بهترین پلتفرم مجازی سازی کدام است؟ مقایسه ای بین KVM ، VMware و Hyper-V
برای بسیاری از کاربران، وقتی صحبت از مجازی‌سازی می‌شود، یک سوال رایج مطرح می‌شود. آیا باید KVM را انتخاب کنند یا VMware و Hyper-V شرایط بهتری دارند؟ هر پلتفرم نقاط قوت منحصر به فردی دارد. با این حال، تشخیص اینکه کدام یک واقعا برای یک کسب و کار یا پروژه مناسب است، می‌تواند چالش برانگیز باشد.
در این مطلب توضیح می‌دهیم که هر هایپروایزر چه چیزی ارائه می‌دهد. بررسی می‌کنیم که در کجا بهترین عملکرد را دارند و چه زمانی باید یکی را به دیگری ترجیح بدهیم.
KVM چیست؟
Kernel-based virtual machine ، یک نرم‌افزار مجازی‌سازی متن‌باز که در کرنل لینوکس تعبیه شده است. می‌توانید KVM را روی یک دستگاه لینوکس نصب کنید و سپس چندین ماشین مجازی روی همان دستگاه ایجاد کنید. هر کامپیوتر مجازی مانند یک سیستم جداگانه کار می‌کند که سیستم عامل و منابع خاص خود را دارد.
هر ماشین مجازی به عنوان یک فرآیند استاندارد لینوکس اجرا می‌شود که شامل CPU مجازی، حافظه، فضای ذخیره‌سازی، رابط شبکه و گرافیک اختیاری مخصوص به خود است.
KVM در سال ۲۰۰۷ به کرنل اصلی لینوکس اضافه شد. این نرم‌افزار به طور گسترده در پلتفرم‌های مجازی‌سازی متن‌باز مانند Red Hat استفاده می‌شود.
این پلتفرم به‌ویژه برای محیط‌های لینوکسی طراحی شده و از پردازنده‌هایی با قابلیت مجازی‌سازی سخت‌افزاری مانند Intel VT و AMD-V پشتیبانی می‌کند.
VMware چیست؟
VMware یک شرکت نرم‌افزاری با تمرکز بالا بر مجازی‌سازی و محاسبات ابری است. این شرکت از فناوری‌های مجازی‌سازی پشتیبانی می‌کند که به سازمان‌ها در ایجاد و مدیریت ماشین‌های مجازی کمک می‌کند.
VMware اولین شرکتی بود که با موفقیت معماری x86 را مجازی‌سازی کرد. این امر نحوه مدیریت سرورها و مراکز داده توسط کسب‌وکارها را تغییر داد.
VMware درست مانند KVM، ماشین‌های مجازی ایجاد می‌کند که می‌توانند سیستم عامل‌های خود را با استفاده از منابع دستگاه میزبان اجرا کنند.
VMware هم برای ماشین‌های مجازی ویندوز و هم لینوکس به خوبی کار می‌کند. این امر آن را به انتخابی محبوب در محیط‌هایی تبدیل می‌کند که از هر دو سیستم استفاده می‌کنند.
محصولات VMware به طور گسترده در فناوری اطلاعات سازمانی استفاده می‌شوند. با این حال، برخی از کاربران مدیریت VMware را پیچیده‌تر و برای تیم‌های کوچک‌تر بسیار گران می‌دانند.
Hyper-V چیست؟
Hyper-V یک نرم‌افزار مجازی‌سازی است که توسط مایکروسافت ساخته شده است. این نرم‌افزار به افراد کمک می‌کند تا ماشین‌های مجازی را روی کامپیوترها و سرورهای ویندوز ایجاد و اجرا کنند.
مایکروسافت Hyper-V را در سال ۲۰۰۸ با ویندوز سرور ۲۰۰۸ منتشر کرد. این نرم‌افزار به عنوان یک ویژگی اختیاری در ویندوز سرور موجود است. همچنین در نسخه‌های سیستم عامل زیر نیز وجود دارد.
