في أعقاب استحواذ شركة Broadcom على شركة VMware مؤخرًا، انشغل مجتمع التكنولوجيا بالمناقشات حول التغييرات الناتجة، وأبرزها التحول إلى الترخيص القائم على الاشتراك. وقد دفع هذا العديد من الشركات ومقدمي خدمات MSP إلى البحث عن خيارات أكثر فعالية من حيث التكلفة لبرنامج Hypervisor. استجابة لهذا الاهتمام المتزايد، قمنا بمقارنة برامج Hypervisor الرائدة، وتقديمها كبدائل عملية لأولئك الذين يفكرون في التبديل أو استكشاف الخيارات في السوق.
هدفنا هو تحليل برامج Hypervisor هذه من حيث ميزاتها وواجهات الويب وقدرات الأداء. على وجه التحديد، نقوم بمقارنة KVM على RHEL وProxmox وVMware ESXi 8 وMicrosoft Hyper-V.
KVM على RHEL (RedHat Enterprise Linux)
KVM (الجهاز الظاهري القائم على Kernel) هو برنامج Hypervisor مفتوح المصدر قائم على Linux والذي يحول Linux إلى برنامج Hypervisor من النوع 1 من خلال دمج إمكانات المحاكاة الافتراضية الأساسية في Linux kernel. بينما يمكن تشغيل KVM على أي توزيعة Linux، فإن Red Hat Enterprise Linux (RHEL) يتمتع بشعبية كبيرة نظرًا لدعمه القوي وميزاته على مستوى المؤسسات.
RHEL عبارة عن توزيعة Linux متعددة الاستخدامات يمكن تثبيتها مع بيئة سطح المكتب أو بدونها. تعد واجهة الإدارة، Cockpit، خدمة اختيارية يمكن إضافتها أثناء التثبيت. مشروع مفتوح المصدر لا يقتصر على RHEL، يتيح Cockpit إمكانية إدارة الخدمات ومثيلات Linux الأساسية. ومع ذلك، فهو لم يتم تصميمه في المقام الأول كأداة لإدارة برنامج Hypervisor ويفتقر إلى ميزات معينة مثل تضخم الذاكرة - وهو قيود على واجهة الإدارة، وليس برنامج Hypervisor نفسه.
للحصول على المزيد من المحاكاة الافتراضية وتنسيق الحاويات المتقدمة، تقدم Red Hat OpenShift، وهي منصة شاملة ذات نهج السحابة أولاً والتي يمكن أيضًا استضافتها محليًا. يوفر OpenShift أدوات قوية لإدارة التطبيقات والبنية الأساسية الموجودة في حاويات، بما في ذلك ميزات الشبكات والتخزين والأمان المتقدمة. ومع ذلك، لدى OpenShift حد أدنى من متطلبات الإنتاج يبلغ ثلاث عقد على الأقل، مما يجعله أقل ملاءمة لعمليات النشر الأصغر.
بروكسموكس
استنادًا إلى Debian، يعد Proxmox أحد تطبيقات KVM الأخرى التي اكتسبت شعبية في المعامل المنزلية والمؤسسات، على الرغم من أنها لم تصل بعد إلى مستوى ESXi أو Hyper-V. إنه مجاني ومفتوح المصدر، ويتوفر دعم وتحديثات قائمة على الاشتراك.
تتفوق واجهة مستخدم الويب الخاصة بها على Cockpit في مهام المحاكاة الافتراضية، وتبسيط إدارة الموارد وتضمين الميزات المتقدمة والقابلة للضبط. يوفر Proxmox أيضًا نسخًا احتياطية متقدمة ولقطات وإدارة جدار الحماية. ومع ذلك، فهو لا يتطابق تمامًا مع نطاق ميزات VMware، خاصة بالنسبة لمهام مثل إعداد vGPU، والتي تتطلب تدخل سطر الأوامر. من حيث الميزات، Proxmox على قدم المساواة مع KVM على RHEL، مع الحفاظ على التكافؤ مع برامج Hypervisor الرائدة.
برنامج إم وير إي إس إكس آي
تشتهر ESXi من VMware بمجموعة ميزاتها الشاملة. على الرغم من أنه يعمل كبرنامج Hypervisor مستقل، إلا أنه يتم فتح إمكاناته الكاملة باستخدام vCenter، الذي يعمل على مركزية الإدارة.
