Віртуалізація: Детальне порівняння VMware, KVM, Hyper-V

У сучасному світі інформаційних технологій віртуалізація стала ключовим компонентом ефективної та гнучкої IT-інфраструктури. Вона дозволяє оптимізувати використання апаратних ресурсів, спростити управління та обслуговування систем, а також підвищити відмовостійкість і масштабованість IT-середовищ.

Вступ

Віртуалізація — це технологія, яка дозволяє створювати віртуальні версії комп’ютерних ресурсів, таких як сервери, пристрої зберігання даних, мережеві ресурси та операційні системи. Ця технологія дозволяє запускати декілька віртуальних машин на одному фізичному сервері, кожна з яких працює незалежно і використовує виділену їй частину ресурсів хост-системи.

У цій статті ми докладно розглянемо та порівняємо три провідні технології віртуалізації: VMware, KVM (Kernel-based Virtual Machine) та Microsoft Hyper-V. Кожна з цих технологій має свої унікальні особливості, переваги та сфери застосування. Наше порівняння допоможе IT-спеціалістам, системним адміністраторам та керівникам IT-відділів зробити обґрунтований вибір, найбільш відповідний для їх конкретних потреб та сценаріїв використання.

Також Вам може бути цікаво ознайомитися з CloudLinux, що пропонує ізольовані ресурси для користувачів сервера.

Віртуалізація ОС: Загальний огляд

VMware

VMware — це компанія, яка стояла біля витоків віртуалізації x86 і протягом багатьох років залишається лідером ринку. VMware пропонує широкий спектр рішень для віртуалізації, що охоплюють різні сценарії використання — від невеликих офісів до великих корпоративних центрів обробки даних.

Основні продукти VMware включають:

• VMware vSphere: Комплексна платформа віртуалізації для корпоративних центрів обробки даних.
• VMware ESXi: Гіпервізор, що є основою vSphere.
• VMware Workstation: Рішення для віртуалізації на настільних комп’ютерах.
• VMware Fusion: Аналог Workstation для macOS.

VMware відома своєю надійністю, багатим набором функцій та відмінною продуктивністю, що робить її популярним вибором для великих підприємств.

KVM (Kernel-based Virtual Machine)

KVM — це рішення для віртуалізації з відкритим вихідним кодом, яке перетворює ядро Linux у гіпервізор. KVM було включено в основну гілку ядра Linux у 2007 році і з того часу стало стандартним рішенням для віртуалізації у світі Linux.

Основні особливості KVM:

• Вбудовано безпосередньо в ядро Linux.
• Підтримує апаратну віртуалізацію (Intel VT або AMD-V).
• Кожна віртуальна машина працює як звичайний процес Linux.
• Широко використовується в хмарних платформах, таких як OpenStack.

KVM популярний серед організацій, які надають перевагу відкритим рішенням і мають досвід роботи з Linux.

Microsoft Hyper-V

Hyper-V — це рішення для віртуалізації від Microsoft, яке тісно інтегроване з екосистемою Windows. Вперше випущений у 2008 році, Hyper-V став важливою частиною стратегії Microsoft у сфері серверних технологій та хмарних обчислень.

Ключові аспекти Hyper-V:

• Вбудовано в Windows Server або доступний як окремий продукт (Hyper-V Server).
• Тісна інтеграція з іншими продуктами Microsoft, включаючи Azure.
• Підтримує як Windows, так і Linux як гостьові ОС.
• Важливий компонент у гібридних хмарних стратегіях з використанням Azure.

Hyper-V особливо привабливий для організацій, які вже глибоко інтегровані в екосистему Microsoft.

Детальне порівняння ключових характеристик

Тип гіпервізора

Гіпервізор — це програмне забезпечення, яке створює та керує віртуальними машинами. Існує два основних типи гіпервізорів:

• Тип 1 (bare-metal): Працює безпосередньо на апаратному забезпеченні.
• Тип 2 (hosted): Працює поверх операційної системи.

VMware:

• VMware ESXi — гіпервізор типу 1, що працює безпосередньо на апаратному забезпеченні.
• VMware Workstation та Fusion — гіпервізори типу 2, що працюють поверх Windows або macOS.

VMware пропонує гнучкість, дозволяючи обирати між типами гіпервізорів залежно від потреб.

KVM:

• KVM — це гіпервізор типу 1, хоча технічно він працює як частина ядра Linux.
• Перетворює стандартне ядро Linux у гіпервізор, що дозволяє ефективно використовувати всі можливості Linux при роботі з віртуальними машинами.

Hyper-V:

• Hyper-V вважається гіпервізором типу 1, хоча технічно використовує мікроядерну архітектуру.
• При встановленні Hyper-V на Windows Server, він реорганізовує систему, розміщуючи рівень віртуалізації під основною ОС.

Підтримувані операційні системи (гостьові ОС)

Підтримка різноманітних гостьових ОС — важливий фактор при виборі рішення для віртуалізації, особливо в гетерогенних середовищах.

