Сравнительный анализ серверов Microsoft Hyper-V, VMware ESXi и Xen Hypervisors

Сравнительный анализ серверов Microsoft Hyper-V, VMware ESXi и Xen Hypervisors

Виртуализация - это технология, которая позволяет разделять ресурсы физических машин между различными виртуальными машинами (ВМ). Это обеспечивается программным уровнем, который называется гипервизор или монитор виртуальной машины (VMM). Гипервизор абстрагирует оборудование от операционной системы, позволяя нескольким операционным системам одновременно работать на одном и том же оборудовании. В настоящее время существует множество различных гипервизоров - как с открытым исходным кодом, так и коммерческих. Они широко используются в параллельных и распределенных вычислениях. Хотя цели этих гипервизоров одинаковы, базовые технологии различаются. Наши целевые гипервизоры в этой статье: Microsoft (MS) Hyper-V Server, VMware vSphere ESXi и Xen. MS Hyper-V Server и Xen являются гипервизорами с микроядерным ядром, которые используют паравиртуализацию вместе с подходами полной виртуализации / аппаратной виртуализации, в то время как ESXi - это монолитный гипервизор, поддерживающий только подход полной виртуализации / аппаратной поддержки. Для каждого подхода к виртуализации последних версий (во время данного исследования, которое началось в мае 2013 года) проводится серия экспериментов с производительностью для упомянутых гипервизоров, использующих Linux PREEMPT-RT в качестве гостевой операционной системы. В этой статье обсуждаются и сравниваются результаты этих экспериментов.

1. Введение

Виртуализация - это новая технология, которая предоставляет организациям широкий спектр преимуществ. Это рассматривается как эффективное решение для оптимального использования оборудования, повышения надежности и безопасности. Это преобразовало мышление от физического к логическому, рассматривая ИТ-ресурсы как логические ресурсы, а не как отдельные физические ресурсы. Проще говоря, это технология, которая вводит уровень абстрагирования программного обеспечения между базовым оборудованием, то есть физической платформой / хостом и операционной системой (ОС), то есть гостевая виртуальная машина (ВМ), включая приложения, работающие поверх нее. Этот уровень абстракции программного обеспечения известен как монитор виртуальной машины (VMM) или гипервизор. Гипервизоры, как правило, группируются в два класса: гипервизоры типа 1 работают непосредственно на аппаратном обеспечении системы и, таким образом, часто упоминаются как гипервизоры «с нуля»; Гипервизоры типа 2 работают в обычной среде операционной системы и называются размещенными гипервизорами. Поскольку он имеет прямой доступ к аппаратным ресурсам, а не через операционную систему, «железный» гипервизор более эффективен, чем размещенная архитектура, и обеспечивает большую масштабируемость, надежность и производительность. В этой работе используются три семейства гипервизоров с «голым железом»: MS Hyper-V Server, VMware vSphere ESXi и Xen. Кроме того, (тип 1) гипервизоры из чистого металла подразделяются на две подкатегории: монолитные и микроядерные конструкции. Разница между ними заключается в способе работы с драйверами устройств. MS Hyper-V Server и Xen являются микроядерными гипервизорами, которые используют паравиртуализацию вместе с полной виртуализацией, а VMware ESXi - это монолитный гипервизор, который использует аппаратную эмуляцию (полная виртуализация). В этом документе приводится количественное сравнение производительности между подходами виртуализации, поддерживаемыми каждым гипервизором.

2. Виртуализационные подходы

Архитектура x86 сегодня является самой популярной компьютерной архитектурой в корпоративных центрах обработки данных. Виртуализация архитектуры x86 осуществляется двумя способами: полная виртуализация или паравиртуализация. Полная виртуализация предназначена для обеспечения полной абстракции базовой физической системы и создает