تم تصميم واجهة مستخدم الويب الخاصة بـ ESXi من الألف إلى الياء كبرنامج Hypervisor أولاً، وهي الأكثر صقلًا بين منافسيها. فهو يجلب جميع الوظائف تقريبًا - بما في ذلك إدارة vGPU - إلى الواجهة المستندة إلى الويب، ونادرًا ما يتطلب الوصول إلى وحدة التحكم. من خلال الاقتران بحلول مثل VMware Horizon، تقدم ESXi حلاً متكاملاً لبنية سطح المكتب الافتراضية (VDI). يتم تعزيز قدراتها المستقلة والمجموعية بشكل أكبر من خلال خدمات مثل vCenter، وVSAN، وHorizon، مما يجعلها خيارًا قويًا متعدد الإمكانات.
فرط الخامس
لقد أثبت Hyper-V من Microsoft وجودًا قويًا، خاصة في البيئات التي تركز على Windows. تتم معالجة الإدارة في Hyper-V عبر Hyper-V Manager للإعدادات الأصغر أو SCVMM للبيئات الأكبر. تتميز واجهة المستخدم بسهولة الاستخدام، خاصة لأولئك الذين هم على دراية بنظام Windows، كما أنها توفر ميزات مثل إدارة vGPU مباشرةً من واجهة المستخدم. يتفوق Hyper-V في المحاكاة الافتراضية المستندة إلى Windows ويتكامل بسلاسة مع حلول Microsoft الأخرى، مثل Azure، مما يسهل الترقيات السهلة وعمليات الترحيل السحابية. على الرغم من أنه خيار واضح للبيئات التي تركز على Windows، إلا أنه قد لا يكون مناسبًا تمامًا لحالات الاستخدام الأخرى.
ما مدى جودة أدائهم؟
دعونا نقارن أداء برامج Hypervisor هذه ونرى كيف تتنافس مع بعضها البعض.
منهجية الاختبار
هدفنا الأساسي هو تقييم الحمل العام للأداء المرتبط بكل برنامج Hypervisor، وذلك باستخدام هذا كمقياس مقارنة رئيسي. تركز اختباراتنا على الأداء متعدد الخيوط، وعرض النطاق الترددي للذاكرة، وأداء الإدخال/الإخراج للتخزين.
تشتمل معاييرنا على Linux Kernel Compilation وApache وOpenSSL وSQLite وStream وFIO. يتم تشغيلها ثلاث مرات على الأقل باستخدام مجموعة اختبار Phoronix ويتم تكرارها حتى يتم تحقيق تباين منخفض في النتائج. أثناء الاختبار، يتم إغلاق ميزات مثل واجهات الويب أو بيئات سطح المكتب لضمان الظروف المثالية.
خط الأساس لدينا هو الأداء المعدني، ويتم قياس جميع الأرقام بالنسبة إليه كنسبة مئوية. يتم بعد ذلك تكرار نفس الاختبارات لكل برنامج Hypervisor: نقوم بتكوين جهاز افتراضي يعمل بنظام Ubuntu، مع تخصيص كل جهاز افتراضي للمجموعة الكاملة من موارد المضيف. يتم إعداد الأجهزة الافتراضية باستخدام الإعدادات الافتراضية دون أي تحسينات إضافية.
بعد بعض المخاوف بشأن النتائج، أردنا توفير سياق إضافي وراء منهجية الاختبار لدينا. تم تصميم الاختبارات لمحاكاة تجربة شخص جديد في البيئة، مثل مستخدم يهاجر من إعداد ESXi أو Hyper-V الذي يركز عليه. عندما نشير إلى "الافتراضيات"، فإننا نعني الخيارات المحددة مسبقًا عند إنشاء جهاز افتراضي، مع الإعدادات الوحيدة التي تم تكوينها هي تلك الخاصة بتخصيص الموارد (وحدات المعالجة المركزية الافتراضية، وذاكرة الوصول العشوائي، والتخزين).
