服務(wù)器虛擬化四足鼎立誰(shuí)更強(qiáng)?

在大大小小的數(shù)據(jù)中心中，向服務(wù)器虛擬化技術(shù)遷移的步伐似乎不可阻擋。在虛擬化熱潮興起初期，只有VMware一家廠商能夠提供讓虛擬服務(wù)器從科研環(huán)境進(jìn)入到生產(chǎn)環(huán)境所必要的功能、兼容性和穩(wěn)定性，而現(xiàn)在的服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)有了很大改觀。VMware仍是x86服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)的龍頭老大。VMware產(chǎn)品的豐富功能、卓越聲譽(yù)和價(jià)格無(wú)不體現(xiàn)了這個(gè)事實(shí)。然而，以前這個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手寥寥無(wú)幾，如今卻能找到好幾個(gè)挑戰(zhàn)者，它們?yōu)楦髯缘奶摂M化解決方案帶來(lái)了眾多的企業(yè)級(jí)功能，開(kāi)始與VMware一較高下。

為了準(zhǔn)確地評(píng)估這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得到底有多激烈，美國(guó)《Infoworld》邀請(qǐng)思杰、微軟、紅帽和VMware來(lái)到夏威夷大學(xué)的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，對(duì)它們的服務(wù)器虛擬化解決方案逐一進(jìn)行了測(cè)試。這4款解決方案包括思杰XenServer、微軟Windows Server 2008 R2 Hyper-V、紅帽企業(yè)虛擬化（RHEV）和VMware vSphere。評(píng)測(cè)工程師幾乎從每一個(gè)方面進(jìn)行了比較：從安裝的易用性到虛擬機(jī)管理程序的性能，以及介于兩者之間的所有管理功能。

評(píng)測(cè)工程師在同樣的硬件平臺(tái)上測(cè)試了每一款解決方案：采用同樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同樣的虛擬機(jī)上運(yùn)行同樣的測(cè)試。工程師運(yùn)行了真實(shí)的和組合的Linux和Windows性能基準(zhǔn)測(cè)試程序，還進(jìn)行了管理方面的主觀性測(cè)試。具體包括主機(jī)配置、虛擬機(jī)模板創(chuàng)建和克隆、更新和補(bǔ)丁、快照和備份以及腳本選項(xiàng)，還仔細(xì)分析了負(fù)載均衡和高可用性等高級(jí)功能。

比較結(jié)果表明，這4款解決方案都具有非常好的虛擬機(jī)管理程序性能以及非常豐富的管理工具，但這些解決方案在性能或管理上并非都一樣。雖然VMware不再是惟一玩家，但選擇一款替代方案無(wú)疑需要做一番取舍。VMware仍擁有別人所沒(méi)有的高級(jí)功能。VMware還提供其他解決方案仍無(wú)法企及的那種高度穩(wěn)定性和全面性。思杰、微軟和紅帽解決方案存在的不足不見(jiàn)得有多嚴(yán)重，但它們表明這些替代方案比較低的價(jià)格背后可能存在著隱性成本。

在正式評(píng)測(cè)之前有必要介紹一下本次測(cè)試的環(huán)境。評(píng)測(cè)工程師選擇來(lái)自戴爾的一批高端設(shè)備來(lái)進(jìn)行所有的測(cè)試，包括刀片服務(wù)器。之所以要用刀片服務(wù)器，這有好多原因。主要原因是，評(píng)測(cè)需要刀片機(jī)柜特有的易于安裝和配置這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，刀片機(jī)柜把電源、網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程管理功能整合到一起。工程師選擇了雙插座刀片作為測(cè)試服務(wù)器，因?yàn)檫@比其他處理器密度的架構(gòu)更能代表生產(chǎn)環(huán)境的虛擬機(jī)管理程序配置。

