تفاوت Vmware با KVM در مجازی سازی

تفاوت Vmware با KVM در مجازی سازی سرور های اینترنتی چیست؟ اگر از کاربران سرور مجازی بورس و یا سرور مجازی ترید باشید و یا قصد خرید سرور اختصاصی داشته باشید حتما نیاز است از نوع مجازی سازی که برروی سیستم عامل نصب شده است مطلع شوید. در این مطلب ما قصد بررسی مقایسه دو مجازی ساز قدرتمند که در ایران و خارج از کشور مورد استفاده قرار میگیرد را داریم، با سرور بورس همراه باشید.

منظور از هایپروایزر چیست؟

hypervisor ترکیبی از نرم افزار، سخت افزار  است که ماشین‌های مجازی (VMs) را ایجاد، اجرا و مدیریت می‌کند. کامپیوتری که یک هایپروایزر را اجرا می‌کند به عنوان میزبان یا Server شناخته می‌شود، در حالی که هر VM روی میزبان به عنوان مهمان یا Guest شناخته می‌شود یک هایپروایزر یک سیستم عامل مجازی را در اختیار مهمانان قرار می‌دهد که سیستم عامل‌های آن‌ها را مدیریت می‌کند و به چندین سیستم عامل اجازه می‌دهد تا منابع مجازی شده را بر روی یک میزبان به اشتراک بگذارند.

توانایی به اشتراک گذاری منابع یکی از مهم‌ترین دلایل یک کسب وکار برای پیاده سازی هایپروایزرها است. با این حال، تنوع هایپروایزرهای موجود می‌تواند این فرآیند تصمیم گیری را به چالش بکشد. انتخاب یک هایپروایزر اغلب به انتخاب بین VMware و ماشین مجازی مبتنی بر کرنل (KVM) بستگی دارد. VMware نام شرکتی است که طیف وسیعی از هایپروایزرها از جمله کلاس سازمانی ESXi را توسعه می‌دهد. KVM زیرساختی برای کرنل لینوکس است که قابلیت‌های یک هایپروایزر را برای آن فراهم می‌کند.

هایپروایز چه امکاناتی دارد؟

یک هایپروایزر یک محیط محاسباتی را مجازی سازی می‌کند، به این معنی که مهمانان آن محیط منابع فیزیکی مانند قابلیت پردازش، حافظه و ذخیره سازی که شامل یک ابر خصوصی است را به اشتراک می‌گذارند. هر مهمان سیستم عامل خودش را اجرا می‌کند که باعث می‌شود به نظر برسد منابع خودش را دارد، حتی اگر نداشته باشد. به اشتراک گذاری کارآمد منابع نیازمند پردازنده فیزیکی برای پشتیبانی از مجازی سازی است که AMD – V برای پردازنده‌های AMD و VT – x برای پردازنده‌های اینتل نامیده می‌شود.
یک هایپروایزر باید به طور مؤثر هر مهمان را ایزوله کند، به طوری که عمل مهمان نتواند بر دیگر مهمانانی که بر روی میزبان در حال اجرا هستند تأثیر بگذارد. این الزام به این معنی است که یک هایپروایزر باید به طور دقیق از سخت افزار فیزیکی تقلید کند تا از دسترسی مهمانان به آن مگر در شرایط کنترل شده دقیق جلوگیری کند. روشی که یک هایپروایزر برای انجام این کار استفاده می‌کند، یک عامل کلیدی در عملکرد آن است.
هایپروایزرها اغلب از درایورهای “فرا مجازی شده” (PV) برای تقلید از سخت افزار فیزیکی استفاده می‌کنند که به عنوان سخت افزاری مانند دیسک‌های ذخیره سازی و کارت‌های شبکه عمل می‌کنند. این درایورها مخصوص سیستم عامل هستند و اغلب مخصوص یک هایپروایزر خاص هستند. درایورهای PV می‌توانند عملکرد یک هایپروایزر را به ترتیب بزرگی بهبود بخشند.

