Ảo hóa mạng là gì? Tầm quan trọng và các thứ hoạt động của ảo hóa mạng

Ảo hóa mạng là gì? có nên nâng cấp hạ tầng mạng hay không? làm thế nào để tối ưu hóa hệ thống một cách hiệu quả và an toàn nhất. Trả lời: Ảo hóa mạng trở thành chìa khóa vàng, giúp doanh nghiệp vượt qua giới hạn của hệ thống truyền thống để bước vào kỷ nguyên linh hoạt và thông minh hơn. 

Với khả năng tách biệt các lớp vật lý và logic, ảo hóa mạng không chỉ đơn giản hóa việc quản trị mà còn tạo nền tảng mạnh mẽ cho việc triển khai ứng dụng nhanh chóng, bảo mật cao và tiết kiệm chi phí. Vậy ảo hóa mạng hoạt động như thế nào? Tại sao nó lại quan trọng đến vậy? Câu trả lời sẽ mở ra cánh cửa đến một tương lai mạng lưới hoàn toàn mới.

Ảo hóa mạng là gì?

Ảo hóa mạng (Network Virtualization) là việc trừu tượng hóa các tài nguyên mạng vốn được phân phối theo truyền thống trong phần cứng thành phần mềm. (NV) có thể kết hợp nhiều mạng vật lý thành một mạng ảo dựa trên phần mềm để chia một mạng vật lý thành các mạng ảo riêng biệt, độc lập.

Phần mềm ảo hóa mạng cho phép quản trị viên mạng di chuyển máy ảo qua các miền khác nhau mà không cần cấu hình lại mạng. Phần mềm tạo lớp phủ mạng có thể chạy các lớp mạng ảo riêng biệt trên cùng một kết cấu mạng vật lý.

Tại sao cần ảo hóa mạng?

Ảo hóa mạng là giải pháp cần thiết trong trong môi trường ảo hóa hệ thống máy chủ, nó giúp thay đổi hoàn toàn cách thức triển khai và quản lý hạ tầng mạng. Từ các trung tâm dữ liệu được xác định bằng phần mềm (SDDC) đến các nền tảng đám mây và mạng biên, ảo hóa mạng mang đến sự linh hoạt, động và tối ưu, khắc phục những hạn chế của mạng truyền thống vốn tĩnh và thiếu hiệu quả.

Các mạng hiện đại phải đáp ứng nhiều yêu cầu phức tạp, như:

• Hỗ trợ ứng dụng phân tán và lưu trữ trên đám mây: Ứng dụng ngày này thường hoạt động trên nhiều môi trường, yêu cầu khả năng kết nối nhanh chóng và liền mạch.
• Đối phó với các mối đe dọa an ninh mạng: Với sự gia tăng của tội phạm mạng, mạng ảo hóa có thể tăng cường bảo mật bằng cách cô lập các hệ thống và quản lý tập trung.
• Tăng tốc độ triển khai ứng dụng: Thay vì mất nhiều ngày hoặc tuần để thiết lập hạ tầng mạng, ảo hóa mạng cho phép cung cấp hoặc nâng cấp ứng dụng trong vài phút.

Với ảo hóa mạng, doanh nghiệp không chỉ giảm thời gian triển khai mà còn tối ưu hóa hiệu suất và chi phí, tạo điều kiện để tiếp cận thị trường nhanh hơn và tăng cường khả năng cạnh tranh trong thời đại kỹ thuật số.

Ảo hóa mạng hoạt động như thế nào?

Ảo hóa mạng tách rời các dịch vụ mạng khỏi phần cứng và cho phép cung cấp bằng môi trường ảo toàn bộ mạng. Nó giúp tạo, cung cấp và quản lý mạng theo chương trình, tất cả đều bằng phần mềm, trong khi tận dụng mạng vật lý cơ bản làm backplane chuyển tiếp gói tin. Các tài nguyên mạng vật lý, chẳng hạn như chuyển mạch, định tuyến, tường lửa, cân bằng tải, mạng riêng ảo (VPN). Và nhiều tài nguyên khác được tập hợp, cung cấp trong phần mềm và chỉ yêu cầu chuyển tiếp gói tin Giao thức Internet (IP) từ mạng vật lý cơ bản.

