Xen pret KVM, hi­per­vī­zo­ru sa­lī­dzi­nā­jums

Mā­koņ­da­to­ša­nas laikmetā hi­per­vī­zo­ri, piemēram, KVM un Xen, ir kļuvuši svarīgāki nekā jebkad agrāk. Bet kā šīs divas vir­tua­li­zā­ci­jas teh­no­lo­ģi­jas atšķiras? Mūsu Xen un KVM sa­lī­dzi­nā­ju­mā mēs ap­ska­tī­sim abu līdzības un at­šķi­rī­bas.

Xen īsumā

Xen ir atvērtā koda vir­tua­li­zā­ci­jas prog­ram­ma­tū­ra, kas ļauj vien­lai­kus darbināt vairākas viesu ope­rē­tājsis­tē­mas uz viena uzņēmēja datora. Xen pārvalda ap­ara­tū­ras resursu sadali uzņēmēja datorā.

Kāda veida hi­per­vī­zors ir Xen?

Xen ir 1. tipa (vai bare metal) hi­per­vi­zors. Šāda veida hi­per­vi­zors tiek instalēts tieši fiziskajā sistēmā un sazinās ar aparatūru, iz­man­to­jot savus draiverus. Uzņēmuma un viesu ope­rē­tājsis­tē­mas tiek in­sta­lē­tas virs Xen hi­per­vī­zo­ra. Lai atšķirtu dažādus pri­vi­lē­ģi­ju līmeņus, Xen iedala in­sta­lē­tās ope­rē­tājsis­tē­mas divās dažādās domēnās: dom0 un domU. Uzņēmuma ope­rē­tājsis­tē­ma pieder dom0 domēnai un bauda augstāko pri­vi­lē­ģi­ju līmeni, savukārt visas viesu ope­rē­tājsis­tē­mas tiek kla­si­fi­cē­tas kā sistēmas bez pri­vi­lē­ģi­jām un pieder domU domēnai.

Viesu ope­rē­tājsis­tē­ma nesazinās ar aparatūru tieši caur saviem drai­ve­riem, bet gan caur hi­per­vī­zo­ru, iz­man­to­jot spe­cia­li­zē­tu Xen API. Šī dziļā in­teg­rā­ci­ja nodrošina efek­tī­vā­ku ap­ara­tū­ras iz­man­to­ša­nu, mazākas pa­pil­diz­mak­sas un sa­ma­zi­nā­tu uzbrukumu risku.

Kā Xen izmanto pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju, lai pa­lie­li­nā­tu efek­ti­vi­tā­ti

Xen izmanto vir­tua­li­zā­ci­jas tehniku pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju, lai pa­lie­li­nā­tu efek­ti­vi­tā­ti. Ar šo tehniku hi­per­vi­zors neemulē ap­ara­tū­ras kom­po­nen­tus, un viesu sistēmas apzinās, ka tās darbojas vir­tua­li­zē­tā vidē. Tas ļauj daudz ātrākai ko­mu­ni­kā­ci­jai starp viesu ope­rē­tājsis­tē­mām un Xen, kas palielina veikt­spē­ju.

Tomēr šī pieeja ir atkarīga no spe­cia­li­zē­tiem drai­ve­riem un konkrētām ope­rē­tājsis­tē­mas kodola ie­bū­vē­ta­jām funkcijām. Daudzi plaši izmantoti ope­rē­tājsis­tē­mas kodoli, piemēram, Linux un BSD, jau gadiem ilgi spēj atbalstīt pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju.

Ja iz­man­to­jat ope­rē­tājsis­tē­mu, kurā pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ja nav iespējama vai nav vēlama, Xen atbalsta arī pilnīgu vir­tua­li­zā­ci­ju (kur ap­ara­tū­ras kom­po­nen­ti tiek virtuāli emulēti). Lai gan tas palēnina vir­tua­li­zā­ci­ju, tas nodrošina augstu saderību, ļaujot ope­rē­tājsis­tē­mām, kas ne­at­bal­sta pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju, darboties Xen vidē.

Kādas ir KVM galvenās funkcijas?

Tāpat kā Xen, arī KVM (Kernel-based Virtual Machine) ir atvērtā koda hi­per­vi­zors, kas ļauj lie­to­tā­jiem vienā fiziskā datorā darbināt vairākas viesu ope­rē­tājsis­tē­mas. Lai gan abi hi­per­vi­zo­ri pilda vienu un to pašu pa­matfun­kci­ju, to ar­hi­tek­tū­ras dizains ir atšķirīgs, un katrs hi­per­vi­zors ir piemērots at­šķi­rī­giem lie­to­ša­nas ga­dī­ju­miem.

Kāda veida hi­per­vi­zors ir KVM?

Agrāk KVM bieži dēvēja par 2. tipa hi­per­vī­zo­ru, jo tas varēja sa­zi­nā­ties ar aparatūru tikai caur uz­ņē­mē­jo­pe­rē­tājsis­tē­mas drai­ve­riem. KVM bija jāemulē visas viesu sistēmu ap­ara­tū­ras sa­stāv­da­ļas, tādējādi padarot pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju ne­ie­s­pē­ja­mu.

