服務器虛擬化四足鼎立誰更強?

在大大小小的數據中心中，向服務器虛擬化技術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器從科研環境進入到生產環境所必要的功能、兼容性和穩定性，而現在的服務器虛擬化市場有了很大改觀。VMware仍是x86服務器虛擬化市場的龍頭老大。VMware產品的豐富功能、卓越聲譽和價格無不體現了這個事實。然而，以前這個市場競爭對手寥寥無幾，如今卻能找到好幾個挑戰者，它們為各自的虛擬化解決方案帶來了眾多的企業級功能，開始與VMware一較高下。

為了準確地評估這場競爭變得到底有多激烈，美國《Infoworld》邀請思杰、微軟、紅帽和VMware來到夏威夷大學的高級網絡計算實驗室，對它們的服務器虛擬化解決方案逐一進行了測試。這4款解決方案包括思杰XenServer、微軟Windows Server 2008 R2 Hyper-V、紅帽企業虛擬化（RHEV）和VMware vSphere。評測工程師幾乎從每一個方面進行了比較：從安裝的易用性到虛擬機管理程序的性能，以及介于兩者之間的所有管理功能。

評測工程師在同樣的硬件平臺上測試了每一款解決方案：采用同樣的網絡拓撲結構，在同樣的虛擬機上運行同樣的測試。工程師運行了真實的和組合的Linux和Windows性能基準測試程序，還進行了管理方面的主觀性測試。具體包括主機配置、虛擬機模板創建和克隆、更新和補丁、快照和備份以及腳本選項，還仔細分析了負載均衡和高可用性等高級功能。

比較結果表明，這4款解決方案都具有非常好的虛擬機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疑需要做一番取舍。VMware仍擁有別人所沒有的高級功能。VMware還提供其他解決方案仍無法企及的那種高度穩定性和全面性。思杰、微軟和紅帽解決方案存在的不足不見得有多嚴重，但它們表明這些替代方案比較低的價格背后可能存在著隱性成本。

在正式評測之前有必要介紹一下本次測試的環境。評測工程師選擇來自戴爾的一批高端設備來進行所有的測試，包括刀片服務器。之所以要用刀片服務器，這有好多原因。主要原因是，評測需要刀片機柜特有的易于安裝和配置這個優點，刀片機柜把電源、網絡和遠程管理功能整合到一起。工程師選擇了雙插座刀片作為測試服務器，因為這比其他處理器密度的架構更能代表生產環境的虛擬機管理程序配置。

測試工程師在戴爾PowerEdge M1000E機箱中配備了兩個戴爾PowerConnect M8024萬兆交換機模塊和一個PowerConnect M6220千兆交換機模塊。戴爾EqualLogic PS6010XV萬兆存儲區域網絡（SAN）陣列可以輕松處理存儲任務。測試使用了4塊戴爾PowerEdge M710刀片來運行虛擬機管理程序。每塊M710配備了兩個主頻為2.40GHz的英特爾Westmere 5645處理器，每個處理器有6個物理內核。這些刀片還配備96GB DDR3內存、雙端口英特爾X-520萬兆以太網夾層適配器和內置雙端口千兆網卡。每臺服務器還配備戴爾的冗余SD閃存設備（用于嵌入式安裝）和一對采用RAID1配置的72GB SAS驅動器（用于要求傳統安裝的虛擬機管理程序）。

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

哪個虛擬機管理程序更快？

測試方案很簡單：先比較一下在物理服務器上的Windows和Linux服務器性能，然后比較負載穩定時的虛擬機管理程序的性能，最后在增加負載的情況下比較幾次在虛擬機管理程序方面的性能。衡量標準包括處理器、內存、網絡和存儲輸入/輸出等性能，虛擬機遷移期間的時間和干擾（如果有干擾的話），虛擬機模板創建和部署方面的速度和靈活性，以及整體處理幾種災難場景（比如主機突然停運和故障切換到備用站點）的表現。

基準測試程序本身基于合成測試和真實測試。它們大致反映了虛擬機管理程序的性能，但是與虛擬化的許多方面一樣，除了運行實際的工作負載外，沒什么好的辦法可以準確預測工作負載在任何一款虛擬化解決方案下處理時有怎樣的表現。

Linux測試是根據實驗室的一套標準的自主開發測試流程而設計的。它們基于共同的工具和場景，按完成所用的時間來衡量。測試包括使用Linux上的LAME編碼器，把一個150MB大小的WAV文件轉換成MP3，以及使用bzip2和gzip壓縮及解壓縮大文件。這些是按順序運行的單線程測試，但隨著并發性的提高，允許通過運行2個、4個、6個、8個和12個并發實例的測試來衡量性能。通過在配備4個虛擬處理器（vCPU）的虛擬機上運行這些測試，我們得以從處理器、內存和輸入/輸出性能等方面衡量虛擬機管理程序處理虛擬機上的工作負載性能如何，因為所有文件都從共享存儲讀取并寫入到共享存儲。

Windows測試用SiSoftware公司的Sandra來進行。其中重點關注幾個特定的基準測試程序，主要著眼于處理器和內存性能，此外還包括AES加密，這在許多生產環境的工作負載中起到了重要作用。

同樣，所有測試都在同樣的物理硬件上進行，使用同樣的EqualLogic PS6010XV iSCSI陣列用于存儲，保證在每一款解決方案下創建同樣的虛擬機。所有Windows測試都在Windows Server 2008 R2上進行，所有Linux測試都在紅帽企業Linux 6（RHEL 6）上進行——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Hyper-V的Linux測試結果可能稍有影響。