Các dịch vụ mạng và bảo mật trong phần mềm được phân phối đến một lớp ảo (hypervisor, trong trung tâm dữ liệu ) và “gắn” vào từng khối lượng công việc, chẳng hạn như máy ảo (Virtual Machine) hoặc container của bạn, theo các chính sách mạng và bảo mật được xác định cho từng ứng dụng. Khi một khối lượng công việc được chuyển đến một máy chủ khác, các dịch vụ mạng và chính sách bảo mật cũng di chuyển theo. Và khi khối lượng công việc mới được tạo ra để mở rộng quy mô ứng dụng, các chính sách cần thiết sẽ được áp dụng động cho các khối lượng công việc.

Các thành phần chính của ảo hóa mạng?

Trình quản lý ảo mạng (Network Virtualization Manager)

• Đóng vai trò điều phối, quản lý và cấu hình các thành phần mạng ảo hóa.
• Đảm bảo các kết nối giữa các máy ảo và tài nguyên mạng.

Phần mềm điều khiển (Controller Software)

• Kiểm soát luồng dữ liệu trong mạng ảo, đóng vai trò như trung tâm chỉ đạo.
• Công nghệ điển hình: OpenFlow, Cisco ACI.

Giao thức máy chủ (Server Protocols)

• Ví dụ: VXLAN (Virtual Extensible LAN), cho phép mở rộng mạng LAN ảo trên các hạ tầng vật lý, hỗ trợ môi trường đa thuê bao (multi-tenant).

Chuyển mạch và định tuyến ảo (Virtual Switching and Routing)

• Chuyển mạch (Switching): Kết nối các máy ảo trong cùng một máy chủ hoặc mạng.
• Định tuyến (Routing): Đảm bảo luồng dữ liệu giữa các mạng khác nhau.
• Công cụ: VMware NSX, Cisco Nexus 1000V.

Công cụ quản lý (Management Tools)

• Dùng để theo dõi, tối ưu hóa, và bảo trì mạng ảo hóa.
• Cung cấp các tính năng như giám sát hiệu suất, phân tích lỗi, và báo cáo.

==> Ảo hóa phần cứng là gì?

Các loại ảo hóa mạng

Ảo hóa mạng LAN (VLAN)

Là phương pháp phân chia một mạng LAN vật lý thành nhiều mạng ảo độc lập để tách biệt các nhóm thiết bị. Sử dụng công nghệ gắn thẻ VLAN (VLAN tagging) để phân biệt các gói tin dựa trên ID VLAN. Các switch hỗ trợ VLAN định tuyến lưu lượng giữa các mạng ảo hoặc chặn truy cập không mong muốn.

Ảo hóa mạng WAN (VWAN)

Cho phép kết nối nhiều mạng LAN qua mạng diện rộng (WAN), tạo ra các kết nối ảo với hiệu quả cao hơn. Ảo hóa WAN dựa vào các giao thức như MPLS hoặc SD-WAN để tối ưu hóa băng thông. Các đường dẫn được định tuyến qua mạng trung tâm, giúp giảm độ trễ và tăng hiệu suất.

Mạng xác định bằng phần mềm (SDN)

Kiến trúc mạng trong đó mặt phẳng điều khiển được tách biệt khỏi mặt phẳng dữ liệu, quản lý mạng thông qua phần mềm các bộ điều khiển (controllers) quản lý và lập trình luồng dữ liệu trong mạng.Các switch và router chỉ chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu, giúp cấu hình nhanh chóng.

Mạng phủ (Overlay Network)

Là lớp mạng ảo được tạo trên mạng vật lý hiện có để cung cấp kết nối linh hoạt và độc lập với cơ sở hạ tầng vật lý. Gói tin được gắn thẻ hoặc đóng gói lại (encapsulation) bằng các giao thức như VXLAN, Geneve. Các endpoint của mạng phủ giao tiếp với nhau mà không bị ràng buộc bởi mạng vật lý.

Ảo hóa chuyển mạch (Virtual Switching)

Ảo hóa chuyển mạch là quá trình cung cấp chức năng chuyển mạch giữa các máy ảo trong cùng một máy chủ. Các virtual switch hoạt động như switch vật lý, kết nối các cổng ảo của máy ảo. Dữ liệu không cần ra ngoài máy chủ mà được định tuyến trực tiếp bên trong.

