Сравнение гипервизоров: KVM, Hyper-V или VMware?

Технологии виртуализации уже насчитывается более 30 лет. Сегодня виртуализация стала ключевой технологией IT и стала основой сервисов нового поколения. Существует множество продуктов виртуализации и такое многообразие заставляет задуматься: какой гипервизор выбрать? Спешим вас огорчить, как нет универсального рецепта в кулинарии, так и нет универсального продукта виртуализации, который бы подошел всем. У каждого продукта есть свои преимущества и недостатки. Выбирать продукт виртуализации нужно, прежде всего, исходя из потребностей бизнеса. В одном случае будет хорош один продукт, в другом — совершенно другой. Многие компании, подбирающие решения для виртуализации, выбирают между продуктами KVM, VMware или . Надеемся, наши обзоры и сравнения гипервизоров помогут вам выбрать оптимальное для вашего предприятия решение.

Типы гипервизоров

Существует два типа гипервизоров. Гипервизоры первого типа запускаются непосредственно на «железе» и не требуют установки операционной системы. Для работы монитора виртуальных машин второго типа нужна операционная система — через нее производится доступ к аппаратной части. Лучшим гипервизором считается тот, что относится к первому типу, его производительность выше, поскольку они работают напрямую с оборудованием.

Рис. 1. Принцип работы гипервизора типа

Рис. 2. Принцип работы гипервизора типа

Примеры гипервизоров типа: , KVM, ESXi. Гипервизоры типа: VMware Workstation, Oracle Virtual Box, OpenVZ. Нас интересуют только системы виртуализации первого типа, так как вторые больше подходят для индивидуального использования, чем в качестве решений уровня предприятия.

Отметим, что и WMware — это проприетарные решения, поэтому мы подготовили обзор и сравнение гипервизоров этих моделей. Мы также поговорим и о решении с открытым исходным кодом — KVM. Многие предприятия выбирают именно его, не смотря, что некоторые независимые эксперты считают это решение довольно сырым и непригодным на корпоративной кухне. Однако, согласно отчету IT Central Station за январь 2018 года, 25% операторов связи и 11% финансовых организаций считают именно KVM лучшим гипервизором. Так что при рассуждениях о том, какой гипервизор выбрать, это решение исключать нельзя.

Рис. 3. Немного статистики от IT Central Station

Сначала мы рассмотрим проприетарные решения, а затем попытаемся выяснить, стоит ли использовать KVM.

Битва гигантов: или VMware?

Рассматривая гипервизоры, обзор и сравнение мы начнем с . Здесь нужно понимать, что есть Windows Server 2016 со стандартной ролью и есть Server 2016. Windows Server 2016 поставляется в двух редакциях — Datacenter и Standard. У каждой из них есть роль. С точки зрения виртуализации обе редакции аналогичны, но есть нюансы, связанные с лицензированием, делающие одну версию гипервизора лучше другой. В редакции Standard по одной серверной лицензии можно поднять только две виртуальных машины. В редакции Datacenter можно поднять любое количество виртуальных машин. В стандартной редакции тоже можно запустить любое количество виртуальных машин, но это будет не очень верно с точки зрения лицензирования. С другой стороны, лицензируется не факт создания виртуальной машины, а только ОС внутри виртуальной машины. Если нужны виртуальные , то можно запустить любое их количество в стандартной версии Windows Server. В году в лицензионной политике Microsoft произошли изменения. Теперь стоимость лицензии на сервер зависит от количества ядер на физическом сервере.

Server 2016 — специально для тех, кто не хочет платить за систему аппаратной виртуализации. Никаких ограничений на процедуры и при этом он абсолютно бесплатный. невероятное, особенно, когда речь идет о Microsoft. Но есть и подводные камни:

1. Нужно лицензировать все виртуальные машины, работающие под управлением Windows.
2. Отсутствует графический интерфейс, правда, есть удаленная консоль.
3. Отсутствие поддержки производителя (но есть обновления).

Хорошего администратора не испугает ни отсутствие поддержки, ни графического интерфейса. А вот необходимость в лицензировании каждой — это плохо. Иногда целесообразнее купить Datacenter — так будет выгоднее. С другой стороны, если планируете разворачивать только , то данное решение можно действительно назвать бесплатным.

Теперь мы рассмотрим VMware ESXi гипервизоры, обзор и сравнение которых тоже будут интересными. В отличие от VMware Workstation, ESXi — это не приложение, это, можно сказать, операционная система, которая устанавливается на голое оборудование. ESXi похож на Linux — те же команды, те же названия стандартных каталогов, однако, он работает полностью на собственном проприетарном ядре VMkernel. Если вам интересно, информацию и более развернутые обзоры этого программного продукта вы можете найти в Сети.

Отдельно купить ESXi нельзя. Если вы хотите купить ESXi, вам нужно купить VMware vSphere 6. При этом лицензия покупается на каждый физический процессор на физическом сервере. Оперативная память и число виртуальных машин не влияет на стоимость.

