Сравнение систем вируализации (гипервизоров) в 2024 году

Определение гипервизора и виртуализации

Чтобы продлить, нам нужно разобраться в терминологии. Для нас важны три понятия: виртуализация, гипервизор и платформа для виртуализации (они же система виртуализации).

Итак, виртуализация – это технология создания виртуальных (т.е. программных) версий серверов/компьютеров/рабочих станций, обычно их называют виртуальными машинами (ВМ). Идея проста – один настоящий физический сервер запускает несколько изолированных друг от друга ВМ, со своими ресурсами и операционными системами, работающими как независимые системы. Виртуализация позволяет эффективно использовать ресурсы сервера или кластера (о кластерах будет дальше), управлять IT-инфраструктурой, масштабировать ее, снижать прямые и косвенные затраты (если все сделать правильно). Кстати, виртуализировать можно не только серверы, но и сети, хранилища данных и даже приложения.

Гипервизор – это прикладное программное обеспечение (ПО), которое и реализует виртуализацию на практике. Оно создает и запускает ВМ, а также управляет ими. Гипервизор позволяет одному серверу (хост-компьютеру/хосту) одновременно работать с несколькими гостевыми операционными системами (ОС). Он разделяет физические ресурсы хоста между ВМ: память, ядра/потоки, сеть, хранилище и т.д. Такой двигатель внутреннего сгорания, без которого все системы в авто работать не будут.

Да и последнее, платформа для виртуализации. Если гипервизор – это двигатель, то платформа для виртуализации – автомобиль. Такие платформы не просто отдельное приложение, а целый набор инструментов для создания и конфигурирования виртуальных сред, управления ресурсами и мониторинга их работы. Платформы для виртуализации могут содержать гипервизоры разных типов (обычно 1 гипервизор на 1 платформу, но бывает и больше), интерфейсы для управления, менеджеры ресурсов, средства мониторинга, системы резервного копирования, механизмы миграции ресурсов и многое другое.

Гипервизор можно использовать отдельно, а можно в составе платформы. Первое подходит для малых инфраструктур, личного использования, тестирования и разработки, а для сложных проектов понадобится второй вариант.

Типы гипервизоров

Гипервизоры бывают двух основных типов:
1-го типа (Type 1) – он же "Bare-Metal", выполняемый на "голом железе" Этот тип гипервизоров работает на аппаратном уровне, без операционной системы хоста. , Microsoft Hyper-V (как и Hyper-V Server), и KVM

2-го типа (Type 2) – он же "Hosted", хостовой. Эти гипервизоры работают поверх операционной системы хоста. Они запускаются в качестве приложений внутри операционной системы. Примеры: VMware Workstation, Oracle VirtualBox и Microsoft Virtual PC.

Преимущества гипервизора

Современные IT-инфраструктуры все больше переходят на виртуализацию. Причин много: оптимизация ресурсов и затрат, улучшение управления и отказоустойчивость. Гипервизоры и системы виртуализации – основа в этих процессах, с массой преимуществ для бизнеса, администраторов и пользователей.

• Скорость: Гипервизоры позволяют создавать виртуальные машины практически мгновенно, в отличие от классической развертки на аппаратном сервере. Это упрощает предоставление ресурсов пользователям по мере необходимости для динамических рабочих нагрузок.
• Эффективность: Виртуализация позволяет лучше раскрыть потенциал сервера (или кластера серверов). Когда на физическом оборудовании выполняется несколько мелких задач вместо одного большого, вероятность простоя мощностей снижается. Если в классическом варианте вам придется использовать несколько недозагруженных серверов для разных серверных ролей, то с гипервизором можно использовать один более мощный, но загружен по полной (обычно стремятся до 80%, а 20% оставляют впрок). Такой подход более экономичный и энергоэффективный.
• Кластеризация: Гипервизоры позволяют создавать кластеры с нескольких физических серверов, что гарантирует отказоустойчивость (в определенной степени зависит от параметров кластера и количества его узлов aka нод) и высокую доступность виртуальных машин. Если один сервер в кластере выходит из строя, гипервизор автоматически переносит ВМ на другие рабочие ноды, без остановки приложений. Называется это миграцией.
• Гибкость и миграция: Гипервизоры обычно поддерживают функции миграции виртуальных машин, таких как vMotion в VMware или Live Migration в Hyper-V. Эти функции позволяют перемещать ВМ между хостами кластера без остановки приложений – можно обслуживать оборудование или решать проблемы параллельно.
• Автоматическое восстановление после сбоя: Гипервизоры обычно поддерживают автоматическое восстановление после сбоев. Если ВМ или физический сервер перестает отвечать, гипервизор может автоматически перезапустить или переместить ВМ на другой сервер в кластере.
• Резервирование и репликация Некоторые гипервизоры и платформы виртуализации поставляются со встроенными системами бекапирования данных и ВМ, а также с механизмами репликации на удаленные серверы, что дает вам дополнительные уровни защиты от сбоев и возможность быстрого восстановления данных. PS Репликация – создание и поддержка точной копии данных или ВМ в реальном времени на другом узле или сервере. Используется для максимально быстрого обновления.