- نسخه‌های Pro و Enterprise ویندوز ۸
- نسخه‌های Pro و Enterprise ویندوز ۱۰
- نسخه‌های Pro و Enterprise ویندوز ۱۱
Hyper-V جایگزین پلتفرم‌های قدیمی‌تر مایکروسافت مانند Virtual PC و Virtual Server شده است. این روزها، Hyper-V معمولا در سیستم‌های شخصی و سازمانی استفاده می‌شود.
شباهت‌های بین KVM، VMware و Hyper-V چیست؟
این هایپروایزرها توسط ارائه دهندگان خدمات مختلف توسعه داده شده‌اند. هر کدام اکوسیستم و روش عملکرد خاص خود را دارند. اما همه این سه پلتفرم از مجموعه‌ای مشترک از ویژگی‌های کلیدی پشتیبانی می‌کنند.
- می‌توانند سیستم عامل‌های مدرن ویندوز، لینوکس و BSD را در داخل ماشین‌های مجازی اجرا کنند.
- هر پلتفرم از مهاجرت زنده (live migration) پشتیبانی می‌کند. این انتقال بدون هیچ گونه قطعی برای ماشین مجازی یا برنامه‌های داخل آن انجام می‌شود.
- از ایجاد اسنپ‌شات پشتیبانی می‌کند. این قابلیت را دارد که وضعیت یک ماشین مجازی را در یک زمان مشخص ثبت کند.
- از مجازی‌سازی با کمک سخت‌افزار (hardware-assisted) استفاده می‌کند. آنها به جدیدترین افزونه‌های مجازی‌سازی CPU متکی هستند. مثال: Intel VT یا AMD-V برای عملکرد بهتر.
- گزینه‌های شبکه مجازی ارائه می‌دهند. این افزونه‌ها به اتصال داخلی یا به شبکه‌های خارجی به روشی امن کمک می‌کنند.
- از کنترل‌های تخصیص منابع پشتیبانی می‌کند که به مدیران کمک می‌کند تا محدودیت‌هایی برای CPU و ذخیره‌سازی در هر ماشین مجازی تعیین کنند.
تفاوت‌های کلیدی بین KVM، VMware و Hyper-V
معماری
KVM یک هایپروایزر نوع ۱ متن‌باز است که در کرنل لینوکس تعبیه شده است. برای وظایف اصلی مانند زمان‌بندی (scheduling) و مدیریت حافظه (memory management) به کرنل لینوکس متکی است. ماشین‌های مجازی به عنوان فرآیندهای استاندارد لینوکس در نظر گرفته می‌شوند. بنابراین، مکانیسم‌های موجود کرنل، منابع را برای آنها مدیریت می‌کنند. KVM از افزونه‌های مجازی‌سازی سخت‌افزاری (Intel VT و AMD-V)برای ارائه عملکرد بهتر استفاده می‌کند. هیچ میکروکرنل (microkernel) جداگانه یا لایه مدیریتی اضافی فراتر از آنچه سیستم عامل لینوکس ارائه می‌دهد، وجود ندارد.
VMware ESXi یک هایپروایزر نوع ۱ اختصاصی است که از یک میکروکرنل اختصاصی که به طور خاص برای مجازی‌سازی طراحی شده، استفاده می‌کند. این سیستم عامل مستقیم روی هارد دیسک خالی و بدون سیستم عامل عمومی اجرا می‌شود. ESXi سرویس‌های سطح پایین خود را به عنوان بخشی از معماری خود ارائه می‌دهد:
- مدیریت حافظه نحوه تخصیص و جداسازی حافظه فیزیکی برای ماشین‌های مجازی را کنترل می‌کند.
- درایورهای دستگاه به ESXi کمک می‌کنند تا مستقیم با سخت‌افزار تعامل داشته باشد.
ESXi همچنین می‌تواند از ترجمه باینری برای پردازنده‌های قدیمی‌تر که فاقد پشتیبانی مجازی‌سازی هستند، استفاده کند. این امر به صورت پویا کد ماشین مجازی را بازنویسی می‌کند تا بتواند با خیال راحت روی سخت‌افزارهای پشتیبانی نشده اجرا شود.
