VMware和微軟都已經(jīng)進(jìn)入服務(wù)器虛擬化領(lǐng)域多年 - VMware已有中十余的歷史，相較而言微軟是一個(gè)后來者。然而，微軟在其最新的Windows Server 2012中集成的Hyper-V，以其特性的重大演進(jìn)，和與操作系統(tǒng)相結(jié)合的成本優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)楔入VMware的腹地，在vSphere5.1之外，為用戶提供了另外一種選擇。
如同采用每一種新技術(shù)一樣，IT工作者或組織在向客戶或員工決定提供虛擬化解決方案，或者將虛擬化引入生產(chǎn)環(huán)境之前，有必要了解微軟Hyper-V和VMware vSphere兩種架構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)和差異性。
無論是選擇 VMware vSphere還是微軟Hyper-V，有許多重要的組件需要考慮，但是從架構(gòu)的角度來看，當(dāng)談到選擇合適的服務(wù)器虛擬化產(chǎn)品時(shí)，下列組件發(fā)揮了重要作用：
·設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在架構(gòu)中的位置
·控制層組件
·hypervisor(管理程序)層組件
通常情況下，有Type 2 VMM、Type 1 VMM和混合VMM三種類型的虛擬化技術(shù)架構(gòu)供虛擬化廠商參考。解釋所有三種類型的虛擬化架構(gòu)超出了本文的范疇，我們將主要聚焦于Type 1 VMM，這也是微軟Hyper-V和VMware都在采用以實(shí)現(xiàn)他們的服務(wù)器虛擬化技術(shù)的類型。
Type 1 VMM可以進(jìn)一步分為兩個(gè)小類：單片式管理程序設(shè)計(jì)(Monolithic Hypervisor Design)和微內(nèi)核式管理程序設(shè)計(jì)(Microkernelized Hypervisor Design)。這兩種設(shè)計(jì)中有三個(gè)層虛擬化產(chǎn)品的不同組成部分的操作。
最底層被稱為“硬件層”，將其虛擬化的hypervisor層直接在“硬件層”上運(yùn)行。在最上層的被稱為“控制層”。“控制層”的總體目標(biāo)是控制在該層中運(yùn)行的組件，以及提供必要的組件，支持虛擬機(jī)與虛擬機(jī)管理程序(hypervisor)層進(jìn)行通信。
注：“hypervisor層”有時(shí)也被稱為“VMM層”或“VM內(nèi)核層”。
微內(nèi)核式管理程序架構(gòu)
微內(nèi)核式管理程序設(shè)計(jì)被微軟Hyper-V所使用。這種設(shè)計(jì)不需要設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序成為hypervisor層的一部分 - 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)立運(yùn)作，并運(yùn)行在“控制層”，如下圖片所示：
微內(nèi)核式管理程序架構(gòu)
微內(nèi)核式hypervisor架構(gòu)提供了以下的優(yōu)點(diǎn)：
·設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不需要納入“hypervisor層”或者VMM內(nèi)核
·由于微軟不提供應(yīng)用程序編程接口(API)來訪問“hypervisor層”，攻擊面被減到最小。沒有人可以在 “hypervisor層”注入外部代碼。
·設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不需要被hypervisor感知，因此這種架構(gòu)支持的設(shè)備范圍非常廣泛。
·無需關(guān)閉“hypervisor層”來加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以安裝在運(yùn)行于“控制層”的操作系統(tǒng)(Windows Server 2008 R2和Windows Server 2012)中，供虛擬機(jī)使用以訪問 “硬件層”中的硬件。
·“hypervisor層”維護(hù)和管理的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開銷更少。
·微內(nèi)核式管理程序架構(gòu)的設(shè)計(jì)，允許您在“控制層”安裝任何其他的服務(wù)器角色，除了服務(wù)器虛擬化角色(Hyper-V)之外。
·更少的初始化時(shí)間。微軟hypervisor代碼大小大約僅有600 KB。因此，“hypervisor層”并不需要更多的時(shí)間來初始化組件。
與此同時(shí)，微內(nèi)核式管理程序架構(gòu)也有一些缺點(diǎn)，這是一些值得注意的重要部分：
·微內(nèi)核式管理程序架構(gòu)需要在“控制層”安裝一個(gè)操作系統(tǒng)，“hypervisor層”才可以操作。這是最大的劣勢(shì)。
·不論“控制層”運(yùn)行的操作系統(tǒng)因?yàn)楹畏N理由崩潰，所有其他的虛擬機(jī)(VM)也都將崩潰。
