tiếp cận khác nhau ảnh hưởng đến độ phức tạp trong phát triển và hiệu suất.

Ứng dụng thực tiễn

Bạn đang tương tác với VM nhiều hơn bạn nhận ra. Khi bạn sử dụng một ứng dụng DeFi như Uniswap để hoán đổi token, các giao dịch của bạn được xử lý bởi các hợp đồng thông minh chạy trên EVM.

Khi đúc hoặc giao dịch NFT, đó là một VM thực thi mã nguồn quản lý hồ sơ sở hữu. Tôi đã từng mất một khoản tiền lớn khi cố gắng đúc một NFT trong thời gian tắc nghẽn mạng - VM không thể xử lý tải và giao dịch của tôi đã thất bại, nhưng tôi vẫn phải trả phí gas!

Các giải pháp Layer-2 có thể sử dụng các VM chuyên biệt như zkEVM tận dụng các bằng chứng không kiến thức để xác minh. Những công nghệ này thực sự mang tính cách mạng nhưng vẫn có những hạn chế nghiêm trọng.

Hạn chế

Chi phí hiệu suất là có thật—VMs thêm một lớp bổ sung giữa phần cứng và mã, gây ra sự chậm trễ và tiêu tốn nhiều tài nguyên hơn. Tôi đã nhận thấy điều này đặc biệt khi chạy các ứng dụng tiêu tốn nhiều tài nguyên.

Quản lý VM đòi hỏi kiến thức và công cụ chuyên biệt, khiến chúng trở nên phức tạp về mặt vận hành. Và các hợp đồng thông minh được thiết kế cho một môi trường VM thường cần phải được làm lại đáng kể để hoạt động trên các blockchain không tương thích - một cơn đau đầu mà tôi đã trải qua khi cố gắng chuyển các dự án Ethereum sang các chuỗi khác.

VM cung cấp năng lượng cho cả điện toán hàng ngày và hệ thống blockchain, cho phép các hệ điều hành đa dạng, kiểm tra phần mềm an toàn và sử dụng phần cứng hiệu quả. Hiểu về chúng mang lại cái nhìn quý giá về những gì đang diễn ra trong nhiều công cụ DeFi mà chúng ta sử dụng hàng ngày—ngay cả khi các nền tảng giao dịch tạo điều kiện cho những tương tác này đôi khi tính phí cao.

Xem bản gốc