測(cè)試工程師在戴爾PowerEdge M1000E機(jī)箱中配備了兩個(gè)戴爾PowerConnect M8024萬(wàn)兆交換機(jī)模塊和一個(gè)PowerConnect M6220千兆交換機(jī)模塊。戴爾EqualLogic PS6010XV萬(wàn)兆存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）陣列可以輕松處理存儲(chǔ)任務(wù)。測(cè)試使用了4塊戴爾PowerEdge M710刀片來(lái)運(yùn)行虛擬機(jī)管理程序。每塊M710配備了兩個(gè)主頻為2.40GHz的英特爾Westmere 5645處理器，每個(gè)處理器有6個(gè)物理內(nèi)核。這些刀片還配備96GB DDR3內(nèi)存、雙端口英特爾X-520萬(wàn)兆以太網(wǎng)夾層適配器和內(nèi)置雙端口千兆網(wǎng)卡。每臺(tái)服務(wù)器還配備戴爾的冗余SD閃存設(shè)備（用于嵌入式安裝）和一對(duì)采用RAID1配置的72GB SAS驅(qū)動(dòng)器（用于要求傳統(tǒng)安裝的虛擬機(jī)管理程序）。

至于后臺(tái)任務(wù)，測(cè)試工程師使用了兩塊基于英特爾Nehalem的戴爾PowerEdge M610刀片。這些刀片不是實(shí)際測(cè)試的一部分，但用來(lái)提供支持性服務(wù)，比如微軟活動(dòng)目錄、域名服務(wù)（DNS）和DHCP。總體上看，測(cè)試環(huán)境在硬件方面裝備非常精良。

哪個(gè)虛擬機(jī)管理程序更快？

測(cè)試方案很簡(jiǎn)單：先比較一下在物理服務(wù)器上的Windows和Linux服務(wù)器性能，然后比較負(fù)載穩(wěn)定時(shí)的虛擬機(jī)管理程序的性能，最后在增加負(fù)載的情況下比較幾次在虛擬機(jī)管理程序方面的性能。衡量標(biāo)準(zhǔn)包括處理器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)輸入/輸出等性能，虛擬機(jī)遷移期間的時(shí)間和干擾（如果有干擾的話），虛擬機(jī)模板創(chuàng)建和部署方面的速度和靈活性，以及整體處理幾種災(zāi)難場(chǎng)景（比如主機(jī)突然停運(yùn)和故障切換到備用站點(diǎn)）的表現(xiàn)。

基準(zhǔn)測(cè)試程序本身基于合成測(cè)試和真實(shí)測(cè)試。它們大致反映了虛擬機(jī)管理程序的性能，但是與虛擬化的許多方面一樣，除了運(yùn)行實(shí)際的工作負(fù)載外，沒(méi)什么好的辦法可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)工作負(fù)載在任何一款虛擬化解決方案下處理時(shí)有怎樣的表現(xiàn)。

Linux測(cè)試是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的一套標(biāo)準(zhǔn)的自主開(kāi)發(fā)測(cè)試流程而設(shè)計(jì)的。它們基于共同的工具和場(chǎng)景，按完成所用的時(shí)間來(lái)衡量。測(cè)試包括使用Linux上的LAME編碼器，把一個(gè)150MB大小的WAV文件轉(zhuǎn)換成MP3，以及使用bzip2和gzip壓縮及解壓縮大文件。這些是按順序運(yùn)行的單線程測(cè)試，但隨著并發(fā)性的提高，允許通過(guò)運(yùn)行2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)和12個(gè)并發(fā)實(shí)例的測(cè)試來(lái)衡量性能。通過(guò)在配備4個(gè)虛擬處理器（vCPU）的虛擬機(jī)上運(yùn)行這些測(cè)試，我們得以從處理器、內(nèi)存和輸入/輸出性能等方面衡量虛擬機(jī)管理程序處理虛擬機(jī)上的工作負(fù)載性能如何，因?yàn)樗形募紡墓蚕泶鎯?chǔ)讀取并寫(xiě)入到共享存儲(chǔ)。