VMware:

• Широка підтримка різних ОС, включаючи:
  • Всі версії Windows (клієнтські та серверні)
  • Безліч дистрибутивів Linux
  • macOS (на обладнанні Apple)
  • FreeBSD, Solaris та інші UNIX-подібні системи
• Відмінна підтримка застарілих ОС.
• Регулярні оновлення для підтримки нових версій ОС.

KVM:

• Відмінна підтримка Linux, оскільки KVM є частиною ядра Linux.
• Гарна підтримка Windows, включаючи серверні та клієнтські версії.
• Підтримка інших UNIX-подібних систем, включаючи FreeBSD та Solaris.
• Можливість запуску macOS, хоча це може порушувати ліцензійну угоду Apple.

Hyper-V:

• Відмінна підтримка всіх версій Windows.
• Гарна підтримка популярних дистрибутивів Linux, включаючи Ubuntu, Red Hat, SUSE.
• Обмежена підтримка інших ОС порівняно з VMware та KVM.
• Немає офіційної підтримки macOS.

Продуктивність

Продуктивність — ключовий фактор при виборі рішення для віртуалізації, особливо для навантажених корпоративних середовищ.

VMware:

• Відома високою продуктивністю, особливо у великих корпоративних середовищах.
• Відмінна оптимізація для роботи з великою кількістю віртуальних машин.
• Розвинені технології управління пам’яттю (наприклад, TPS – Transparent Page Sharing).
• Ефективне використання ресурсів завдяки технологіям, таким як DRS (Distributed Resource Scheduler).

KVM:

• Показує продуктивність, близьку до рідної, особливо для Linux-систем.
• Ефективно використовує апаратні можливості віртуалізації (Intel VT-x, AMD-V).
• Гарно масштабується при збільшенні кількості ядер та об’єму пам’яті.
• Можливість тонкого налаштування для оптимізації під конкретні робочі навантаження.

Hyper-V:

• Висока продуктивність, особливо для Windows-систем.
• Ефективне використання ресурсів завдяки динамічній пам’яті.
• Гарна інтеграція з апаратними функціями віртуалізації Intel та AMD.
• Постійне покращення продуктивності з кожним новим релізом Windows Server.

Масштабованість

Масштабованість визначає, наскільки легко рішення для віртуалізації може зростати разом з потребами організації.

VMware:

• Відмінна масштабованість, підтримка дуже великих кластерів.
• vSphere підтримує до 96 хостів у кластері та до 6000 віртуальних машин у кластері.
• Підтримка віртуальних машин з великою кількістю віртуальних CPU (до 256 vCPU) та пам’яті (до 6 ТБ).
• Інструменти для автоматичного масштабування та балансування навантаження.

KVM:

• Гарна масштабованість, особливо при використанні з інструментами управління, такими як oVirt або OpenStack.
• Теоретично може підтримувати сотні хостів та тисячі віртуальних машин.
• Обмеження здебільшого залежать від використовуваних інструментів управління та архітектури системи.
• Можливість створення великих віртуальних машин (теоретичний ліміт — апаратні обмеження хоста).

Hyper-V:

• Гарна масштабованість, особливо у нових версіях Windows Server.
• Підтримка до 64 вузлів і 8000 віртуальних машин у кластері.
• Можливість створення великих віртуальних машин (до 240 віртуальних процесорів та 12 ТБ пам’яті).
• Інтеграція з Azure для гібридних середовищ та додаткового масштабування.

Управління та оркестрація

Ефективне управління та оркестрація є критично важливими для підтримки складних віртуалізованих середовищ.

VMware:

• Комплексне рішення vCenter для централізованого управління та оркестрації.
• vSphere Client надає зручний веб-інтерфейс для управління.
• Розвинені інструменти автоматизації, включаючи PowerCLI та vRealize Automation.
• Інтеграція з хмарними платформами через vCloud Suite.

KVM:

• Різноманітні інструменти управління, включаючи:
  • libvirt — API та інструменти командного рядка для управління віртуалізацією.
  • oVirt — відкрита платформа віртуалізації з веб-інтерфейсом.
  • OpenStack — комплексна хмарна платформа з підтримкою KVM.
• Можливість створення власних рішень для управління завдяки відкритості платформи.

Hyper-V:

• System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) для централізованого управління.
• Windows Admin Center надає веб-інтерфейс для управління Hyper-V.
• Інтеграція з іншими інструментами Microsoft, такими як System Center Operations Manager для моніторингу.
• PowerShell для автоматизації та управління.

Відмовостійкість та висока доступність

Забезпечення безперервності бізнес-процесів є ключовим аспектом сучасних IT-інфраструктур.

VMware:

• vSphere High Availability (HA) автоматично перезапускає віртуальні машини на інших хостах у випадку збою.
• Distributed Resource Scheduler (DRS) оптимізує розміщення віртуальних машин для балансування навантаження.
• vMotion дозволяє переміщувати працюючі віртуальні машини між хостами без простою.
• Fault Tolerance забезпечує безперервну доступність критично важливих додатків.