Hyper-V یک هایپروایزر نوع ۱ است که به طور کامل با ویندوز سرور یکپارچه شده است. از یک مدل پارتیشن استفاده می‌کند:
- پارتیشن ریشه (والد) ویندوز را اجرا و دسترسی سخت‌افزار را از طریق درایورهای خود فراهم می‌کند.
- پارتیشن‌های فرزند میزبان ماشین‌های مجازی هستند و مستقیم به سخت‌افزار دسترسی ندارند.
- پارتیشن‌های فرزند از طریق VMBus ارتباط برقرار می‌کنند. ارائه دهندگان خدمات مجازی‌سازی، I/O دستگاه را در پارتیشن ریشه مدیریت می‌کنند.
Hyper-V همچنین از Enlightened I/O پشتیبانی می‌نماید که به ماشین‌های مجازی کمک می‌کند تا بدون نیاز به شبیه‌سازی دستگاه، با کارایی بیشتری با میزبان ارتباط برقرار کنند.
عملکرد و کارایی
KVM سبک وزن با سربار کم است. از مدیریت کارآمد فرآیند و حافظه لینوکس بهره می‌برد، زیرا در کرنل لینوکس تعبیه شده است. KVM اغلب در محیط‌های لینوکس بهترین عملکرد را دارد.
VMware ESXi برای بارهای کاری سازمانی با کارایی بالا مانند سیستم‌های ERP و وب سرورهای با حجم بالا ساخته شده است. میکروکرنل اختصاصی آن برای مجازی‌سازی سریع و کارآمد ساخته شده است. VMware محیط‌های سیستم عامل مختلط را به خوبی مدیریت می‌کند و عملکرد ثابتی را در استقرارهای بزرگ و متنوع ارائه می‌دهد.
Hyper-V در محیط‌های ویندوز محور عملکرد قوی دارد. ادغام آن با ویندوز سرور به ارائه عملکرد قابل اعتماد کمک می‌کند. این امر به ویژه برای بارهای کاری که به ویژگی‌های ویندوز وابسته هستند (مانند سرورهای Microsoft Exchange، مزارع SharePoint) مناسب است.
ویژگی‌ها و قابلیت‌های سازمانی
KVM ویژگی‌های کلیدی سازمانی را ارائه می‌دهد، اگرچه بسیاری از آنها به ادغام با ابزارهای خارجی وابسته هستند.
- این سیستم از Real-time migration که یک ماشین مجازی در حال اجرا را بین میزبان‌های فیزیکی با زمان خرابی نزدیک به صفر منتقل می‌کند، پشتیبانی می‌کند.
- اسنپ شات، وضعیت دقیق یک ماشین مجازی را در یک نقطه از زمان برای بکاپ‌گیری یا بازگرداندن به حالت اولیه ثبت می‌کنند.
- دسترسی‌پذیری بالای اولیه از طریق ابزارهای کلاستر یا مدیریت خارجی به جای ابزارهای داخلی در دسترس است.
VMware یکی از کامل‌ترین مجموعه‌های مجازی‌سازی سازمانی را ارائه می‌دهد. این مجموعه شامل
- vMotion، برای جابجایی ماشین‌های مجازی در حال اجرا بین میزبان‌ها بدون وقفه در سرویس.
- Storage vMotion برای مهاجرت فضای ذخیره‌سازی ماشین مجازی بین دیتا استورها بدون داون‌تایم.
- Distributed Resource Scheduler (DRS)، که بارهای کاری را به طور خودکار در بین میزبان‌ها متعادل می‌کند.
- vSAN، که فضای ذخیره‌سازی تعریف‌شده توسط نرم‌افزار را در hypervisor ادغام می‌کند.
- NSX، پلتفرم مجازی‌سازی و امنیتی شبکه VMware.
- تحمل خطا (Fault tolerance)، در صورت از کار افتادن میزبان اصلی، ماشین مجازی را فوری روی میزبان دیگر اجرا می‌کند.