Ảo hóa định tuyến (Virtual Routing)

Virtual Routing triển khai bộ định tuyến dưới dạng phần mềm trên nền tảng ảo hóa thay vì sử dụng phần cứng vật lý. Sử dụng phần mềm để thực hiện chức năng định tuyến, quản lý các bảng định tuyến. Tích hợp với các switch hoặc controller để duy trì luồng dữ liệu trong mạng.

Ảo hóa mạng lưu trữ (SAN Virtualization)

Tạo lớp ảo giữa máy chủ và thiết bị lưu trữ, cho phép quản lý tập trung và linh hoạt hơn. Dữ liệu được định tuyến qua một lớp ảo hóa trung gian, ẩn đi chi tiết vật lý của thiết bị lưu trữ. Giao thức phổ biến: FCoE hoặc iSCSI.

Mạng Container (Container Networking)

Là quá trình kết nối các container trong cùng một máy chủ hoặc giữa nhiều máy chủ trong môi trường ảo hóa. Sử dụng các plugin mạng (như Calico, Flannel) để tạo mạng lớp ảo cho container. Cung cấp địa chỉ IP ảo, đảm bảo giao tiếp giữa các container hoặc với thế giới bên ngoài.

Bảo mật ảo hóa mạng

Bảo mật là một yếu tố thiết yếu trong mọi thiết kế mạng hiện đại. Tuy nhiên, với việc các phân đoạn mạng thường được thiết kế độc lập, các nhóm quản trị mạng gặp nhiều khó khăn trong việc thống nhất và thực thi chính sách bảo mật trên toàn bộ hệ thống mạng.

Zero Trust và Vai trò trong Bảo mật Ảo hóa Mạng

Theo Techtarget, mô hình Zero Trust đóng vai trò quan trọng trong việc hợp nhất các phân đoạn mạng và sáng kiến ảo hóa. Zero Trust hoạt động dựa trên việc xác thực người dùng và thiết bị trên toàn bộ mạng.

Khi một người dùng trên mạng LAN muốn truy cập tài nguyên trung tâm dữ liệu, họ phải vượt qua quy trình xác thực nghiêm ngặt để được cấp phép. Mô hình này cung cấp sự kết nối an toàn, cho phép các điểm cuối giao tiếp mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật.

Mạng ảo được triển khai để hỗ trợ các giao tiếp này, đồng thời đảm bảo rằng lưu lượng dữ liệu được phân đoạn một cách hợp lý.

Quản lý Chính sách Truy cập

Một yếu tố then chốt trong bảo mật mạng ảo hóa là việc thiết lập các chính sách truy cập chi tiết, chỉ định rõ. Những thiết bị nào được phép giao tiếp với nhau, vị trí và phạm vi giao tiếp trên mạng, từ LAN đến WAN hay trung tâm dữ liệu. Ví dụ: Nếu một thiết bị được phép truy cập tài nguyên trong trung tâm dữ liệu, chính sách này phải được hiểu rõ ở cấp độ WAN và trong khuôn viên mạng.

Kết Luận

Ảo hóa mạng là một bước tiến vượt bậc trong việc tối ưu hóa hạ tầng công nghệ, mang đến sự linh hoạt, hiệu quả và bảo mật cho các tổ chức trong kỷ nguyên số. Bằng cách tách biệt các lớp vật lý và logic, ảo hóa mạng không chỉ đơn giản hóa quản lý mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các ứng dụng phân tán, lưu trữ trên đám mây và bảo mật nâng cao.

Sự kết hợp giữa các công nghệ hiện đại như SDN, Zero Trust và mạng phủ đã tạo nên một hệ sinh thái mạnh mẽ, giúp doanh nghiệp triển khai nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và tăng cường khả năng cạnh tranh. Trong tương lai, ảo hóa mạng sẽ tiếp tục đóng vai trò cốt lõi trong việc định hình cách các tổ chức xây dựng và vận hành hệ thống mạng của mình.

==> Cloud VPS AMD EPYC USA
==> Cloud VPS Platimum Việt Nam