KVM kopš tā laika ir pa­pla­ši­nāts, iekļaujot pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju. Tomēr tā darbības veids atšķiras no Xen. Atšķirībā no Xen, KVM netiek instalēts uzņēmuma ope­rē­tājsis­tē­mā, bet gan tieši integrēts Linux kodolā. KVM izmanto Linux sistēmas prog­ram­ma­tū­ras kom­po­nen­tus, lai pār­val­dī­tu vir­tua­li­zē­tās sistēmas un to procesus.

KVM vidē katrai viesu ope­rē­tājsis­tē­mai ir savs vir­tua­li­zēts ap­ara­tū­ras komplekts, tostarp tīkla in­ter­fei­si, disku atmiņa un cita veida ap­ara­tū­ras kom­po­nen­ti. Lai pa­āt­ri­nā­tu pilnīgu vir­tua­li­zā­ci­ju, KVM izmanto ap­ara­tū­ras at­bal­stī­tu vir­tua­li­zā­ci­ju, kas jau ir pieejama lielākajā daļā mūsdienu procesoru.

Ne visas sa­stāv­da­ļas KVM tiek pilnībā vir­tua­li­zē­tas. Lai uzlabotu sistēmu un lie­to­jum­prog­ram­mu darbības veikt­spē­ju, KVM nodrošina pa­ra­vir­tua­li­zē­tas saskarnes, kas var tieši sa­zi­nā­ties ar hi­per­vī­zo­ru, iz­man­to­jot Virtio API. KVM gal­ve­no­kārt izmanto pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju ieejas un izejas ierīcēm, piemēram, tīkla saskarnēm. Tāpēc, runājot par KVM, cilvēki to bieži apraksta kā daļēju pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­ju.

KVM pret Xen, to veikt­spē­jas sa­lī­dzi­nā­jums

Galvenā atšķirība starp abiem hi­per­vī­zo­riem ir tajā, kur tie darbojas prog­ram­ma­tū­ras kopumā. KVM ir integrēts Linux kodolā un izmanto ap­ara­tū­ras at­bal­stī­tu vir­tua­li­zā­ci­ju, lai vir­tua­li­zē­tu daudzas ap­ara­tū­ras sa­stāv­da­ļas, neradot būtiskus veikt­spē­jas trūkumus. Galvenās IO saskarnes ir pa­ra­vir­tua­li­zē­tas, kas, vis­ti­ca­māk, ir vis­sva­rī­gā­kais aspekts lie­lā­ka­jai daļai serveru lie­to­jum­prog­ram­mu.

Xen, no otras puses, tra­di­cio­nā­li tiek instalēts ope­rē­tājsis­tē­mas ietvaros kā 1. tipa hi­per­vī­zors. Tas nozīmē , ka hi­per­vī­zors pats pārvalda ap­ara­tū­ras resursu sadali. Teo­rē­tis­ki tas ļauj Xen no­dro­ši­nāt efek­tī­vā­ku un ātrāku saziņu ar aparatūru. Tomēr KVM Virtio draiveri un ap­ara­tū­ras at­bal­stī­tā vir­tua­li­zā­ci­ja nodrošina tādu pašu veikt­spē­jas līmeni kā Xen .

CPU pie­sais­tī­ša­na

Ne­ska­to­ties uz lī­dzī­ga­jiem veikt­spē­jas rā­dī­tā­jiem, abi hi­per­vī­zo­ri ne­dar­bo­jas vienādi visos sce­nā­ri­jos. Attiecībā uz CPU pie­sais­tī­ša­nu KVM piedāvā lie­to­tā­jiem lielāku jaudu. Ar CPU pie­sais­tī­ša­nu KVM var piešķirt fizisko procesoru (vai procesora kodolu) vir­tua­li­zē­tam pro­ce­so­ram, no­dro­ši­not eks­klu­zī­vu iz­man­to­ša­nu šai vir­tuā­la­jai sistēmai. No abiem hi­per­vī­zo­riem tikai KVM piedāvā šo funkciju, kas ir īpaši izdevīga CPU in­ten­sī­vām lie­to­jum­prog­ram­mām.

Tīkla veikt­spē­ja

Tīkla veikt­spē­jas ziņā Xen ir līderis. Lai gan abi hi­per­vī­zo­ri nodrošina pa­ra­vir­tua­li­zē­tas tīkla saskarnes, katrai KVM vir­tua­li­zē­ta­jai sistēmai ir sava tīkla ierīce. Xen gadījumā visas viesu sistēmas izmanto vienu virtuālo tīkla saskarni, kas nodrošina lielāku efek­ti­vi­tā­ti.

Kop­sa­vil­kums

Jautājums par to, kurš hi­per­vi­zors ir labāks, ir atkarīgs no jūsu prasībām. Tirgus līderis KVM ir integrēts Linux kodolā un piedāvā pilnīgas vir­tua­li­zā­ci­jas iespējas. Šie aspekti padara to būtiski vieglāk lietojamu.

Tomēr Xen pilnās pa­ra­vir­tua­li­zā­ci­jas iespējas nozīmē, ka teo­rē­tis­ki tas var no­dro­ši­nāt labāku veikt­spē­ju. Iz­vē­lo­ties hi­per­vī­zo­ru, galvenie faktori, kas jāņem vērā, ir lie­to­jum­prog­ram­mas, kuras vēlaties vir­tua­li­zēt, un jūsu pieredzes līmenis.