性能測試結果表明，這4款虛擬機管理程序實力接近，沒有大的贏家，也沒有大的輸家。主要差異出現在帶負載的虛擬機管理程序測試，XenServer的Windows性能和Hyper-V的Linux性能稍遜色?？偟膩碚f，VMware vSphere和微軟Hyper-V提供了最出色的Windows性能，vSphere、紅帽企業虛擬化和思杰XenServer則交出了不俗的Linux性能數據。加密帶寬測試表明，支持英特爾Westmere處理器的AES-NI指令具有優點——這項測試證明，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測試結果。

在運行單獨的Linux虛擬機時，微軟Hyper-V很出色，但是裝載多個活動虛擬機時，性能變化要大于其他產品。

Hyper-V在bzip2文件壓縮測試時不落下風，即便虛擬機管理程序面對多個虛擬機時也是如此。

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

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。測試結果與此大有關系。

微軟Hyper-V和VMware vSphere是運行Windows虛擬機時表現最一致的兩款產品。

誰的產品功能更全？

雖然VMware在功能方面仍一路領先，但具體到一個特定的企業環境，不是所有功能都一樣重要。而對大大小小的計算環境來說，大多數情況下都很重要的三項功能是:虛擬機實時遷移、高可用性和負載均衡。

實時遷移是指不必重啟系統，就能夠將運行中的虛擬機從一個主機遷移到另一個主機；高可用性讓解決方案得以確定物理主機何時停機，在集群中其他主機上自動重新啟動故障主機上運行的虛擬機；負載自動均衡按照管理員設定的閾值，將虛擬機負載分攤到多個集群服務器之間。這些關鍵功能一度只有VMware才提供，而如今幾乎出現在每一款解決方案中。

這些功能之后是重要性低一點的一些功能，比如自動精簡配置、虛擬機快照和模板創建、虛擬機自動備份、實時存儲遷移和高級的內存管理功能（包括頁面共享、內存壓縮和內存膨脹）。

VMware vSphere仍是惟一提供實時存儲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提供頁面共享和內存壓縮。不過，其他功能幾乎全部出現在每一款解決方案中。自動精簡配置和模板創建這兩項功能使得部署大量的虛擬機不費吹灰之力，同時減少了對存儲的影響。高級內存管理功能則優化了為虛擬機分配物理內存的工作。

在每個主機運行大量虛擬機以及虛擬機總數量龐大的IT環境中，這些工具極其重要，但比較小的環境可能并不馬上需要它們。雖然這些功能絕對重要，但它們對最終用戶的影響不如實時遷移、高可用性和負載均衡直接，特別是考慮到眾多小企業在規劃對整個服務器集群進行虛擬化時，不會像大型數據中心那樣頻繁變化。

再來看看其他更具體的功能，比如與應用編程接口（API）集成，這給實施的大型環境帶來了顯著好處。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，以便編寫腳本來處理管理任務。

對客戶機操作系統的支持方面也有必要說說。VMware做得很全面，明確支持Mac OS X Server、FreeBSD、NetWare和 Solaris。如果你喜歡，甚至可以運行OS/2 Warp操作系統。而其余幾款解決方案僅限于支持幾種Linux發行版和Windows平臺。

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模和類型的生產環境。不過，VMware仍擁有其中最成熟、功能最豐富的解決方案（參見虛擬化解決方案功能比較一覽表）。

哪個解決方案更便宜？

VMware vSphere和微軟Hyper-V的軟件許可模式無疑比紅帽虛擬化或思杰XenServer的許可來得復雜。VMware提供幾個級別的vSphere，每一級比上一級具有更多的功能，都是按物理插座數量來定價。微軟把Hyper-V作為Windows Server 2008 R2的一部分來提供，企業許可證允許4個虛擬服務器在一臺物理服務器的同一操作系統上運行，而數據中心許可證允許每個物理服務器可以運行數量不受限制的虛擬機。

值得關注的是，許多企業先購買微軟的數據中心許可證，然后將許可證分配給運行VMware vSphere的物理服務器。這些許可證允許在該主機上運行數量不受限制的Windows Server 2008 R2虛擬機，即使主機不運行Hyper-V也沒有關系。

思杰XenServer按服務器數量來定價，而不管服務器容量如何。與VMware一樣，思杰也讓客戶可以選擇好幾種服務。紅帽企業虛擬化是最簡單的，也是最便宜的，按物理服務器數量每年收取統一的訂購費，分別有從早上9點至下午5點或24×7的支持，起價是每年每臺服務器499美元。

結 論

選購虛擬化的大好時機

以前，推遲上馬虛擬化項目的主要理由不是嫌VMware價格貴，就是嫌其他競爭廠商的產品缺少重要功能，比如實時遷移、高可用性、負載均衡，甚至缺少對某種客戶機操作系統的支持。如今這種理由再也立不住腳了，因為每一款解決方案都能夠證明擁有這些功能。大型數據中心通常可能傾向選擇VMware的虛擬化解決方案，但沒有VMware的高級功能也行的中小型企業現在一下子面臨眾多選擇。幾乎每種選擇都可能為數據中心帶來虛擬化的最大好處，又不會超預算。

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

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

紅帽企業虛擬化擁有所有必要的管理功能，而且使用起來比Hyper-V的工具簡單。RHEV也有幾個不盡如人意的地方，包括主機維護模式下偶爾出現問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以及高級內存管理功能（比如頁面共享和內存壓縮）。說到擁有支持可擴展環境的所有必備要素，紅帽最接近VMware。

VMware vSphere在虛擬化技術市場仍遙遙領先，這沒什么好奇怪的，但與競爭對手的差距在迅速拉小。要說這次測試有一個什么樣的明顯結論，那就是眼下購買虛擬化解決方案再合適不過了。