بررسی عملکرد انواع هایپروایزر

هایپر وایزر ممکن است به دو نوع طبقه بندی شوند که می‌توانند بر عملکرد آن‌ها تأثیر بگذارند. هایپروایزرهای نوع ۱ که با نام هایپروایزرهای “فلز لخت” نیز شناخته می‌شوند، مستقیماً روی سخت افزار فیزیکی اجرا می‌شوند و سیستم عامل هر مهمان روی هایپروایزر اجرا می‌شود. این هایپروایزرها معمولاً به برخی از مهمانان اجازه می‌دهند تا هایپروایزر را کنترل کنند. اکثر کسب و کارها از هایپروایزرهای نوع ۱ استفاده می‌کنند.
یک هایپروایزر نوع ۲، که به عنوان یک هایپروایزر میزبان نیز شناخته می‌شود، در یک سیستم عامل اجرا می‌شود که بر روی سخت افزار فیزیکی اجرا می‌شود. سپس سیستم عامل هر مهمان روی هایپروایزر اجرا می‌شود. هایپروایزرهای رومیزی معمولاً هایپروایزرهای نوع ۲ هستند.
Xen احتمالاً بهترین نمونه از یک هایپروایزر نوع ۱ خالص است، اگرچه ESXi به وضوح یک هایپروایزر نوع ۱ نیز هست زیرا برنامه‌ای نیست که بر روی یک سیستم عامل نصب شده باشد. ESXi شامل یک کرنل و دیگر اجزای سیستم عامل است که با سیستم عامل بومی ادغام می‌شود.
طبقه بندی KVM چالش برانگیزتر است زیرا ویژگی‌های هر دو نوع هایپروایزر را به اشتراک می‌گذارد. به عنوان یک جز لینوکس توزیع شده است، به این معنی که یک کاربر لینوکس می‌تواند KVM را از یک خط فرمان یا رابط کاربری گرافیکی (GUI) شروع کند. این روش‌های راه اندازی KVM باعث می‌شود به نظر برسد که هایپروایزر روی سیستم عامل میزبان اجرا می‌شود، حتی اگر KVM واقعاً روی فلز لخت اجرا شود.
سیستم عامل میزبان یک مکانیزم راه اندازی برای KVM فراهم می‌کند و یک رابطه پردازش مشترک با آن برقرار می‌کند و به KVM اجازه می‌دهد تا کنترل بر سخت افزار فیزیکی را با کرنل لینوکس به اشتراک بگذارد. KVM از دستورالعمل‌های مجازی سازی پردازنده در هنگام اجرا روی سخت افزار x۸۶ استفاده می‌کند که به هایپروایزر و تمام مهمان‌هایش اجازه می‌دهد مستقیماً روی فلز لخت اجرا شوند. سخت افزار فیزیکی بیشتر ترجمه‌های منابع را انجام می‌دهد، بنابراین KVM معیارهای سنتی برای یک هایپروایزر نوع ۱ را برآورده می‌کند.
یک هایپروایزر نوع ۱ باید عملکرد بهتری نسبت به هایپروایزر نوع ۲ داشته باشد، همه عوامل دیگر برابر هستند. هایپروایزرهای نوع ۱ از سرباری که یک هایپروایزر نوع ۲ در زمان درخواست دسترسی به منابع فیزیکی از سیستم عامل میزبان متحمل می‌شود، اجتناب می‌کنند. با این حال، عوامل دیگری نیز نقش مهمی در عملکرد یک هایپروایزر دارند. به عنوان مثال، ESXi عموماً به زمان بیشتری برای ایجاد و راه اندازی سرور نسبت به KVM نیاز دارد. ESXi همچنین عملکرد کندتری در زمان اجرای سرورها دارد، اگرچه این تفاوت ممکن است برای باره‌ای معمولی ناچیز باشد.