كما أثيرت مخاوف بشأن سبب تخصيص جميع الموارد لهذه الاختبارات. هناك سببان رئيسيان لهذا النهج: مقارنة هذه النتائج بالمعدن العاري كخط أساسي يوفر سياقًا أكبر لأدائنا المُقاس، ويسمح لنا بتقييم الأداء عبر عقد NUMA. في بيئات الإنتاج، يعد تجنب القفزات في عقدة NUMA أمرًا صعبًا، مما يجعل هذا الجانب ضروريًا لتضمينه في اختباراتنا.
لقد شعرنا أن التوضيح الإضافي ضروري. لمعالجة هذه المخاوف، قمنا بإعادة تشغيل جميع الاختبارات، بما في ذلك تكوين Proxmox المُحسّن وإجراء اختبارات إضافية مع تخصيصات موارد VM أكثر واقعية.
في اختباراتنا الجديدة، يستخدم Proxmox المحسّن "المضيف" كنوع وحدة المعالجة المركزية، ويمكّن NUMA، ويستخدم q35 كنوع الجهاز، وOVMF (UEFI) كنظام BIOS. تم ضبط ذاكرة التخزين المؤقت على "إعادة الكتابة" للتخزين (نظرًا لأننا نستخدم وحدة تحكم RAID)، وتم تمكين محاكاة SSD. بالنسبة لجميع برامج Hypervisor الأخرى، تم تخصيص الموارد فقط للجهاز الافتراضي عبر واجهات المستخدم الخاصة بها، دون تغيير أي إعدادات إضافية.
إعداد الاختبار
بالنسبة لاختباراتنا، نستخدم Dell R760.
تحديد:
- إنتل زيون سافير رابيدز 6430
- 256 جيجابايت DDR5
- 8 × 7.68 تيرابايت Solidigm P5520 في RAID5 على Dell PERC12
(ملحوظة:تمت ترقية الخادم المستخدم في الاختبارات الأصلية لاستيعاب معالجات Emerald Rapids الجديدة. ونتيجة لذلك، لا يمكن مقارنة النتائج الأصلية مباشرة بالنتائج الجديدة. ولذلك، تم إعادة إجراء جميع الاختبارات لضمان الاتساق والدقة.)
سيتم إجراء هذه الاختبارات الجديدة على الطراز R760 من Dell المزود بتقنية التبريد السائل المباشر.
تحديد:
- إنتل زيون إميرالد رابيدز 8580
- 256 جيجابايت DDR5
- 8 × 7.68 تيرابايت Solidigm P5520 في RAID5 على Dell PERC12
نتائج الاختبار
دعونا نتعمق أكثر في نتائج الاختبار الفردي.
أظهر اختبار Linux Kernel Compile، الذي يعتمد على وحدة المعالجة المركزية بشكل مكثف ويقيس الوقت المستغرق لتجميع Linux kernel، أن أداء ESXi وHyper-V كان جيدًا بشكل استثنائي، حيث حققا 96.79% و96.70% من الأداء المعدني، على التوالي. حققت KVM على RHEL نسبة 66.61%، في حين تراجع سهم Proxmox بنسبة 63.28%. ومع ذلك، سجل Optimized Proxmox نسبة محترمة تبلغ 89.71% من الأداء المعدني.
في معيار Apache، الذي يقيم أداء خادم الويب Apache في ظل الاتصالات والطلبات المتزامنة العالية، أظهر ESXi وHyper-V نتائج مبهرة، مع 113.64% و129.62% من الأداء المعدني، على التوالي. حققت KVM على RHEL نسبة 85.72%، وسجل سهم Proxmox 75.90%، وسجل Optimized Proxmox 75.31%. والجدير بالذكر أن ESXi وHyper-V تجاوزا الأداء المعدني، ويرجع ذلك على الأرجح إلى مسرعات الأجهزة في الرقائق الأحدث، مما يشير إلى أن برامج Hypervisor هذه يمكنها استخدام هذه المسرعات دون تكوين وضبط يدوي.
أظهر اختبار OpenSSL، الذي يقيس أداء التشفير لوحدة المعالجة المركزية، أن ESXi وHyper-V وKVM على RHEL كان أداؤها جيدًا بشكل ملحوظ، مع 101.35%، و101.27%، و101.15% من الأداء المعدني، على التوالي. عانى سهم Proxmox بنسبة 5.33% فقط، في حين سجل Optimized Proxmox 98.91%.