Windows測(cè)試用SiSoftware公司的Sandra來(lái)進(jìn)行。其中重點(diǎn)關(guān)注幾個(gè)特定的基準(zhǔn)測(cè)試程序，主要著眼于處理器和內(nèi)存性能，此外還包括AES加密，這在許多生產(chǎn)環(huán)境的工作負(fù)載中起到了重要作用。

同樣，所有測(cè)試都在同樣的物理硬件上進(jìn)行，使用同樣的EqualLogic PS6010XV iSCSI陣列用于存儲(chǔ)，保證在每一款解決方案下創(chuàng)建同樣的虛擬機(jī)。所有Windows測(cè)試都在Windows Server 2008 R2上進(jìn)行，所有Linux測(cè)試都在紅帽企業(yè)Linux 6（RHEL 6）上進(jìn)行——微軟Hyper-V除外。由于Hyper-V不支持RHEL 6，最后使用的是RHEL 5.5，這對(duì)Hyper-V的Linux測(cè)試結(jié)果可能稍有影響。

性能測(cè)試結(jié)果表明，這4款虛擬機(jī)管理程序?qū)嵙咏瑳](méi)有大的贏家，也沒(méi)有大的輸家。主要差異出現(xiàn)在帶負(fù)載的虛擬機(jī)管理程序測(cè)試，XenServer的Windows性能和Hyper-V的Linux性能稍遜色。總的來(lái)說(shuō)，VMware vSphere和微軟Hyper-V提供了最出色的Windows性能，vSphere、紅帽企業(yè)虛擬化和思杰XenServer則交出了不俗的Linux性能數(shù)據(jù)。加密帶寬測(cè)試表明，支持英特爾Westmere處理器的AES-NI指令具有優(yōu)點(diǎn)——這項(xiàng)測(cè)試證明，XenServer和vSphere的速度快于Hyper-V和RHEV。下面的幾張圖顯示了其中的幾項(xiàng)測(cè)試結(jié)果。

在運(yùn)行單獨(dú)的Linux虛擬機(jī)時(shí)，微軟Hyper-V很出色，但是裝載多個(gè)活動(dòng)虛擬機(jī)時(shí)，性能變化要大于其他產(chǎn)品。

Hyper-V在bzip2文件壓縮測(cè)試時(shí)不落下風(fēng)，即便虛擬機(jī)管理程序面對(duì)多個(gè)虛擬機(jī)時(shí)也是如此。

思杰XenServer的Windows性能常常是最佳的，但在高負(fù)載下并非總能保持最佳性能（Sandra Whetstone基準(zhǔn)測(cè)試衡量的是浮點(diǎn)處理性能）。

思杰XenServer和VMware vSphere支持英特爾Westmere處理器的AES-NI指令，而微軟Hyper-V和紅帽RHEV不支持該指令。測(cè)試結(jié)果與此大有關(guān)系。

微軟Hyper-V和VMware vSphere是運(yùn)行Windows虛擬機(jī)時(shí)表現(xiàn)最一致的兩款產(chǎn)品。

誰(shuí)的產(chǎn)品功能更全？

雖然VMware在功能方面仍一路領(lǐng)先，但具體到一個(gè)特定的企業(yè)環(huán)境，不是所有功能都一樣重要。而對(duì)大大小小的計(jì)算環(huán)境來(lái)說(shuō)，大多數(shù)情況下都很重要的三項(xiàng)功能是:虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移、高可用性和負(fù)載均衡。

實(shí)時(shí)遷移是指不必重啟系統(tǒng)，就能夠?qū)⑦\(yùn)行中的虛擬機(jī)從一個(gè)主機(jī)遷移到另一個(gè)主機(jī)；高可用性讓解決方案得以確定物理主機(jī)何時(shí)停機(jī)，在集群中其他主機(jī)上自動(dòng)重新啟動(dòng)故障主機(jī)上運(yùn)行的虛擬機(jī)；負(fù)載自動(dòng)均衡按照管理員設(shè)定的閾值，將虛擬機(jī)負(fù)載分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)集群服務(wù)器之間。這些關(guān)鍵功能一度只有VMware才提供，而如今幾乎出現(xiàn)在每一款解決方案中。

