UNIX平臺與X86平臺虛擬化技術(shù)比較分析
虛擬化技術(shù)是伴隨著計算機技術(shù)的產(chǎn)生發(fā)展而出現(xiàn)的,從20世紀(jì)50年代虛擬化概念的提出,到虛擬內(nèi)存、Java虛擬機,直到20世紀(jì)60年IBM在其著名的System 360系統(tǒng)里,第一次將虛擬化平臺(Hypervisor)作為一個商業(yè)套件出售。從此標(biāo)志著虛擬化技術(shù)發(fā)展拉開大幕,然而由于大型機價格過于昂貴,相對廉價的X86平臺技術(shù)迅猛發(fā)展,在帶給我們高性價比的強大計算資源的同時,計算資源過剩問題足見凸顯,因此基于X86平臺虛擬化技術(shù)也就應(yīng)運而生,就像我們所熟悉的VMware vSphere、Microsoft Hyper-v等,
當(dāng)我們選用一種虛擬化技術(shù)的時候,首先應(yīng)該選擇平臺,比如是基于UNIX平臺的IBM PowerVM、HP的Virtual Server Environment (VSE)、Sun 的 xVM等,還是X86平臺的VMware Microsoft、Citrix、IBM System x。選定平臺后,我們再去對比同平臺下不同虛擬化實現(xiàn)的優(yōu)劣。由于普通用戶缺乏對大型機應(yīng)用領(lǐng)域如電信、金融和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的了解,導(dǎo)致在選擇虛擬化技術(shù)的時候,常常忽略這些UNIX平臺下虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢,本文就UNIX平臺下的IBM PowerVM與X86平臺下的VMware vSphere做以簡單對比分析,使用戶從平臺開始明確自己選擇虛擬化技術(shù)依據(jù),從而選擇符合自身需求的虛擬化技術(shù)。
一、兩種平臺的虛擬化技術(shù)的設(shè)計基礎(chǔ)
PowerVM 基于IBM POWER 處理器的系統(tǒng),實現(xiàn)AIX®、IBM i 和Linux® 環(huán)境工業(yè)級虛擬化。Power Hypervisor™ 基于單一系統(tǒng)支持多種操作環(huán)境,并集成為系統(tǒng)固件的一部分。相對應(yīng)的X86平臺的虛擬化技術(shù),則是在標(biāo)準(zhǔn)X86硬件架構(gòu)下開發(fā)的虛擬化技術(shù),實現(xiàn)與UNIX平臺下虛擬化類似的功能。
兩種平臺虛擬化技術(shù)的設(shè)計基礎(chǔ)不同,VMware vSphere 是只能安裝在x86硬件上的第三方軟件,利用硬件輔助虛擬化優(yōu)化。對比之下,Power Systems 服務(wù)器采用硬件內(nèi)置組件、固件和操作系統(tǒng)軟件來部署虛擬化架構(gòu)。這種集成式虛擬化架構(gòu)具有顯著不同的能力,并且在許多方面更加先進(jìn)。
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二、IBM PowerVM與VMware vSphere功能與特性比較
不同廠商所提供的虛擬化功能大同小異,對于初級虛擬化用戶而言,不必在意這些功能的技術(shù)細(xì)節(jié),而是應(yīng)該關(guān)注評估虛擬化方案的投資回報率(ROI)、整體擁有成本(TCO)、業(yè)務(wù)的平滑過渡、可持續(xù)發(fā)展的綠色I(xiàn)T等方面。但對于較為深入的高級虛擬化用戶而言,則需要深入了解不同平臺下的虛擬化實現(xiàn)技術(shù),充分發(fā)揮不同的平臺特點。因此本文通過對IBM公司基于UNIX平臺的虛擬化技術(shù)PowerVm和WMware公司X86平臺的vSphere4的特性和性能比較,能給這些用戶一定的參考價值。
1、單機資源虛擬化能力
我們發(fā)現(xiàn),由于PowerVm獨有的邏輯分區(qū)(LPAR)使得允許每個邏輯分區(qū)可以擁有專用或共享的處理器資源。通過共享資源,PowerVM 可自動在多個運行系統(tǒng)之間調(diào)整處理器池資源,實現(xiàn)了“基于固件”分區(qū),分區(qū)隔離度高于基于軟件的虛擬化技術(shù)。基于固件的邏輯分區(qū)(或VM)減少了基于軟件虛擬化可能存在的性能瓶頸,便于提高可用性和安全性,而且有助于提高線性擴展能力。而X86平臺下的vSphere4為了保持對標(biāo)準(zhǔn)X86平臺的兼容性,沒有對CPU進(jìn)行“基于固件”的邏輯劃分,采取對CPU資源動態(tài)調(diào)配的方式進(jìn)行虛擬化。另外PowerVm通過虛擬I/O服務(wù)為客戶分區(qū)提供共享的I/O資源,具有較強的靈活性和訪問效率。
2、虛擬化平臺管理工具
單一的虛擬化工具并不能給企業(yè)的帶來很高收益,還需要一個實現(xiàn)虛擬化資源統(tǒng)的一管理、虛擬化服務(wù)的快速交付、實現(xiàn)IT環(huán)境的靈活性可拓展性的統(tǒng)一的虛擬化管理平臺。目前主流的管理平臺有VMware vCenter、Microsoft的SCVMM、IBM的Systems Director VMControl。