في اختبار الضغط 7-Zip، الذي يقيم أداء الضغط وإزالة الضغط، أظهر ESXi وHyper-V أداءً قويًا، مع 95.98% و97.56% من الأداء المعدني، على التوالي. اقتربت أسعار KVM على RHEL وProxmox وOptimized Proxmox من 85.81% و87.17% و87.43% على التوالي.
وأظهر اختبار FIO الذي يقيس أداء نظام التخزين الفرعي بحجم كتلة 4k للقراءة والكتابة العشوائية، أن ESXi حقق 57.41% للقراءة العشوائية و55.27% للكتابة العشوائية، في حين سجل Hyper-V 72.95% للقراءة العشوائية و85.71% للكتابة العشوائية. حققت KVM على RHEL 74.60% للقراءة العشوائية و85.37% للكتابة العشوائية. جاء Stock Proxmox بنسبة 54.71% للقراءة العشوائية و44.71% للكتابة العشوائية، في حين كان أداء Optimized Proxmox هو الأفضل في هذا الاختبار بنسبة 98.57% للقراءة العشوائية و91.49% للكتابة العشوائية.
أظهر اختبار SQLite، الذي يقيس أداء قاعدة بيانات SQLite، أن ESXi أظهر 96.44% من الأداء المعدني. وسجل Hyper-V نسبة 55.94%، في حين حقق KVM على RHEL 62.52%. ومن المثير للاهتمام أن سهم Proxmox جاء بنسبة 85.27%، وسجل أفضل من Optimized Proxmox، الذي جاء بنسبة 68.86%. السبب الدقيق ليس واضحًا تمامًا، ولكن تم إجراء الاختبارات مرتين على عمليات التثبيت الجديدة لبرنامج Hypervisor وVM لضمان التكرار.
أظهر معيار Stream، الذي يقيم أداء النطاق الترددي للذاكرة، أن ESXi وHyper-V أظهرا أداءً قويًا، مع 98.30% و99.01% من الأداء المعدني، على التوالي. وسجلت KVM على RHEL، وProxmox، وOptimized Proxmox نتائج قريبة من بعضها البعض بنسبة 74.60%، و76.24%، و71.04% على التوالي.
بشكل عام، برزت Hyper-V كأفضل أداء، بمتوسط 92% من الأداء المعدني. كان ESXi متخلفًا قليلاً بمتوسط أداء قدره 89٪، وجاء Optimized Proxmox في المركز الثالث بنسبة 85٪، وجاء KVM على RHEL في المركز الرابع بنسبة 79٪، وتأخر سهم Proxmox بنسبة 61٪.
في سيناريو تخصيص موارد VM الأكثر واقعية، تمت تسوية الأرقام لأفضل أداء في كل فئة. بالنسبة لمعيار Linux Kernel Compile، سجلت ESXi الأفضل، حيث جاء KVM على RHEL في المركز الثاني بنسبة 97.90% وOptimized Proxmox في المركز الثالث بنسبة 97.88%. وجاء سهم Proxmox في المركز الرابع بنسبة 88.90%، وتخلف Hyper-V بنسبة 66.05%.
بالنسبة لمعيار Apache، سجلت ESXi مرة أخرى أفضل النتائج، حيث جاء KVM على RHEL في المركز الثاني بنسبة 76.25% وجاء Hyper-V في المركز الثالث بنسبة 76.14%. وكان Proxmox المحسن أيضًا قريبًا جدًا بنسبة 75.36%، في حين جاء سهم Proxmox في المركز الأخير بنسبة 61.11%.
في معيار OpenSSL، حافظت ESXi على مكانتها بتسجيل الأفضل، حيث جاءت KVM على RHEL في المرتبة الثانية بنسبة 96.25%، وجاءت Optimized Proxmox في المرتبة الثالثة بنسبة 94.48%، وحصلت Hyper-V على 48.96% فقط، واحتل سهم Proxmox المركز الأخير بنسبة 3.42%.
بالنسبة لاختبار ضغط 7-Zip، واصلت ESXi تسجيل الأفضل، حيث اقتربت KVM على RHEL وOptimized Proxmox وstock Proxmox من 96.84% و96.59% و95.40% على التوالي، بينما لا يزال Hyper-V متخلفًا بنسبة 64.48%.