這些功能之后是重要性低一點(diǎn)的一些功能，比如自動(dòng)精簡(jiǎn)配置、虛擬機(jī)快照和模板創(chuàng)建、虛擬機(jī)自動(dòng)備份、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)遷移和高級(jí)的內(nèi)存管理功能（包括頁(yè)面共享、內(nèi)存壓縮和內(nèi)存膨脹）。

VMware vSphere仍是惟一提供實(shí)時(shí)存儲(chǔ)遷移功能的解決方案，另外，VMware vSphere和紅帽的虛擬化解決方案都聲稱(chēng)提供頁(yè)面共享和內(nèi)存壓縮。不過(guò)，其他功能幾乎全部出現(xiàn)在每一款解決方案中。自動(dòng)精簡(jiǎn)配置和模板創(chuàng)建這兩項(xiàng)功能使得部署大量的虛擬機(jī)不費(fèi)吹灰之力，同時(shí)減少了對(duì)存儲(chǔ)的影響。高級(jí)內(nèi)存管理功能則優(yōu)化了為虛擬機(jī)分配物理內(nèi)存的工作。

在每個(gè)主機(jī)運(yùn)行大量虛擬機(jī)以及虛擬機(jī)總數(shù)量龐大的IT環(huán)境中，這些工具極其重要，但比較小的環(huán)境可能并不馬上需要它們。雖然這些功能絕對(duì)重要，但它們對(duì)最終用戶的影響不如實(shí)時(shí)遷移、高可用性和負(fù)載均衡直接，特別是考慮到眾多小企業(yè)在規(guī)劃對(duì)整個(gè)服務(wù)器集群進(jìn)行虛擬化時(shí)，不會(huì)像大型數(shù)據(jù)中心那樣頻繁變化。

再來(lái)看看其他更具體的功能，比如與應(yīng)用編程接口（API）集成，這給實(shí)施的大型環(huán)境帶來(lái)了顯著好處。這4款解決方案都提供某種命令行接口（CLI）或腳本管理，從VMware成熟的API集成功能到Hyper-V使用PowerShell，以便編寫(xiě)腳本來(lái)處理管理任務(wù)。

對(duì)客戶機(jī)操作系統(tǒng)的支持方面也有必要說(shuō)說(shuō)。VMware做得很全面，明確支持Mac OS X Server、FreeBSD、NetWare和 Solaris。如果你喜歡，甚至可以運(yùn)行OS/2 Warp操作系統(tǒng)。而其余幾款解決方案僅限于支持幾種Linux發(fā)行版和Windows平臺(tái)。

總體而言，所有這些廠商都能提供足夠的功能，可以考慮將它們用于眾多規(guī)模和類(lèi)型的生產(chǎn)環(huán)境。不過(guò)，VMware仍擁有其中最成熟、功能最豐富的解決方案（參見(jiàn)虛擬化解決方案功能比較一覽表）。

哪個(gè)解決方案更便宜？

VMware vSphere和微軟Hyper-V的軟件許可模式無(wú)疑比紅帽虛擬化或思杰XenServer的許可來(lái)得復(fù)雜。VMware提供幾個(gè)級(jí)別的vSphere，每一級(jí)比上一級(jí)具有更多的功能，都是按物理插座數(shù)量來(lái)定價(jià)。微軟把Hyper-V作為Windows Server 2008 R2的一部分來(lái)提供，企業(yè)許可證允許4個(gè)虛擬服務(wù)器在一臺(tái)物理服務(wù)器的同一操作系統(tǒng)上運(yùn)行，而數(shù)據(jù)中心許可證允許每個(gè)物理服務(wù)器可以運(yùn)行數(shù)量不受限制的虛擬機(jī)。