А есть бесплатное? Да, VMware предлагает VMware ESXi Free или VMware Free vSphere Hypervisor. Бесплатный VMware ESXi требует регистрации и может работать в режиме полной пробной версии 60 дней, после этого нужно или мириться с ограничениями бесплатной версии или же покупать полноценную.

На данный момент у бесплатного VMware Free vSphere Hypervisor нет ограничений для хоста по процессорам и памяти. Зато есть ряд других ограничений:

Обмануть судьбу не получится. Коммерческого решения на базе бесплатного ESXi создать не выйдет.

Теперь немного цифр. Таблица 1 содержит сравнение гипервизоров MS 2016 и VMware vSphere 6.5.

Таблица 1. Сравнительный обзор характеристик проприетарных гипервизоров

Система	Ресурс	MS Hyper-V	Free Hypervisor	Essential Plus	Enterprise Plus
Хост	Логические процессоры	512	576	576	576
	Физическая память, ТБ	24	4	4	12
	vCPU на 1 хост	2048	4096	4096	4096
	ВМ на 1 хост	1024	1024	1024	1024
	Вложенный гипервизор	+	+	+	+
Виртуальная машина (ВМ)	Виртуальные CPU на 1 ВМ	240 для поколения 2 или 64 для поколения 1	8	128	128
	Макс. ОЗУ для ВМ	12 Тб для пок. 2 или 1 Тб для пок. 1	6128 Гб	6128 Гб	6128 Гб
	Макс. дисковое пространство	64 Тб для формата VDHX, 2040 Гб для VHD	62 Тб	62 Тб	62 Тб
	К-во дисков	256	60	60	60
Кластер	Макс. Узлов	64	—	64	64
	Макс. ВМ	8000	—	8000	8000

Как видите, по масштабируемости представленные системы виртуализации очень похожи. , конечно, немного урезана — она не поддерживает кластеры и виртуальная машина может содержать только 8 виртуальных процессоров. Но не это самое главное. Помимо «технических характеристик» нужно рассмотреть еще и функционал гипервизоров.

Основной недостаток не увидеть в таблице 1. К сожалению, данный гипервизор до сих пор не поддерживает технологию USB Redirection, которая используется для проброса аппаратных , что позволяет подключать аппаратные к виртуальным машинам. Вместо нее пытаются «сосватать» технологию Discrete Device Assigment, но это несколько не то. К тому же пока не умеет «на лету» добавлять CPU, что делает его не лучшим выбором для некоторых компаний. Зато позволяет уменьшать размер диска, а не только увеличивать, как VMware. Сравнительный обзор функционала приведен в таблице 2.

Таблица 2. Сравнение гипервизоров по функционалу

Функция	MS Hyper-V	Free Hypervisor	Essential Plus	Enterprise Plus
VM host live migration	+	—	+	+
VM storage live migration	+	—	—	+
QoS для хранилища/сети	+	—	—	+
Проброс оборудования	Discrete Device Assigntment	PCI VMDirectPath/ USB redirection	PCI VMDirectPath/ USB redirection	PCI VMDirectPath/ USB redirection
Горячее добавление	Диски/vNIC/ОЗУ	Диски/vNIC/USB	Диски/vNIC/USB	Диски/vNIC/USB/ CPU/ОЗУ
Горячее удаление	Диски/vNIC/ОЗУ	Диски/vNIC/USB	Диски/vNIC/USB	Диски/vNIC/USB/ CPU
Изменение размера диска	Уменьшение и увеличение	Увеличение	Увеличение	Увеличение
Шифрование ВМ	+	—	—	+

Функционал говорит за себя. Если нужен проброс в виртуальную машину, то лучшим гипервизором будет VMware, даже бесплатный. С другой стороны, если необходимо шифрование виртуальной машины, то, возможно, дешевле будет использовать .

Кроме функционала самого гипервизора, нужно оценить еще и средства управления. У каждого вендора есть свое решение для управления гипервизорами. Virtual Machine Manager (VMM) позволяет управлять серверами , а именно: создавать, клонировать, развертывать виртуальные машины и другое.

У VMware средство управления называется vSphere. vSphere подразумевает использование ESXi хостов и vCenter Server для их централизованного управления.

Какое средство управления более удобное — судить сложно. Все индивидуально, кто к чему привык. Однако нужно понимать, что в случае с VMware требуется обязательное наличие VMware vCenter, если вам нужен, например, кластер. А вот Virtual Machine Manager (VMM) является опциональным компонентом, который очень полезен, но совсем не обязательный.

Какой из гипервизоров лучше, или Vmware, сказать нельзя. Все зависит от того, что нужно вам. В некоторых случаях, например, если нужен проброс USB, лучшим выбором будет VMware — даже бесплатное решение поддерживает эту технологию. Но не все готовы мириться с ограничением в 8 виртуальных процессоров. Для них лучший гипервизор — , который можно использовать бесплатно (а в случае с Linux даже не придется покупать лицензии).