Hyper-V مجموعه‌ای قوی از ویژگی‌های سازمانی را ارائه می‌دهد. این امر به ویژه در محیط‌های ویندوز صادق است
- مهاجرت زنده (Live migration) برای جابجایی ماشین‌های مجازی در حال اجرا بین میزبان‌ها بدون از کار افتادگی
- رپلیکیشن (Replication)، برای نگه داشتن یک کپی آماده به کار از یک ماشین مجازی روی میزبان دیگر برای بازیابی در مواقع اضطراری
- حافظه پویا (Dynamic memory)، تخصیص حافظه ماشین مجازی را بر اساس تقاضا تنظیم می‌کند.
- Failover clustering ، برای در دسترس نگه داشتن ماشین‌های مجازی در صورت از کار افتادن میزبان.
ابزارهای مدیریت و اتوماسیون
KVM با استفاده از ابزارهای شخص ثالث مدیریت می‌شود. اینها پلتفرم‌های ابری مانند AWS یا Azure نیستند، بلکه لایه‌های نرم‌افزاری هستند که KVM را روی سرورهای فیزیکی یا تنظیمات ابری خصوصی کنترل می‌کنند.
- Libvirt یکی از این ابزارها است. یک API و جعبه ابزار سطح پایین است که به مدیران کمک می‌کند تا ماشین‌های مجازی KVM را اسکریپت‌نویسی و مانیتور کنند.
- oVirt ابزار دیگری است که بر اساس Libvirt ساخته شده است. این ابزار یک رابط کاربری مبتنی بر وب برای مدیریت میزبان‌ها و ماشین‌های مجازی KVM ارائه می‌دهد.
- OpenStack که ابزار دیگری است، می‌تواند از KVM به عنوان پشتیبان هایپروایزر خود برای ارائه قابلیت‌های ابری استفاده کند. OpenStack بر روی زیرساخت اجرا می‌شود و برای مدیریت مجازی‌سازی واقعی به KVM متکی است. این ابزار APIهای ابری، رابط کاربری و ویژگی‌های اتوماسیون را ارائه می‌دهد. در همین حال، KVM بارهای کاری ماشین مجازی را در پشت صحنه اجرا می‌کند.
VMware ESXi را نمی‌توان از طریق ابزارهایی مانند Libvirt یا oVirt مدیریت کرد. VMware از vCenter برای مدیریت متمرکز زیرساخت مجازی خود استفاده می‌کند. این ابزار از ویژگی‌های اتوماسیون داخلی مانند
- vMotion
- DRS
- HA
- vSAN
- NSX
در هر دو مورد KVM و VMware، این ابزارها از گردش‌های کاری اتوماسیون مانند موارد زیر پشتیبانی می‌کنند:
- تامین و از رده خارج کردن خودکار ماشین‌های مجازی
- مدیریت اسنپ‌شات‌ها و بکاپ‌گیری‌ها
- هماهنگی مهاجرت زنده ماشین‌های مجازی بین میزبان‌ها
- مقیاس‌بندی منابع ماشین مجازی (CPU، حافظه، استوریج)
- تنظیم شبکه و پیکربندی گروه امنیتی.
Hyper-V با Hyper-V Manager و System Center Virtual Machine Manager مدیریت می‌شود. همچنین با Windows Admin Center و Azure Arc کار می‌کند. این ابزارها به موارد زیر کمک می‌کنند:
- ایجاد ماشین‌های مجازی
- مقیاس‌بندی منابع
- مدیریت failover
- اتصال به Azure برای تنظیمات ترکیبی
امنیت و ایزوله‌سازی
امنیت KVM بهتر است زیرا از محافظت‌های موجود در لینوکس استفاده می‌کند. با ابزارهایی مانند
- SELinux – برای محدود کردن دسترسی ماشین‌های مجازی به میزبان
- AppArmor – برای ارائه لایه دیگری از کنترل دسترسی
- sVirt – استفاده از برچسب‌های امنیتی برای جداسازی ماشین‌های مجازی از یکدیگر
VMware از ابتدا ویژگی‌های امنیتی بیشتری را در پلتفرم خود گنجانده است. از
- رمزگذاری ماشین مجازی
- بوت امن
- ادغام TPM
- NSX micro-segmentation
این موارد به محافظت از داده‌های ماشین مجازی و ایمن‌سازی فرآیند بوت کمک می‌کنند. همچنین، می‌توانند ایزوله‌سازی قوی شبکه را اضافه کنند. نکته منفی این است که برخی از این ویژگی‌ها به مجوزهای سطح بالاتر نیاز دارند. علاوه بر این، ابزارهایی مانند NSX می‌توانند کار راه‌اندازی اضافی را در پی داشته باشند.