KVM:

• Підтримка живої міграції для переміщення працюючих віртуальних машин.
• Можливість налаштування високої доступності за допомогою інструментів, таких як Pacemaker та Corosync.
• Реплікація віртуальних машин за допомогою DRBD або Ceph для забезпечення відмовостійкості.
• Автоматичне відновлення після збоїв при використанні платформ, таких як oVirt або OpenStack.

Hyper-V:

• Вбудовані функції відмовостійкості та високої доступності у Windows Server.
• Жива міграція для переміщення працюючих віртуальних машин.
• Кластеризація Hyper-V для автоматичного відновлення після збоїв.
• Реплікація Hyper-V для створення резервних копій віртуальних машин на віддалених сайтах.

Вартість та ліцензування

VMware:

• Комерційне рішення з різними моделями ліцензування.
• Ліцензування за кількістю процесорів або віртуальних машин.
• Різні редакції vSphere з різним набором функцій та ціною.
• Додаткові витрати на підтримку та оновлення.
• Висока початкова вартість, але потенційно низька загальна вартість володіння (TCO) для великих підприємств.

KVM:

• Безкоштовне програмне забезпечення з відкритим кодом, немає витрат на ліцензування самого KVM.
• Витрати можуть включати підтримку, навчання та інтеграцію.
• Можливі витрати на комерційні інструменти управління (наприклад, Red Hat Virtualization).
• Потенційно низька TCO, особливо для організацій з досвідом роботи з Linux.
• Гнучкість у виборі постачальників підтримки та консалтингових послуг.

Hyper-V:

• Включено у Windows Server, додаткова ліцензія не потрібна.
• Окрема безкоштовна версія Hyper-V Server доступна для завантаження.
• Ліцензування Windows Server включає права на віртуалізацію.
• Витрати на управління можуть включати ліцензії System Center.
• Потенційно низька TCO для організацій, що вже інвестували в екосистему Microsoft.

Екосистема та підтримка

VMware:

• Обширна екосистема партнерів та інтеграторів.
• Велика спільнота користувачів та розробників.
• Широкий вибір сертифікованого обладнання та програмного забезпечення.
• Професійна технічна підтримка від VMware.
• Регулярні оновлення та покращення продуктів.

KVM:

• Активна open-source спільнота з швидким розвитком функціональності.
• Підтримка від різних Linux-вендорів (Red Hat, Canonical, SUSE).
• Широка екосистема сумісних інструментів та рішень.
• Можливість отримання комерційної підтримки від різних компаній.
• Гнучкість в адаптації та модифікації під специфічні потреби.

Hyper-V:

• Тісна інтеграція з іншими продуктами Microsoft.
• Підтримка безпосередньо від Microsoft через стандартні канали.
• Зростаюча екосистема партнерів та інтеграторів.
• Регулярні оновлення в рамках циклу оновлень Windows Server.
• Інтеграція з хмарними сервісами Azure для гібридних сценаріїв.

Сценарії використання

VMware

• Великі корпоративні середовища з різнорідною інфраструктурою.
• Організації, що вимагають високої продуктивності та масштабованості.
• Середовища з критично важливими додатками, що потребують високої доступності.
• Компанії, готові інвестувати у комплексне рішення з широкими можливостями.

KVM

• Організації, орієнтовані на використання відкритого ПЗ.
• Середовища з переважним використанням Linux.
• Компанії, що прагнуть мінімізувати витрати на ліцензування.
• Проекти зі створення приватних або публічних хмар на базі OpenStack.
• Наукові та дослідницькі організації, що потребують гнучкості та можливості модифікації.

Hyper-V

• Організації, глибоко інтегровані в екосистему Microsoft.
• Компанії, що переважно використовують Windows-сервери.
• Середовища, що вимагають тісної інтеграції з Azure для гібридних хмарних рішень.
• Малий та середній бізнес, що шукає економічне рішення для віртуалізації.

Висновок

Вибір технології віртуалізації — це складне рішення, що залежить від багатьох факторів, включаючи існуючу інфраструктуру, бюджет, вимоги до продуктивності та масштабованості, а також довгострокову IT-стратегію організації.

• VMware пропонує найбільш повне та зріле рішення, ідеальне для великих підприємств з різнорідним середовищем та високими вимогами до продуктивності і надійності. Проте це рішення може бути дорогим для невеликих організацій.
• KVM є потужним та гнучким рішенням з відкритим вихідним кодом, яке особливо привабливе для організацій, орієнтованих на Linux та відкриті рішення. KVM пропонує відмінне співвідношення ціни та якості, але може вимагати вищого рівня технічної експертизи.
• Hyper-V — сильний конкурент, особливо привабливий для організацій, що вже інвестували в екосистему Microsoft. Він пропонує хорошу інтеграцію з іншими продуктами Microsoft та хмарними сервісами Azure, що робить його чудовим вибором для гібридних хмарних стратегій.

Кожна з цих технологій віртуалізації має свої сильні сторони та сфери застосування. Організаціям рекомендується ретельно оцінити свої поточні та майбутні потреби, провести тестування у своїй середовищі і, можливо, розглянути гібридний підхід, який використовує переваги різних рішень для різних сценаріїв використання.