سازگاری کدام بیشتر است؟

Hypervisors از روش‌های مختلفی برای ارتباط با سخت افزار فیزیکی میزبان استفاده می‌کنند. KVM از یک عامل نصب شده روی میزبان برای ارتباط با سخت افزار استفاده می‌کند، در حالی که ESXi از صفحه مدیریتی VMware برای ارتباط با سخت افزار استفاده می‌کند. این فرآیند این مزیت را دارد که به ESXi اجازه می‌دهد به دیگر محصولات VMware که از این صفحه مدیریتی استفاده می‌کنند، دسترسی داشته باشد. با این حال، برای استفاده از دسته کنترل VMware نیز به ESXi نیاز است که می‌تواند نیازهای سخت افزاری را افزایش دهد.

یکپارچگی نزدیک با سیستم عامل میزبان دلیل اصلی این است که توسعه دهندگان لینوکس معمولاً KVM را ترجیح می‌دهند، که مدت کوتاهی پس از انتشار آن در سال ۲۰۰۷ در هسته لینوکس گنجانده شد. در مقام مقایسه، Xen تا سال ۲۰۱۱ و هشت سال پس از انتشار اولیه، رسماً بخشی از هسته لینوکس نشد. توسعه دهندگان لینوکس نیز به احتمال زیاد از KVM استفاده خواهند کرد؛ زیرا رد هت و دیگر توزیع کننده‌های لینوکس آن را در اولویت با دیگر هایپر ویرها قرار داده‌اند. Illumos یک سیستم عامل متن باز مبتنی بر OpenSolaris است که KVM را نیز در زمان اضافه کردن پشتیبانی از مجازی سازی سخت افزاری بر سایر هایپروایزرها ترجیح داد.

مقایسه هزینه مجازی ساز ها

KVM به وضوح براساس هزینه بر VMware پیروز می‌شود. KVM کاملاً رایگان است، بنابراین هیچ هزینه اضافی را به کاربر تحمیل نمی‌کند. همچنین به روش‌های مختلفی توزیع می‌شود، اغلب به عنوان بخشی از یک سیستم عامل متن باز.
VMware برای استفاده از محصولات خود از جمله ESXi هزینه مجوز دریافت می‌کند. قادر به انجام این کار است زیرا VMware اولین شرکتی بود که نرم افزار مجازی سازی کلاس سازمانی را منتشر کرد و هنوز هم رهبر بازار در این بخش است. بنابراین برند آن هنوز هم برای کاربران نهایی یک کسب وکار مناسب است، صرف نظر از اینکه توسعه دهندگان در مورد آن چه فکر می‌کنند. یک کاربر ESXi همچنین باید مجوز استفاده از vSphere، مجموعه ابزارهای VMware برای رایانش ابری که از ESXi استفاده می‌کند را خریداری کند. ممکن است به مجوزهای نرم افزاری بیشتری نیاز باشد که هزینه پیاده سازی ESXi را بیشتر می‌کند.
IBM در سال ۲۰۱۲ محاسباتی را در رابطه با هزینه کل مالکیت (TCO) برای KVM و VMware انجام داد. این محاسبات نشان داد که TCO KVM معمولاً ۳۹ درصد کم‌تر از VMware است، اگرچه TCO واقعی به عوامل خاص سایت مانند تنظیمات عملیاتی و حجم کار بستگی خواهد داشت. این تفاوت در TCO نشان می‌دهد که ارائه دهندگان خدمات ابری بدون توجه به فاکتورهای دیگری که باید در نظر بگیرند، احتمالاً می‌خواهند KVM را حداقل روی یک کلاستر پیاده سازی کنند.