Hyper-V بر امنیتی تمرکز دارد که به خوبی با محیط‌های ویندوز سازگار است.
- ماشین‌های مجازی محافظت‌شده.
- بوت امن
- ادغام BitLocker برای محافظت از دیسک‌های ماشین مجازی
- برای کنترل دسترسی، به راحتی با Active Directory کار می‌کند.
این ویژگی‌ها، آن را برای کسب‌وکارهایی که از قبل به ویندوز متکی هستند، بسیار مناسب می‌کند. با این حال، ممکن است در محیط‌های چند سیستم عاملی به اندازه KVM یا VMware انعطاف‌پذیر نباشد.
به طور خلاصه
- VMware وسیع‌ترین طیف ویژگی‌های امنیتی داخلی را ارائه می‌دهد.
- KVM از طریق ماژول‌های امنیتی لینوکس کنترل بسیار خوبی ارائه می‌دهد، اما پیکربندی کامل آن می‌تواند کار بیشتری ببرد.
- Hyper-V زمانی بهترین عملکرد را دارد که می‌خواهید امنیت ماشین مجازی را به ابزارها و سیاست‌های ویندوز متصل کنید.
سهولت استقرار
KVM انعطاف‌پذیر است، اما راه‌اندازی آن به دانش لینوکس بیشتری نیاز دارد. اغلب بیشتر شبیه DIY به نظر می‌رسد، مگر اینکه از آن با ابزارهایی مانند oVirt یا OpenStack استفاده کنید. باید بیشتر تنظیمات را به صورت دستی انجام دهید که به شما کنترل بیشتری می‌دهد. به طور مشابه، در صورت بروز نقص، می‌تواند زمان بیشتری طول بکشد و ممکن است نیاز به عیب‌یابی عمیق داشته باشد.
VMware به داشتن اینستالرهای خوب طراحی‌شده و ابزارهای مدیریتی آسان برای استفاده شناخته شده است. فرآیند راه‌اندازی سریع است. رابط کاربری، شروع کار را ساده می‌کند. مستندات عالی است. همچنین، گزینه‌های پشتیبانی آنها قوی است، به ویژه اگر از لایسنس‌های پولی استفاده می‌کنید. نکته اصلی هزینه است. راه‌اندازی روان VMware با هزینه‌های لایسنس بالاتری همراه است.
اگر از قبل در محیط ویندوز کار می‌کنید، Hyper-V اغلب ساده‌ترین انتخاب است. این تنظیمات برای مدیران ویندوز آشنا به نظر می‌رسد. همچنین، به راحتی با سایر ابزارهای مایکروسافت ادغام می‌شود. استقرار سریع است و یافتن کمک از طریق کانال‌های پشتیبانی رسمی مایکروسافت یا انجمن‌های انجمن آسان است. با این حال، به اندازه KVM برای محیط‌های چند سیستم عاملی انعطاف‌پذیر نیست.
به طور خلاصه
- VMware سریع‌ترین استقرار را دارد. اما همچنین گران‌ترین است.
- Hyper-V برای ویندوز آسان است و پشتیبانی خوبی ارائه می‌دهد.
- KVM به شما انعطاف‌پذیری و هزینه کم می‌دهد، اما استقرار آن کار بیشتری می‌برد، مگر اینکه با پلتفرم‌هایی مانند oVirt جفت شود.