في اختبار FIO، سجلت ESXi الأفضل في كل من القراءة العشوائية والكتابة العشوائية. بالنسبة للقراءة العشوائية، جاء Optimized Proxmox في المركز الثاني بنسبة 86.81%، وجاء Hyper-V في المركز الثالث بنسبة 71.02%، وKVM على RHEL في المركز الرابع بنسبة 68.44%، وأخيرًا سهم Proxmox بنسبة 45.05%. روى اختبار الكتابة العشوائي قصة مماثلة، حيث جاء Hyper-V في المركز الثاني بنسبة 73.43%، وKVM على RHEL في المركز الثالث بنسبة 70.92%، وOptimized Proxmox في المركز الرابع بنسبة 59.91%، وجاء سهم Proxmox في المركز الأخير بنسبة 38.79%.
كان اختبار SQLite أكثر إثارة للاهتمام، حيث لا يزال ESXi يسجل الأفضل، ويأتي Stock Proxmox في المرتبة الثانية، ويأتي KVM على RHEL وHyper-V وOptimized Proxmox في المرتبة الأخيرة بنسبة 49.23% و43.06% و42.61% على التوالي.
في اختبار Stream، سجل Optimized Proxmox الأفضل، حيث حصل سهم Proxmox على المركز الثاني بنسبة 83.56%، وKVM على RHEL ثالثًا بنسبة 82.47%، وESXi الرابع بنسبة 71.21%، وأخيرًا Hyper-V بنسبة 63.02%.
خاتمة
بشكل عام، في أسوأ الحالات، اختبار تخصيص جميع الموارد، خرجت Hyper-V منتصرة بمتوسط درجة 92.34% مقارنة بالمعادن العارية. تبعها عن كثب ESXi بنسبة 89.36%، وOptimized Proxmox بنسبة 85.16%، وKVM on RHEL بنسبة 79.55%، وسهم Proxmox، الذي احتل المرتبة الأخيرة بنسبة 61.58%.
ومن خلال التحول إلى سيناريو أكثر واقعية لتخصيص الموارد، أخذت ESXi زمام المبادرة مرة أخرى، حيث سيطرت على جميع الاختبارات باستثناء معيار Stream لتحقيق أعلى متوسط درجة قدره 96.4%. يليه Proxmox المحسن في المركز الثاني بنسبة 81.7%. أظهرت KVM على RHEL أداءً قويًا، بفارق 0.09% فقط عن Optimized Proxmox عند 79.79%. كان أداء Hyper-V في هذا الإعداد الواقعي أقل بشكل مدهش، متخلفًا بمتوسط درجة 63.27% فقط. أنهى Stock Proxmox مرة أخرى في القاع بنتيجة 59.69٪.
باختصار، قدمت ESXi أقوى أداء إجمالي عبر مجموعة الاختبار الخاصة بنا. من بين الخيارات مفتوحة المصدر، أظهر Optimized Proxmox أداءً قويًا، على الرغم من أن تكوين المخزون غير المحسن الخاص به ترك الكثير مما هو مرغوب فيه. كان أداء KVM على RHEL ضعيفًا في أسوأ السيناريوهات ولكنه أثبت أنه بديل تنافسي عند تكوينه على النحو الأمثل. كان أداء Hyper-V الباهت مع التخصيص الواقعي للموارد غير متوقع؛ ستكون هناك حاجة إلى إجراء تحقيق أعمق في الأسباب الجذرية لشرح هذه النتائج بشكل كامل، على الرغم من أن ذلك يقع خارج نطاق هذه المقالة.
شركة بكين تشيانشينغ جيتونغ للتكنولوجيا المحدودة
ساندي يانغ / مدير الإستراتيجية العالمية
واتساب/وي تشات: +86 13426366826
البريد الإلكتروني: yangyd@qianxingdata.com
الموقع الإلكتروني: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
التركيز على الأعمال:
توزيع منتجات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات / تكامل النظام والخدمات / حلول البنية التحتية
مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في توزيع تكنولوجيا المعلومات، نتعاون مع العلامات التجارية العالمية الرائدة لتقديم منتجات موثوقة وخدمات احترافية.
"استخدام التكنولوجيا لبناء عالم ذكي" مزود خدمة منتجات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الموثوق به!