پیچیدگی و نحوه تعامل

مقایسه KVM و VMware نیز تفاوت آشکاری را در اندازه پایه کد نشان می‌دهد که بر هزینه‌های نگهداری یک هایپروایزر تأثیر می‌گذارد. KVM در ابتدا برای بهره گیری از اکستنشن های پردازنده منتشر شد که به آن‌ها اجازه می‌داد بدون ترجمه کد باینری، میهمانان را مجازی سازی کنند. این منشأ به این معنی بود که اولین انتشار پایدار KVM در اصل یک درایور مجازی سازی سبک، با کمی بیش از ۱۰۰۰۰ خط کد (LOC) بود.

اعتقاد بر این است که VMware بیش از ۶ میلیون LOC دارد، اگرچه این واقعیت را نمی‌توان تأیید کرد زیرا کد منبع آن به صورت عمومی در دسترس نیست. این مجموع تأثیر مستقیمی بر عملکرد ندارد؛ زیرا VMware از اکستنشن های سخت افزاری برای مجازی سازی مهمان استفاده می‌کند. با این وجود، کد اصلی آن هرگز به طور کامل بازنویسی نشده است، که منجر به یک پایه کد پیچیده‌تر از KVM می‌شود.

بررسی پایداری و استقامت

KVM و ESXi هر دو بسیار بالغ و پایدار هستند. KVM بیش از یک دهه است که بخشی از کرنل لینوکس است و ESXi از سال ۲۰۰۶ در دسترس عموم قرار دارد. با این حال، KVM به طور گسترده‌تری گسترش یافته است زیرا در بسیاری از بسته‌ها مانند مجازی سازی سازمانی رد هت (RHEV) گنجانده شده است. KVM همچنین از ویژگی‌های بیشتری نسبت به هر هایپروایزر دیگری پشتیبانی می‌کند.

کدام مجازی ساز مقیاس پذیری بهتری دارد؟

KVM عموماً مقیاس پذیرتر از VMware است، در درجه اول به این دلیل که vSphere در سرورهایی که می‌تواند مدیریت کند، محدودیت‌هایی دارد. علاوه بر این، VMware تعداد زیادی از شبکه‌های ناحیه ذخیره سازی (SANs) را برای پشتیبانی از فروشندگان مختلف اضافه کرده است. این ویژگی به این معنی است که VMware گزینه‌های ذخیره سازی بیشتری نسبت به KVM دارد، اما پشتیبانی از ذخیره سازی VMware در هنگام مقیاس دهی را نیز پیچیده می‌کند.

سازگاری با دیگر نرم افزارها

هایپروایزرها در پشتیبانی از قابلیت‌ها تفاوت زیادی با هم دارند. پشتیبانی از شبکه و ذخیره سازی بسیار مهم است و احتمالاً مهم‌تر از هر عامل دیگری در کنار یکپارچگی سیستم عامل است. بد نیست بدانید که پشتیبانی ESXi از دیگر محصولات VMware با هیچ هایپروایزر دیگری قابل مقایسه نیست. از سوی دیگر، KVM گزینه‌های بیشتری برای پشتیبانی از شبکه نسبت به VMware ارائه می‌دهد.

نتیجه گیری و حرف آخر

KVM معمولاً محبوب‌ترین انتخاب برای کاربرانی است که نگران هزینه راه اندازی هر VM هستند و علاقه کمتری به ویژگی‌های سطح سازمانی دارند. این قانون در درجه اول در مورد ارائه دهندگان خدمات ابری و میزبانی اعمال می‌شود که به طور خاص به هزینه و تراکم سرورهای خود حساس هستند. این کاربران به احتمال زیاد هایپروایزرهای متن باز، به خصوص KVM را انتخاب می‌کنند.
یکپارچگی شدید با سیستم عامل میزبان یکی از رایج‌ترین دلایل توسعه دهندگان برای انتخاب KVM است، به خصوص آن‌هایی که از لینوکس استفاده می‌کنند. وجود KVM در بسیاری از توزیع‌های لینوکس نیز آن را به انتخابی مناسب برای توسعه دهندگان تبدیل می‌کند. KVM همچنین در میان کاربرانی که به نام برند اهمیت نمی‌دهند، محبوب‌تر است.