لایسنس و هزینه
KVM رایگان و متن‌باز است. می‌توانید آن را بدون هیچ هزینه لایسنسی نصب و استفاده کنید. اگر پشتیبانی حرفه‌ای می‌خواهید، شرکت‌هایی مانند Red Hat یا Canonical گزینه‌های پولی ارائه می‌دهند. این گزینه‌ها معمولا با توزیع‌های لینوکس enterprise آنها همراه هستند. این امر KVM را برای تیم‌هایی که به راحتی می‌توانند سیستم‌های لینوکس را به تنهایی مدیریت کنند، مقرون به صرفه می‌کند.
VMware برای ESXi و ابزارهای مدیریتی آن به لایسنس تجاری نیاز دارد. هایپروایزر پایه ممکن است نسخه رایگان داشته باشد. اما برای استفاده از ویژگی‌های کلیدی مانند vCenter یا DRS به لایسنس‌های پولی نیاز خواهید داشت. اگر به ویژگی‌های پیشرفته یا پشتیبانی کامل نیاز دارید، هزینه‌ها می‌توانند افزایش یابند. همچنین، مدیریت لایسنس‌ها در استقرارهای بزرگ می‌تواند پیچیده به نظر برسد.
Hyper-V به عنوان بخشی از لایسنس Windows Server گنجانده شده است. اگر از قبل Windows Server را اجرا می‌کنید، می‌توانید بدون هیچ هزینه اضافی از Hyper-V استفاده کنید. اما اضافه کردن ویژگی‌هایی مانند System Center یا ابزارهای ترکیبی Azure ممکن است به هزینه اضافه کند.
به طور خلاصه
- اگر در مدیریت لینوکس راحت هستید، KVM بسیار مقرون به صرفه است.
- VMware با هزینه‌های لایسنس بالاتر و مدیریت موارد بیشتر در مورد پیچیدگی مجوز ارائه می‌شود.
- Hyper-V اگر از قبل از Windows Server استفاده می‌کنید، ارزش خوبی را ارائه می‌دهد.
سرور اختصاصی ایران سخت افزاری است که تمام قدرت پردازشی، حافظه، پهنای باند و دیسک آن ماشین متعلق به کاربر است.
خرید سرور اختصاصی با قابلیت نصب مجازی ساز Proxmox یا ESXI به دلخواه کاربر به صورت رایگان
چه زمانی از VMware استفاده کنیم
VMware برای سازمان‌هایی مناسب است که می‌خواهند
- از ویژگی‌های سازمانی مانند دسترسی بالا و مهاجرت زنده استفاده کنند.
- پشتیبانی رسمی و دسترسی به یک اکوسیستم بزرگ از ابزارها را دریافت کنند.
- برای ادغام به مشارکت‌های فروشنده تکیه کنند.
- تنظیمات VMware Cloud یا ترکیبی (hybrid ) را اجرا کنند.
چه زمانی از Hyper-V استفاده کنیم
Hyper-V برای سازمان‌هایی مناسب است که می‌خواهند
- بیشتر سرورها و برنامه‌های ویندوز را اجرا کنند.
- به راحتی با ابزارهای مایکروسافت مانند Active Directory ادغام شوند.
- زیرساخت‌های داخلی را برای راه‌اندازی‌های ابری ترکیبی به Azure متصل کنند.
چه زمانی از KVM استفاده کنیم
KVM انتخاب خوبی برای سازمان‌هایی است که می‌خواهند
- از محصولات متن‌باز استفاده کنند
- زیرساخت خودشان را اجرا کنند.
- از قفل شدن توسط فروشنده (vendor lock-in) جلوگیری کنند.
- کنترل کامل بر نحوه راه‌اندازی امور داشته باشند.
جمع‌بندی
انتخاب بین KVM، VMware و Hyper-V به آنچه برای سازمان شما بیشترین اهمیت را دارد بستگی دارد. اگر کنترل کم‌هزینه و متن‌باز می‌خواهید، KVM ایده‌آل است. VMware زمانی که به ویژگی‌های پیشرفته و یک اکوسیستم سازمانی بالغ نیاز دارید، انتخاب مناسبی است. Hyper-V در محیط‌های مبتنی بر ویندوز که در آنها بهره‌وری هزینه و ادغام Azure در اولویت هستند، بهترین گزینه است.