值得關(guān)注的是，許多企業(yè)先購(gòu)買(mǎi)微軟的數(shù)據(jù)中心許可證，然后將許可證分配給運(yùn)行VMware vSphere的物理服務(wù)器。這些許可證允許在該主機(jī)上運(yùn)行數(shù)量不受限制的Windows Server 2008 R2虛擬機(jī)，即使主機(jī)不運(yùn)行Hyper-V也沒(méi)有關(guān)系。

思杰XenServer按服務(wù)器數(shù)量來(lái)定價(jià)，而不管服務(wù)器容量如何。與VMware一樣，思杰也讓客戶可以選擇好幾種服務(wù)。紅帽企業(yè)虛擬化是最簡(jiǎn)單的，也是最便宜的，按物理服務(wù)器數(shù)量每年收取統(tǒng)一的訂購(gòu)費(fèi)，分別有從早上9點(diǎn)至下午5點(diǎn)或24×7的支持，起價(jià)是每年每臺(tái)服務(wù)器499美元。

結(jié) 論

選購(gòu)虛擬化的大好時(shí)機(jī)

以前，推遲上馬虛擬化項(xiàng)目的主要理由不是嫌VMware價(jià)格貴，就是嫌其他競(jìng)爭(zhēng)廠商的產(chǎn)品缺少重要功能，比如實(shí)時(shí)遷移、高可用性、負(fù)載均衡，甚至缺少對(duì)某種客戶機(jī)操作系統(tǒng)的支持。如今這種理由再也立不住腳了，因?yàn)槊恳豢罱鉀Q方案都能夠證明擁有這些功能。大型數(shù)據(jù)中心通常可能傾向選擇VMware的虛擬化解決方案，但沒(méi)有VMware的高級(jí)功能也行的中小型企業(yè)現(xiàn)在一下子面臨眾多選擇。幾乎每種選擇都可能為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)虛擬化的最大好處，又不會(huì)超預(yù)算。

這三個(gè)挑戰(zhàn)者當(dāng)中，微軟Hyper-V在總體管理功能方面最接近VMware vSphere。值得關(guān)注的是，雖然VMware、紅帽和思杰把虛擬化主機(jī)和虛擬機(jī)管理功能整合到一個(gè)管理服務(wù)器中，而微軟的選擇卻是把這些功能分散到了多個(gè)系統(tǒng)中心工具上，這給管理員的管理工作增加了一些挑戰(zhàn)。

思杰XenServer結(jié)合了良好的Linux性能、快速的部署和主要的高級(jí)功能，不過(guò)高可用性和負(fù)載均衡需要思杰的合作伙伴的支持或者額外配置。此外，所有虛擬機(jī)管理操作要求按順序執(zhí)行。在XenServer中的多個(gè)虛擬機(jī)上執(zhí)行操作（比如上電或斷電）所用的時(shí)間比其他解決方案要長(zhǎng)——這會(huì)影響可管理性和可擴(kuò)展性。

紅帽企業(yè)虛擬化擁有所有必要的管理功能，而且使用起來(lái)比Hyper-V的工具簡(jiǎn)單。RHEV也有幾個(gè)不盡如人意的地方，包括主機(jī)維護(hù)模式下偶爾出現(xiàn)問(wèn)題以及高可用性方面，但它安裝快速、擁有出色的Linux和Windows性能、良好的CLI以及高級(jí)內(nèi)存管理功能（比如頁(yè)面共享和內(nèi)存壓縮）。說(shuō)到擁有支持可擴(kuò)展環(huán)境的所有必備要素，紅帽最接近VMware。

VMware vSphere在虛擬化技術(shù)市場(chǎng)仍遙遙領(lǐng)先，這沒(méi)什么好奇怪的，但與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距在迅速拉小。要說(shuō)這次測(cè)試有一個(gè)什么樣的明顯結(jié)論，那就是眼下購(gòu)買(mǎi)虛擬化解決方案再合適不過(guò)了。