UNIX平臺與X86平臺虛擬化技術比較分析

 UNIX平臺與X86平臺虛擬化技術比較分析

Abner Kou原創

 

虛擬化技術是伴隨着計算機技術的產生髮展而出現的，從20世紀50年代虛擬化概念的提出，到虛擬內存、Java虛擬機，直到20世紀60年IBM在其著名的System 360系統裏，第一次將虛擬化平臺（Hypervisor）做爲一個商業套件出售。今後標誌着虛擬化技術發展拉開大幕，然而因爲大型機價格過於昂貴，相對廉價的X86平臺技術迅猛發展，在帶給咱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，所以基於X86平臺虛擬化技術也就應運而生，就像咱們所熟悉的VMware vSphere、Microsoft Hyper-v等，

當咱們選用一種虛擬化技術的時候，首先應該選擇平臺，好比是基於UNIX平臺的IBM PowerVM、HP的Virtual Server Environment (VSE)、Sun 的 xVM等，仍是X86平臺的VMware Microsoft、Citrix、IBM System x。選定平臺後，咱們再去對比同平臺下不一樣虛擬化實現的優劣。因爲普通用戶缺少對大型機應用領域如電信、金融和數據中心等領域的瞭解，致使在選擇虛擬化技術的時候，經常忽略這些UNIX平臺下虛擬化技術的優點，本文就UNIX平臺下的IBM PowerVM與X86平臺下的VMware vSphere作以簡單對比分析，使用戶從平臺開始明確本身選擇虛擬化技術依據，從而選擇符合自身需求的虛擬化技術。

 

1、兩種平臺的虛擬化技術的設計基礎

PowerVM 基於IBM POWER 處理器的系統，實現AIX®、IBM i 和Linux® 環境工業級虛擬化。Power Hypervisor™ 基於單一系統支持多種操做環境，並集成爲系統固件的一部分。相對應的X86平臺的虛擬化技術，則是在標準X86硬件架構下開發的虛擬化技術，實現與UNIX平臺下虛擬化相似的功能。

兩種平臺虛擬化技術的設計基礎不一樣，VMware vSphere 是隻能安裝在x86硬件上的第三方軟件，利用硬件輔助虛擬化優化。對比之下，Power Systems 服務器採用硬件內置組件、固件和操做系統軟件來部署虛擬化架構。這種集成式虛擬化架構具備顯著不一樣的能力，而且在許多方面更加先進。

 

2、IBM PowerVM與VMware vSphere功能與特性比較

不一樣廠商所提供的虛擬化功能大同小異，對於初級虛擬化用戶而言，沒必要在乎這些功能的技術細節，而是應該關注評估虛擬化方案的投資回報率（ROI）、總體擁有成本（TCO）、業務的平滑過渡、可持續發展的綠色IT等方面。但對於較爲深刻的高級虛擬化用戶而言，則須要深刻了解不一樣平臺下的虛擬化實現技術，充分發揮不一樣的平臺特色。所以本文經過對IBM公司基於UNIX平臺的虛擬化技術PowerVm和WMware公司X86平臺的vSphere4的特性和性能比較，能給這些用戶必定的參考價值。

 

1、單機資源虛擬化能力

	CPU虛擬化	內存虛擬化	I/O虛擬化
PowerVM	最多支持64個物理CPU、1000個虛擬服務器；動態邏輯分區技術（LPAR）、微分區功能（PowerVM Micro-Partitioning）	活動內存共享（Active Memory™ Sharing）；LPAR動態分配內存	I/O虛擬服務器功能（VIOS），VIOS支持磁盤、光學設備、通訊及光纖通道適配器共享；同時支持專用I/O和VIOS；工做負載分區功能（WPAR）
vSphere4	最多支持64個物理CPU、320個虛擬服務器	可以回收再也不使用的內存、消除重複內存頁或壓縮內存頁；設置內存保留、限制等	直接驅動程序模型；存儲 I/O 通訊量優先級劃分

 

