Máy ảo (VM) là gì?

Khía cạnh chính

• 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 công cụ tuyệt vời để thử nghiệm phần mềm mới một cách an toàn, thử nghiệm với các hệ thống khác hoặc cách ly các chương trình có thể gây rủi ro.

• VM như Máy Ảo Gate (GVM) cho phép các hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung (dApps) chạy một cách đáng tin cậy trên một mạng lưới toàn cầu các máy tính.

• Mặc dù VM cung cấp sự linh hoạt và kiểm soát, nhưng chúng có thể phải bù đắp điều này bằng hiệu suất, mức sử dụng tài nguyên và độ phức tạp.

Giới thiệu

Bạn có bao giờ muốn chạy Windows trên MacBook của mình hoặc thử một ứng dụng Linux mà không cần thay đổi hệ điều hành của bạn hoặc mua một máy tính riêng biệt? Các VM cho phép bạn làm điều này bằng cách tạo ra một môi trường cô lập nơi các hệ điều hành và ứng dụng khác nhau có thể chạy an toàn. Chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các mạng blockchain để hỗ trợ hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung (dApps).

VM là gì?

Một VM giống như 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 trữ tệp, chạy ứng dụng và kết nối với Internet, nhưng bạn thực hiện điều đó bên trong máy tính hiện tại của mình, còn được gọi là máy chủ.

Hệ thống chủ của bạn thực hiện công việc nặng nhọc phía sau hậu trường, cung cấp bộ nhớ, sức mạnh xử lý và lưu trữ của nó để VM hoạt động mượt mà. Điều này đặc biệt hữu ích nếu bạn cần sử dụng phần mềm chỉ có sẵn trên hệ điều hành khác.

Thực sự các VM hoạt động như thế nào?

Đằng sau sân khấu, một phần mềm gọi là hipervisor quản lý tất cả điều này. Hipervisor lấy các tài nguyên vật lý từ máy tính của bạn, như CPU, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) và lưu trữ, và chia nhỏ chúng để nhiều máy ảo (VM) có thể sử dụng cùng một lúc.

Có hai loại hypervisor chính:

• Loại 1 (Bare-metal): 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 (Lưu trữ): chúng chạy trên hệ điều hành thông thường của bạn (như các ứng dụng) và phù hợp cho việc thử nghiệm và phát triển.

Khi một VM được cấu hình, bạn có thể khởi động nó như một máy tính thực và cài đặt phần mềm, duyệt web hoặc tạo ứng dụng.

Tại sao nên sử dụng VM?

1. Để thử nghiệm các hệ điều hành mới

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

2. Cách ly phần mềm rủi ro

Bạn có cần mở một tệp mà bạn không chắc chắn hoặc thử một ứng dụng không rõ nguồn gốc? Chạy nó trên một VM sẽ 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 kế thừa hoặc không có sẵn

Một số chương trình chỉ hoạt động trên các hệ thống cũ hơn như Windows XP. Một VM có thể tái tạo môi trường đó và cho phép bạn tiếp tục sử dụng phần mềm có thể không hoạt động trên các thiết bị hiện tại.

4. Để phát triển và thử nghiệm mã trên các nền tảng khác nhau

VM giúp các nhà phát triển thử nghiệm mã trên các hệ điều hành khác nhau và mô phỏng cách mà các ứng dụng mới sẽ hoạt động trong các môi trường khác nhau.

5. Để thúc đẩy đám mây

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

Cách mà các mạng blockchain sử dụng VM

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

Các mạng blockchain triển khai các loại VM riêng của chúng dựa trên các mục tiêu thiết kế. Một số tập trung vào tốc độ và khả năng mở rộng, trong khi những mạng khác tìm cách trở nên an toàn hơn hoặc linh hoạt hơn cho các nhà phát triển. Các mạng như NEAR và Cosmos sử dụng VM 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, chạy 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 (SVM), được thiết kế để xử lý các giao dịch song song và xử lý khối lượng lớn hoạt động trên mạng.

Máy ảo trong hành động

Bạn có thể không nhận ra, nhưng các VM hoạt động âm thầm 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 Gate Swap để trao đổi token, các giao dịch của bạn sẽ được quản lý bởi các hợp đồng thông minh chạy bên trong GVM.

• Nếu bạn đang đúc một NFT, VM sẽ thực thi mã để giữ một bản ghi về ai sở hữu mỗi NFT. Khi bạn thực hiện một giao dịch mua hoặc chuyển nhượng, VM sẽ cập nhật các bản ghi để đảm bảo quyền sở hữu của NFT được duy trì chính xác.

• Nếu bạn sử dụng một rollup Layer 2, các giao dịch của bạn có thể được thực hiện bởi một VM chuyên biệt, như zkGVM. zkGVM cho phép thực hiện hợp đồng thông minh trong khi tận dụng các bằng chứng không biết (zero-knowledge proofs) (ZKP).

Giới hạn của VM

1. Tải quá mức hiệu suất: các VM thêm một lớp bổ sung giữa phần cứng và mã đang chạy. Điều này có thể làm chậm mọi thứ hoặc yêu cầu nhiều tài nguyên tính toán hơn so với việc chạy ứng dụng trực tiếp trên một máy vật lý.

2. Tính phức tạp trong vận hành: duy trì các VM ( đặc biệt trong cơ sở hạ tầng đám mây hoặc mạng blockchain) đòi hỏi rất nhiều nỗ lực cấu hình và cập nhật. Điều này sẽ mất thời gian và thường yêu cầu các công cụ và kiến thức chuyên môn.

3. Tính tương thích: hợp đồng thông minh thường được thiết kế cho một môi trường VM cụ thể. Mã viết cho hợp đồng thông minh trên Gate sẽ cần 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 thêm thời gian và công sức nếu họ muốn phát hành cùng một ứng dụng trên nhiều môi trường.

Kết luận

VM đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành máy tính thông thường cũng như trong các hệ thống blockchain. Chúng cho phép bạn chạy các hệ điều hành khác nhau, thử nghiệm phần mềm một cách an toàn và sử dụng cùng một phần cứng cho nhiều tác vụ.

Các máy ảo cũng được sử dụng trong mạng blockchain để thúc đẩy hợp đồng thông minh và các ứng dụng phi tập trung. Ngay cả khi bạn không phải là một chuyên gia, việc biết cách các máy ảo hoạt động có thể giúp bạn có cái nhìn tốt hơn về những gì đang diễn ra ở hậu trường trong nhiều công cụ và nền tảng DeFi mà chúng ta sử dụng.