虚拟化介绍及主流产品对比(pub)

虚拟化介绍及主流产品对比I_amok_cn2008-12-08我们经常听说虚拟化，那到底虚拟化是怎么一回事？我们从虚拟化的实现方式说起。虚拟化的实现方式主要就是Hypervisor的实现方式，Hypervisor又被叫做virtualmachinemonitor(VMM)，本质就是平台虚拟化软件，它隐藏了硬件层的各种属性，用来提供多个操作系统同时运行在一个物理主机的能力。Hypervisor的实现方式大体上分为2种：1）Type1（bare-metal）或者被称作裸金属构架，就是直接在硬件上跑虚拟化管理层，其优点是性能比较好，代表产品是VMwareESXServer,Microsoft'sHyper-V，Xen等2）Type2（orhosted）或者被叫做寄居构架，也就是说虚拟化管理层是运行在主机操作系统之上，依靠主机操作系统来模拟硬件设备，以便在其上运行虚机，其优点是对物理硬件要求低，但是性能相对差。代表产品是VMwareServer(从前叫做GSX)，VMwareWorkstation,VMwareFusion,MicrosoftVirtualPC，MicrosoftVirtualServer，SunVirtualBox等我们通过两张图片来直观的看看两种构架的区别：先来看寄居构架：这个就是vmware的GSX的构架，在硬件构架上是一个操作系统，在操作系统上，才是虚拟化软件层，然后是虚拟主机的操作系统（GuestOperatingSystem）再来看裸金属构架：这个就是vmware的ESX的构架，在硬件层上直接就是虚拟化软件层，然后上层就是虚拟主机操作系统。注：vmware的ESXi的构架已经取消了serviceconsole这块功能，整体显得更加紧凑。裸金属构架又可以分成两种形式：1）胖管理层例如VMwareESXServer。由于VMware把底层物理硬件的驱动程序整合到Hypervisor管理层中，所以管理层显得比较胖。这种架构的性能比较好，但是对于底层物理硬件的兼容性要求比较高。2）瘦管理层例如微软的Hyper-V和XEN，Hypervisor管理层仅用于管理CPU和内存，而不包含底层物理硬件的驱动程序，所以管理层显得比较瘦。由于不包含硬件驱动，所以代码量比较小，安全性更高、兼容性也更好，但是效率和胖管理层相比有所不及。注：上面说的胖瘦不是指物理机安装虚拟化软件后的具体大小，而是Hypervisor的大小我们选择两个产品作为对比，分别是老牌的虚拟化提供商Vmware的ESX和虚拟化新兵Microsoft的Hyper-v。通过一些具体的性能特性的对比来看看两种先进高效的虚拟化产品的优势和劣势。-为分数从低到高ESXHyper-v说明核心功能（主机层）Hypervisor自己的自己的服务操作系统LinuxWindows并发poweron虚拟机数量(最多)128128内存OvercommitVmware支持Ballooning/页共享/需求分页，通过EAL4+认证Paravirtualization(PV)接口VMI/paravirt-opsVMBusN端口ID虚拟化(NPIV)开放式虚拟机格式(OVF)网卡绑定VLAN虚拟硬件热插拔主机崩溃后虚拟机自动重启物理硬件支持64位CPU虚拟化(HVM)AMD-VSVM/IntelVT-xAMD-VSVM/IntelVT-x内存虚拟化(NPT)AMD-VRVII/O虚拟化IntelVT-c(I/OAT/VMDq)IntelVT-c(I/OAT)设备访问虚拟化处理器核心数(逻辑cpu)3216内存(最大)256GB1TBWindowsServer2008Enterprise/DatacenterEditions支持1TB，WindowsServer2008StandardEdition支持32G远程存储文件系统VMFS/RAWRAW远程存储协议NFS/iSCSI/FCCIFS/iSCSI/FC10Gbit以太网InfiniBandTCP/IP卸载引擎(TOE)Jumboframes巨帧Vmware不支持NFS/iSCSI上的巨帧虚拟硬件支持（每个虚拟主机为准）vCPU32bit/64bit32bit/64bitvSMP(最大)44指能够虚拟的cpu个数vRAM(最大)64G64GvDisktypeSCSIIDE/SCSIHyper-v必须从ide设备引导虚拟机vDisk(最大)120TB512TB指每个虚拟主机能容纳所有磁盘的总容量vDisk格式VMDKVHDvDiskrawvNICs(最大)412Hyper-v支持8个虚拟网卡，4个模拟网卡vSwitch127无限制客户操作系统支持WindowsLinuxHyper-v目前只支持Novell的suseSolarisBSDNetWare许可证和价格许可证模式PerSocketPerServerSocket指cpu插槽。