Обзор популярных гипервизоров и сравнительный анализ.

Гипервизор VMware ESXi
VMware ESXi – самый популярный гипервизор 1-ого типа (bare-metal) на рынке. Функциональный, удобный и дорогостоящий. Особенно интересен в составе платформы виртуализации VMware vSphere. Чаще его используют в масштабных корпоративных IT-инфраструктурах: дата-центры хостингов, ЦОДы банков, облачные провайдеры, просто крупные компании со своей инфраструктурой.

ESXi предлагает, возможно, самый широкий набор функций для виртуализации и управления вычислительными ресурсами, хранилищами и сетями:

• Миграция в реальном времени (vMotion, vSphere Storage vMotion) и высокая доступность vSphere HA (High Availability)
• Снимки (snapshots) текущего состояния ВМ для последующего быстрого восстановления при необходимости.
• Динамическое распределение ресурсов хоста для выделения ВМ ресурсов под текущие требования.
• Удобное управление и автоматизация задач через веб-интерфейс.
• Есть возможность интеграции с облачными сервисами VMware, типа VMware Cloud on AWS, для создания гибридных облаков и миграции виртуальных машин между локальными и облачными средами.

Есть у ESXi и особенность – для кого-то недостаток (для 7.0 и выше особенно важно): список совместного оборудования (HCL). VMware гарантирует работу только на нем, поэтому перед развертыванием нужно сверяться с сайтом. Иначе готовьтесь к проблемам, вплоть до нерабочих комплектующих. Но эта же особенность гарантирует преимущество – на одобренных комплектующих все будет работать, а выстрелить себе в ногу становится труднее.

При всем этом ESXi обеспечивает отличную производительность и масштабируемость, а потому идеально подходит для управления большим количеством виртуальных машин. Особенно если учесть удобное управление через веб-интерфейс vSphere Client и API для автоматизации задач и интеграции с другими системами.

Все это сделало VMware ESXi эдаким индустриальным стандартом в корпоративных средах. Но и по цене выходит дороже конкурентов, а потому подходит не всем. Ближайший конкурент по возможностям и доле рынка – Microsoft Hyper-V.

Гипервизор Microsoft Hyper-V

Microsoft Hyper-V – это также распространенный гипервизор 1-ого типа (bare-metal). Да, я считаю что он 1-го типа :) Его главная особенность в том, что он изначально встроен как в Windows Server, так и в клиентскую Windows. Вы сможете работать с ним через графический интерфейс управления и/или PowerShell сразу без дополнительных инсталляций. Прекрасный вариант, если ваша инфраструктура построена на Microsoft-стеке и Windows-ориентированных приложениях. А еще дешевле ESXi при прочих равных условиях.

За функционалом здесь тоже все отлично:

• Быстрое создание ВМ, управление ими, миграция и мониторинг.
• Полноценная виртуализация ресурсов, сетей и хранилищ, включая SAN, NAS и облачные хранилища.
• Динамическое распределение – позволяет автоматически распределять ресурсы между ВМ в реальном времени, учитывая текущую нагрузку.
• Высокая доступность Failover Clustering – автоматически восстановит ВМ после сбоев хоста.
• Checkpoint – создание снимков ВМ, аналогично snapshots в VMware ESXi. Позволяет сохранять текущее состояние виртуальной машины в определенный момент времени.
• Создание кластеров Hyper-V для повышения отказоустойчивости и эффективного управления ресурсами.
• Интеграция с облачными сервисами Microsoft Azure для создания гибридных облаков и передвижения виртуальных машин между локальными и облачными средами.