咱們發現，因爲PowerVm獨有的邏輯分區（LPAR）使得容許每一個邏輯分區能夠擁有專用或共享的處理器資源。經過共享資源，PowerVM 可自動在多個運行系統之間調整處理器池資源，實現了「基於固件」分區，分區隔離度高於基於軟件的虛擬化技術。基於固件的邏輯分區(或VM)減小了基於軟件虛擬化可能存在的性能瓶頸，便於提升可用性和安全性，並且有助於提升線性擴展能力。而X86平臺下的vSphere4爲了保持對標準X86平臺的兼容性，沒有對CPU進行「基於固件」的邏輯劃分，採起對CPU資源動態調配的方式進行虛擬化。另外PowerVm經過虛擬I/O服務爲客戶分區提供共享的I/O資源，具備較強的靈活性和訪問效率。

 

2、虛擬化平臺管理工具

單一的虛擬化工具並不能給企業的帶來很高收益，還須要一個實現虛擬化資源統的一管理、虛擬化服務的快速交付、實現IT環境的靈活性可拓展性的統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。

首先咱們介紹一下IBM的Systems Director VMControl，VMControl 是一個與 IBM Systems Director 和 VMControl Image Manager 結合使用的跨平臺解決方案，如今能夠在 POWER7 服務器上用它管理虛擬化。能夠在共享的存儲庫中建立隨時能夠運行的虛擬映像；能夠按照管理 LPAR 的方式建立和管理系統池（在標準版中），系統池其實是虛擬映像的集合，能夠在多臺服務器上運行這些映像。可使用一個指示板做爲總體管理數據中心資源。 VMControl 能夠自動執行虛擬基礎設施管理、提升工做負載彈性（高可用性）和減小虛擬服務器的部署時間。VMControl 提供全企業範圍的服務器、存儲、網絡和軟件管理平臺。對應的VMware vCenter一樣是一款跨平臺的虛擬化管理平臺，支持虛擬資源管理、鏡像製做分發、虛擬機動態遷移等等。咱們如今重點介紹一下二者的不一樣

2.1、跨平臺性

雖然二者都是跨平臺型產品，可是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的虛擬化產品PowerVM。

 

2.2、能源優化功能

Active Energy Manager 是 IBM Systems Director 的擴展，能夠經過 IBM 或非 IBM（Raritan、Eaton、APC、Rittal 和 Avocent）電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）支持來監控 IBM 存儲系統和非 IBM 平臺。Active Energy Manager 能夠從選定設備供應商處收集信息，包括來自 Emerson Network Power 的 Liebert SiteScan、Schneider Electric、Easton Corporation 和 Emerson Network Power。經過測量、監控和管理 IBM Systems 中內置的能源組件，實現跨平臺管理解決方案。Active Energy Manager 擴展了能源管理的範圍，將非 IBM 服務器和設備提供商包含在內，從而提供數據中心內能耗狀況的更完整視圖。

 

 總結，從管理平臺角度分析，Systems Director VMControl有着更好的兼容性，和更加豐富的功能。

 

3、Unix平臺的PowerVM 與x86平臺虛擬化性能比較

在性能比較方面咱們引用IBM官方的測試數據圖標，具體比較方法和結論請參見官方文檔：

《A Comparison of PowerVM and VMware Virtualization Performance》2010版

 

 

 

綜合文章的對比分析，咱們能夠得出POWER7和PowerVM在系統的性能和執行效率上更勝一籌，同時運行在Intel xeon 5570上，不管是單個虛擬系統仍是多虛擬機環境，PowerVM性能都具備較好的線性增加能力，PowerVM 在擴展性和性能基準方面也表現極爲出色。不管運行OLTP、SAP、存儲，仍是應用工做負載，PowerVM 虛擬化技術都創造了最高記錄

 

4、總結

經過以上的功能與性能的分析對比，咱們發現IBM憑藉其獨到的POWER架構和UNIX平臺優點，延續了其在大型機的虛擬化方面的領先優點，同時咱們也看到，各廠商的X86平臺虛擬化技術實力也不容小覷，這種百家爭鳴的局面必然會促進虛擬化技術的進一步發展，同時也爲廣大用戶提供了更多更好的選擇。

另外一方面，IBM逐漸開始向X86平臺***，推出了第五代eX5架構服務器，該服務器爲廣大用戶提供了一個既經濟節能又具備卓越性能和一向的可靠品質的虛擬化平臺，爲X86平臺虛擬化技術增添了一抹亮彩。

同時x86經過加強性能與RAS特性亦向高端進軍。咱們相信隨着這種平臺差別的逐漸縮小，會使咱們更加關注虛擬化的應用而非虛擬化技術本質，真正實現從管理虛擬化到應用虛擬化的跨越。