免费版本Vmware的免费版本是ESXi，通过购买license，ESXi将支持完整的VMwareInfrastructure3提供的所有功能。Microsoft的免费版本是hyper-v-serverhyper-v-server不支持highavailability，要支持这个功能需要购买WindowsServer2008Enterprise或者DatacenterEditions安装过程和使用简易性对比VMwareESXiFreeHypervisorMicrosoftHyper-VServer2008安装的步骤简便性对比Windows的hyper-v需要经过7次重启，684次键盘输入，30次鼠标点击，13个步骤，耗时37：27完成ESXi需要1次重启85次键盘输入，14次鼠标点击，7个步骤，耗时10：01完成安装完成后Footprint大小32MB2500MB可以理解为整个hypervisor的程序体积，windows的hyper-v由于包括了管理需要的DCOM，WMI等传统windows配件而显得特别臃肿（相当于一个取消GUI界面的windows）。安装虚拟主机时对鼠标的支持Hyper-v虚拟主机的鼠标在windows远程桌面中不能被抓取,除非安装insertintegrationservicessetupdisk，windows2003sp2以前的版本都没法安装insertintegrationservicessetupdisk虚拟主机磁盘查询hyper-v里并没有直观的方式看到虚拟机的磁盘大小,需要点setting,选择磁盘,后再选择inspect才能看到ESXi也没有,他需要点虚拟主机的setting远程管理端的安装部署Windows的设置偏多，而且问题不少，幸好网络上可以找到资料。ESXi在不需要文档的前提下，一次成功。性能对比Superpi100万位（windows2000）19.235秒19.500秒EVERESTUltimate（windows2000）2分46秒6分35秒完成所有测试时间Superpi100万位（windows2003）19.516秒18.953秒EVERESTUltimate（windows2003）2分44秒4分08秒完成所有测试时间安装虚拟机系统的等待时间从安装虚拟主机操作系统时候的等待看，Vmware的ESXi领先Microsoft的hyper-v不少上面的表格中用红色的字体突出了一个特性，内存Overcommit，vmware是所有虚拟技术提供商中唯一一个支持内存Overcommit的厂商。内存Overcommit包括两方面的技术：1）MemoryPageSharing就是把相同虚拟主机的内存页面映射到同一块物理内存地址上。因为虚拟主机上有很多内存的内容是一样的，所以就可以映射到同一块物理内存地址上达到节约物理内存占用的特性。2）MemoryBallooningMemoryBallooning就是把闲置虚拟主机的内存上的内容给移动到交换文件上，把空余出来内存提供给那些繁忙的虚拟主机使用。我们来看一个成本对比的表格：此表格说明了采用内存Overcommit技术后Vmware可以运行16台虚拟主机，尽管只有16G物理内存，而且每个虚拟主机需要2G的内存配置，物理内存和虚拟内存的比可以达到1：2，这样就极大的降低了每台虚拟主机的运行成本，上面的表格也提到过内存Overcommit已经通过EAL4+认证，是可以用在生产环境了。我们在来看看虚拟架构管理器对比-为分数从低到高主机管理VMwarevCenter3.5MicrosoftSCVMM2008说明第三方主机管理VMwareESXonly主机补丁管理主机电源管理P2V迁移工具虚拟机/模板库动态资源管理存储管理LDAP支持ADonlyAPIs管理基于网页的访问虚拟机管理模板虚拟机定制部署scvmm只支持Windows虚拟机克隆基于网页的自助管理辅助配置快照管理虚拟机冷迁移虚拟机热迁移也叫实时迁移（livemigration）允许将虚拟机在无间断服务下从一个主机迁移到另一个。虚拟磁盘热迁移虚拟机补丁管理安装VMwarevCenter3.5很顺利，各种文档齐全，一次ok，安装SCVMM折腾了很久，因为SCVMM刚刚RTM（Release.to.Manufacturing），所以各种文档都没有，ms站点上也没有，有很多问题没法解决，功能没法测试。参考文章：的功能最大配置说明最大配置说明和hyper-v的安装过程对比构架先进性高可用性群集实测报告导购指南2008-裸机虚拟机导购导购指南2008-虚拟架构管理器导购