ESXI и Hyper-V – это платные решения, которые не всем по карману. Пиратство мы осуждаем, а малый бизнес (хотя средний и большой тоже) может использовать бесплатное ПО.

Гипервизор Proxmox VE

Proxmox VE – также гипервизор 1-го типа (bare-metal), встроенный в ядро ​​open source операционной системы Linux и многих дистрибутивов, что способствует распространенности. Как вы поняли, он бесплатный (GPL-лицензия), но не в ущерб функциональности и производительности.

Proxmox вообще нетребователен к характеристикам хоста, никаких строгих требований к железу (забудьте о списках HCL), при желании можно запустить на умном холодильнике. Другой вопрос, как эта связка будет работать.

Функционал в Proxmox VE широк – как для простых задач, так и для построения крупных виртуализированных инфраструктур:

• Proxmox VE позволяет создавать, запускать, останавливать и управлять виртуальными машинами на базе KVM и LXC. KVM виртуализирует аппаратные компоненты, включая CPU, память и комплектующие, а LXC реализует контейнерную виртуализацию, позволяя запускать множество изолированных Linux-контейнеров на одном хосте.
• Proxmox VE может создавать кластеры из нескольких узлов для отказоустойчивости и масштабируемости. Кластеризация позволяет автоматически балансировать нагрузку и продолжать работу приложений, если один из узлов выходит из строя.
• Интегрированные средства для создания резервных копий и восстановления виртуальных машин. Такой подход защитит вас от потери данных и позволит быстро восстановиться после сбоев и аварий.
• Мониторинг позволяет отслеживать производительность и использование ресурсов виртуальных сред, а также вести журналы их работы, создавать отчеты.
• Proxmox VE можно интегрировать с другими системами управления, наподобие OpenStack или Kubernetes, что расширяет функционал, возможности управления и автоматизации.

Гипервизор Citrix Hypervisor

Citrix Hypervisor – это еще одна популярная платформа виртуализации, построенная на гипервизоре Xen 1-го типа (bare-metal) с открытым исходным кодом. Сам гипервизор минималистичен, бесплатный (GPL-лицензия) и многофункциональный; реализует полноценное виртуализационное окружение для развертывания виртуальных машин. Совершенно конкурент другим решениям из этой статьи.

Ключевые функции Citrix Hypervisor (Xen) :

• Гипервизор Xen первого типа с высокой производительностью, надежностью и сохранностью.
• Мощные средства для создания, управления и мониторинга виртуальных машин, включая журналирование и создание отчетов. Поддержка многих гостевых операционных систем.
• Citrix Hypervisor может создавать кластеры из нескольких физических хостов для повышения отказоустойчивости и масштабируемости инфраструктуры + автоматическая балансировка нагрузки.
• Легкая интеграция с имеющимися инфраструктурами.
• Обслуживание без простоев через миграцию виртуальных машин между узлами кластера Citrix Hypervisor .
• Интегрированные инструменты резервного копирования ВМ и их автоматическое восстановление, обеспечивающее повышенную защиту данных, а также быстрое восстановление после сбоев.
• Интеграция с другими системами управления, наподобие OpenStack или Kubernetes, что расширяет функционал и обеспечивает большую гибкость управления и автоматизации.

Советы по выбору гипервизора в 2024 году

Первое – все зависит от требований вашего проекта и организации. То есть подход персональный, поэтому общие советы из статьи не покроют 100% ваших вопросов. Но все же выучить их полезно. Если возникнут трудности, вы можете написать или позвонить по телефону менеджерам Server Solutions - ребята подскажут, какое оборудование и гипервизор подойдет под ваш бюджет и задачи.

Итак, советы:

Проанализируйте требования вашего проекта. Это первый шаг. Оцените масштаб, текущее или планируемое оборудование, типы приложений и характер погрузки.

Реcерч: Изучите гипервизоры подробнее - наши подробные статьи в блоге неплохое начало, но можно копнуть еще глубже, почитать документацию, посмотреть на реальные кейсы и проблемы, с которыми сталкивались другие, чтобы понять их особенности, преимущества и недостатки. Я приведу краткую таблицу-сравнение, но дополнительный ресерч лишним не будет.