首先我們介紹一下IBM的Systems Director VMControl,VMControl 是一個與 IBM Systems Director 和 VMControl Image Manager 結(jié)合使用的跨平臺解決方案,現(xiàn)在可以在 POWER7 服務(wù)器上用它管理虛擬化。可以在共享的存儲庫中創(chuàng)建隨時可以運行的虛擬映像;可以按照管理 LPAR 的方式創(chuàng)建和管理系統(tǒng)池(在標(biāo)準(zhǔn)版中),系統(tǒng)池實際上是虛擬映像的集合,可以在多臺服務(wù)器上運行這些映像。可以使用一個指示板作為整體管理數(shù)據(jù)中心資源。 VMControl 可以自動執(zhí)行虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理、提高工作負(fù)載彈性(高可用性)和減少虛擬服務(wù)器的部署時間。VMControl 提供全企業(yè)范圍的服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)和軟件管理平臺。對應(yīng)的VMware vCenter同樣是一款跨平臺的虛擬化管理平臺,支持虛擬資源管理、鏡像制作分發(fā)、虛擬機動態(tài)遷移等等。我們現(xiàn)在重點介紹一下兩者的不同.
2.1、跨平臺性
雖然兩者都是跨平臺型產(chǎn)品,但是VMControl不但支持自家的PowerVM、z/VM還支持VMware ESX Server、XEN Server、Hyper-V,然而VMware vCenter卻不支持IBM的虛擬化產(chǎn)品PowerVM。
2.2、能源優(yōu)化功能
Active Energy Manager 是 IBM Systems Director 的擴展,可以通過 IBM 或非 IBM(Raritan、Eaton、APC、Rittal 和 Avocent)電源分配單元(Power Distribution Unit,PDU)支持來監(jiān)控 IBM 存儲系統(tǒng)和非 IBM 平臺。Active Energy Manager 可以從選定設(shè)備供應(yīng)商處收集信息,包括來自 Emerson Network Power 的 Liebert SiteScan、Schneider Electric、Easton Corporation 和 Emerson Network Power。通過測量、監(jiān)控和管理 IBM Systems 中內(nèi)置的能源組件,實現(xiàn)跨平臺管理解決方案。Active Energy Manager 擴展了能源管理的范圍,將非 IBM 服務(wù)器和設(shè)備提供商包含在內(nèi),從而提供數(shù)據(jù)中心內(nèi)能耗情況的更完整視圖。
總結(jié),從管理平臺角度分析,Systems Director VMControl有著更好的兼容性,和更加豐富的功能。
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三、Unix平臺的PowerVM 與x86平臺虛擬化性能比較
在性能比較方面我們引用IBM官方的測試數(shù)據(jù)圖標(biāo),具體比較方法和結(jié)論請參見官方文檔:
《A Comparison of PowerVM and VMware Virtualization Performance》2010版
綜合文章的對比分析,我們可以得出POWER7和PowerVM在系統(tǒng)的性能和執(zhí)行效率上更勝一籌,同時運行在Intel xeon 5570上,不論是單個虛擬系統(tǒng)還是多虛擬機環(huán)境,PowerVM性能都具有較好的線性增長能力,PowerVM 在擴展性和性能基準(zhǔn)方面也表現(xiàn)極為出色。無論運行OLTP、SAP、存儲,還是應(yīng)用工作負(fù)載,PowerVM 虛擬化技術(shù)都創(chuàng)造了最高記錄。
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四、總結(jié)
通過以上的功能與性能的分析對比,我們發(fā)現(xiàn)IBM憑借其獨到的POWER架構(gòu)和UNIX平臺優(yōu)勢,延續(xù)了其在大型機的虛擬化方面的領(lǐng)先優(yōu)勢,同時我們也看到,各廠商的X86平臺虛擬化技術(shù)實力也不容小覷,這種百家爭鳴的局面必然會促進(jìn)虛擬化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,同時也為廣大用戶提供了更多更好的選擇。
另一方面,IBM逐漸開始向X86平臺滲透,推出了第五代eX5架構(gòu)服務(wù)器,該服務(wù)器為廣大用戶提供了一個既經(jīng)濟節(jié)能又具有卓越性能和一貫的可靠品質(zhì)的虛擬化平臺,為X86平臺虛擬化技術(shù)增添了一抹亮彩。
同時x86通過增強性能與RAS特性亦向高端進(jìn)軍。我們相信隨著這種平臺差異的逐漸縮小,會使我們更加關(guān)注虛擬化的應(yīng)用而非虛擬化技術(shù)本質(zhì),真正實現(xiàn)從管理虛擬化到應(yīng)用虛擬化的跨越。
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