·在“控制層”運(yùn)行的操作系統(tǒng)需要更多的開銷，以管理虛擬機(jī)和“hypervisor層”之間的通信。
·為保證Windows操作系統(tǒng)的安全，在“控制層”運(yùn)行的操作系統(tǒng)還必須應(yīng)用由微軟發(fā)布的最新安全更新。作為安全更新的一部分，操作系統(tǒng)將被重新啟動(dòng)，這需要您所有的虛擬機(jī)離線;如果您希望沒有任何停機(jī)時(shí)間，則需要通過Hyper-V實(shí)時(shí)遷移特性的幫助，將所有虛擬機(jī)移動(dòng)到集群中的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
單片式管理程序架構(gòu)
VMware vSphere使用的是單片Hypervisor的設(shè)計(jì)，這就需要設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序能被 hypervisor感知，并被“hypervisor層”管理。下圖就是我們看到的“hypervisor層”，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是它的一部分：
單片式管理程序架構(gòu)
管理程序的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序必須開發(fā)并包含在 “hypervisor層”，然后才可以開始使用vSphere虛擬化產(chǎn)品。您不能在硬件上運(yùn)行VMware vSphere，這是不支持的。
如上圖中所示，VMware vSphere在“hypervisor層”管理其組件，包括資源調(diào)度(Resource Scheduling)，分布式文件系統(tǒng)(Distributed File System)，等等。用于部署 VMware網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧(Network Stack)組件，同樣由“hypervisor層”管理。存儲(chǔ)堆棧(Storage Stack)組件允許“控制層”組件訪問存儲(chǔ)設(shè)備。
單片式hypervisor的設(shè)計(jì)提供了以下優(yōu)點(diǎn)：
·控制虛擬化產(chǎn)品的所有組件不需要操作系統(tǒng)支持。這是最大的優(yōu)勢(shì)。
·運(yùn)行在“控制層”的組件不需要安全補(bǔ)丁。
單片式Hypervisor設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)：
·VMware vSphere不支持運(yùn)行在硬件上。不過，VMware已經(jīng)提供出了一系列的兼容硬件，VMware vSphere能夠在上面成功運(yùn)行。這份名單可以通過VMware官方網(wǎng)站獲得： http://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php。
·VMware vSphere是不安全的。由于VMware提供API來訪問“hypervisor層”，可以注入惡意代碼，這可能使得黑客獲得“hypervisor層”的控制權(quán)，從而獲得vSphere服務(wù)器上運(yùn)行的所有虛擬機(jī)的控制權(quán)。
·更多的初始化時(shí)間是必需的。在該架構(gòu)中，在VM內(nèi)核初始化所需的時(shí)間，取決于其包含的的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的大小。
·由于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序初始化作為“hypervisor層”初始化的一部分，任何損壞的外部代碼注入到“hypervisor層”，都可能延遲啟動(dòng)/初始化，或在某些情況下會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器掛起。
總結(jié)
在這篇文章中，我們討論了微軟Hyper-V和VMware vSphere彼此不同的操作。我們探討了虛擬化產(chǎn)品如何使用不同的虛擬化架構(gòu)，用于微軟Hyper-V的微內(nèi)核式管理程序架構(gòu)和用于 VMware vSphere的單片式管理程序設(shè)計(jì)。
我們的討論同樣涵蓋到了這兩種虛擬化產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，企業(yè)組織或IT管理者確定在其生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)施的最佳虛擬化產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)其價(jià)值。
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本文標(biāo)題：微軟Hyper-V和VMware vSphere架構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
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