Proxmox LXC (Linux Containers) nổi tiếng nhờ tính nhẹ nhàng, chi phí tài nguyên thấp và thời gian khởi động nhanh, trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều người đam mê ảo hóa. Tuy nhiên, trong hành trình xây dựng và quản lý các hệ thống home lab cá nhân, tôi nhận thấy mình đang dần chuyển hướng sang sử dụng kết hợp Máy ảo (VM) và Docker container. Mặc dù LXC chắc chắn có vị trí riêng, bài viết này sẽ phân tích các lý do chính khiến VM và Docker, khi kết hợp, mang lại trải nghiệm vượt trội hơn cho những nhu cầu cụ thể của tôi.
VM Mang Lại Khả Năng Cô Lập & Bảo Mật Vượt Trội
Đây là điểm khác biệt cốt lõi và quan trọng nhất. Khả năng cô lập mà tôi muốn đề cập là việc tách biệt hoàn toàn một môi trường điện toán này khỏi môi trường khác, và quan trọng hơn, khỏi hệ thống máy chủ vật lý (host) của nó. Mỗi máy ảo (VM) chạy một hệ điều hành hoàn toàn độc lập với kernel, không gian bộ nhớ và phần cứng ảo hóa riêng.
Nếu một VM cụ thể bị xâm nhập do lỗi bảo mật, kẻ tấn công sẽ rất khó tác động đến hệ thống host hoặc các VM khác. Chúng không thể truy cập trực tiếp vào kernel, hệ thống tệp hoặc các VM khác của máy chủ mà không tìm thấy lỗ hổng trong chính hypervisor.
Ngược lại, LXC container chia sẻ kernel với hệ thống host. Đây là sự khác biệt cơ bản. Mặc dù LXC cung cấp khả năng cô lập tiến trình tuyệt vời, tất cả các ứng dụng trong đó đều dựa vào cùng một kernel Linux của Proxmox host. Điều này có nghĩa là, nếu kẻ tấn công tìm thấy lỗ hổng cấp độ kernel bên trong một LXC, chúng có thể giành quyền truy cập vào hệ thống host và tất cả các LXC khác đang chạy trên host đó.
Bất cứ khi nào tôi cần thiết lập một phần mềm mã nguồn mở mới với một codebase chưa được kiểm chứng, tôi thường cài đặt ứng dụng web thử nghiệm đó trên một VM. Nếu nó có lỗ hổng dẫn đến việc bị xâm nhập toàn bộ hệ thống, phần mềm độc hại sẽ bị mắc kẹt trong môi trường cô lập của VM. Tôi có thể đơn giản xóa VM bị xâm nhập và bắt đầu lại từ đầu.
Giao diện Ubuntu chạy trên máy ảo VirtualBox trên nền Windows 11
Tận Dụng Hiệu Năng Phần Cứng Chuyên Dụng Với Passthrough VM
Đây là lúc các VM thực sự tỏa sáng. Khả năng truyền dẫn phần cứng (hardware passthrough) là một tính năng mà LXC không thể sánh được. Với VM, tôi có thể thực hiện PCI passthrough, cho phép một máy ảo kiểm soát trực tiếp một thiết bị phần cứng vật lý. VM tương tác với thiết bị như thể nó được cắm trực tiếp vào bo mạch chủ của chính nó. Cách tiếp cận này mang lại hiệu suất gần như gốc (near-native performance). Ví dụ, với GPU passthrough, tất cả khả năng của một GPU được dành riêng cho VM đó.
Trong khi đó, LXC hoạt động theo mô hình chia sẻ tài nguyên. LXC vẫn truy cập thiết bị thông qua kernel và driver của host. Nếu nhiều LXC cố gắng sử dụng cùng một thiết bị, điều này thường dẫn đến các vấn đề về hiệu suất và thiết lập phức tạp.
Giả sử bạn đã tạo một VM chuyên dụng (một VM Ubuntu Server) cho một máy chủ Jellyfin. Bạn có thể thực hiện PCI passthrough cho iGPU Intel hoặc một GPU NVIDIA chuyên dụng trực tiếp vào VM này. Khi dịch vụ cần chuyển mã video 4K sang Full HD cho điện thoại của tôi, nó sẽ sử dụng GPU được gán cho VM một cách trực tiếp. Điều này mang lại hiệu suất cao mà không ảnh hưởng đến các dịch vụ khác, vì GPU hoàn toàn được dành riêng cho VM.
Về mặt kỹ thuật, tôi có thể cấp quyền truy cập GPU tích hợp cho LXC, nhưng sẽ có sự suy giảm hiệu suất và các vấn đề về ổn định. Bởi vì, iGPU được sử dụng bởi cả Proxmox host và Jellyfin khi bạn chạy Jellyfin trong một LXC container.
Thiết lập kép GPU với card đồ họa RTX 3080 Ti và GTX 1080
Docker: Giải Pháp Container Hóa Cấp Ứng Dụng Hiệu Quả
Trong khi máy ảo (VM) ảo hóa toàn bộ máy, Docker tập trung vào việc đóng gói các ứng dụng riêng lẻ thành các đơn vị cô lập và có thể di động, được gọi là container. Mặc dù các Docker container này cung cấp khả năng cô lập, chúng vẫn chia sẻ kernel cơ bản của host. Đây là lý do tôi thường chạy Docker bên trong một VM để tăng thêm một lớp bảo mật.
Nếu, bằng cách nào đó, một kẻ tấn công tinh vi có thể thoát khỏi một trong các Docker container của tôi, chúng vẫn sẽ bị giới hạn bên trong VM. Chúng sẽ không có quyền truy cập trực tiếp vào kernel, hệ thống tệp hoặc các VM khác của máy chủ vật lý.
Một lợi thế khác là các Docker container bên trong VM đó có thể dễ dàng tận dụng thiết bị được truyền dẫn (passthrough). Điều này tạo ra một đường dẫn rõ ràng cho việc tăng tốc phần cứng mà không cần cố gắng cấp quyền truy cập trực tiếp vào phần cứng phức tạp cho các LXC. VM nhận được phần cứng, và Docker bên trong VM có thể sử dụng nó một cách dễ dàng.
Sức Mạnh Tổng Hợp: “Playbook” Của Người Dùng Chuyên Nghiệp
Đối với tôi, những lợi ích rõ ràng của VM – như cung cấp sự tách biệt hoàn toàn ở cấp độ phần cứng, phân bổ tài nguyên chuyên dụng và khả năng truyền dẫn các thiết bị quan trọng như GPU – làm cho chúng trở thành lựa chọn hoàn hảo cho các khối lượng công việc đòi hỏi cao và các ứng dụng nhạy cảm. Đồng thời, Docker vượt trội trong việc đóng gói và khả năng di động ở cấp độ ứng dụng.
Điều này không có nghĩa là LXC đã lỗi thời. Chúng vẫn rất hữu ích trong các tình huống cụ thể, nơi bạn cần tính nhẹ nhàng và việc chia sẻ kernel không phải là giới hạn.
Bạn có kinh nghiệm gì về việc sử dụng VM, Docker hay LXC trên Proxmox cho home lab của mình không? Hãy chia sẻ ý kiến và những bài học bạn rút ra trong phần bình luận bên dưới!