В любом случае, даже если вы почти определились с выбором, нельзя забывать о полностью бесплатном KVM.

KVM — решение с открытым исходным кодом

KVM ( Virtual Machine) — полное решение виртуализации для платформ Linux/x86, поддерживающее аппаратные расширения (Intel VT и ).

Изначально KVM поддерживал только процессоры x86, но современные версии KVM поддерживают самые различные процессоры и гостевые ОС, в том числе Linux, BSD, Solaris, Windows и др.

KVM — простой в использовании, легкий, нетребовательный к ресурсам и довольно функциональный гипервизор. KVM позволяет в минимальные сроки развернуть площадку виртуализации. Все (MediaWiki, Wikimedia Foundation, Wikipedia, Wikivoyage, Wikidata, Wikiversity) используют именно это решение виртуализации.

Поскольку гостевые операционные системы взаимодействуют с гипервизором, который интегрирован в ядро Linux, у них есть возможность обращаться напрямую к оборудованию без нужды изменения гостевой ОС. Благодаря этому KVM считается довольно быстрым решением.

Конечно, KVM — не идеален, и у него есть тоже свои недостатки, и их надо учесть, прежде чем выбрать именно его. Начнем с того, что нет мощных средств для управления виртуальными машинами и сервером KVM. Средства, конечно, есть, но они не соответствуют по функционалу аналогичным средствам для других систем. Одно из лучших решений — SolusVM — универсальная панель управления виртуальными серверами KVM, Xen и OpenVZ.

Также часто отмечают не лучшую стабильность KVM при выполнении разнообразных задач с интенсивным . Именно поэтому некоторые эксперты в сфере виртуализации при обзорах и сравнении гипервизоров называют KVM сырым решением, которое больше подходит для экспериментов, чем для корпоративного применения.

Если спросить у профессионалов о том, какой выбрать гипервизор, то все они посоветуют . Он более стабилен, специальные средства миграции виртуальной машины в нем надежнее, эффективнее применяется оборудование, нежели в . Платформа Microsoft Azure построена на и это говорит о многом.

Информация к размышлению

Вместо скучной таблички с итогами (при желании вы сами можете составить такую) приведем несколько дополнительных тезисов, которые помогут вам определиться с тем, какой гипервизор выбрать. Так сказать, пища для ума или информация к размышлению:

1. VMware — самое дорогое решение, — дешевле (или при использовании Server и виртуальных машин с Linux — вообще бесплатное), KVM — изначально бесплатное.
2. Подсчитывая стоимость системы виртуализации, нужно учитывать еще и стоимость лицензий программного обеспечения, которое будет установлено в виртуальных машинах. Именно поэтому значительно дешевле VMware — при использовании VMware вам все равно придется покупать лицензии на гостевые ОС.
3. значительно дешевле и производительнее в гиперконвергентных решениях.
4. Таблица 1 — сугубо информативная, большинство пользователей не столкнется с этими ограничениями и ее не нужно учитывать, выбирая лучший гипервизор. Самое жесткое ограничение — у свободной версии ESXi.
5. У VMware есть Fault Tolerance, у Microsoft — пока нет. Если это для вас важно, задумайтесь над VMware.
6. У VMware лучше VDI, но у Microsoft организация VDI будет дешевле.
7. менее требовательный к «железу».
8. Хранилище для дешевле, поскольку VMware тесно связан по рукам и ногам HCL, а может использовать любой SMB 3.0 ресурс для хранения.
9. Server — это программное решение , поставляемое с Windows без графического интерфейса. Ограничений в нем никаких нет (в отличие от бесплатной версии VMware), вы можете включить его в домен, управлять ею с помощью System Center, бэкапить (в отличие от бесплатной vSphere).
10. В нет средств вроде Distributed Resource Scheduler или же Storage DRS, которые в VMware используются для балансировки нагрузок между ресурсами хостов
11. SCVMM в открывает возможности, выходящие за рамки простой серверной виртуализации. Вы можете создавать частные облака.
12. KVM — самое неприхотливое к ресурсам программное обеспечение. Это нужно учитывать при разработке бюджетных решений виртуализацией.
13. Для KVM можно также использовать интерфейс управления Virsh и virtmanager.
14. Службы поддержки у KVM нет. Если не получается, вы можете рассчитывать только на сообщество. Впрочем, поддержки нет и у бесплатного Server.
15. Существует коммерческий вариант KVM — RHEV (Red Hat Enterprise Virtualization).

Надеемся, приведенной информации будет достаточно для выбора оптимального для вас решения. Помните, что выбирать лучший гипервизор нужно не только исходя из сухих цифр, а отталкиваться нужно от требований вашего бизнеса.