UNIX平台与X86平台虚拟化技术比较分析
Abner Kou原创
虚拟化技术是伴随着计算机技术的产生发展而出现的，从20世纪50年代虚拟化概念的提出，到虚拟内存、Java虚拟机，直到20世纪60年IBM在其著名的System 360系统里，第一次将虚拟化平台（Hypervisor）作为一个商业套件出售。从此标志着虚拟化技术发展拉开大幕，然而由于大型机价格过于昂贵，相对廉价的X86平台技术迅猛发展，在带给我们高性价比的强大计算资源的同时，计算资源过剩问题足见凸显，因此基于X86平台虚拟化技术也就应运而生，就像我们所熟悉的VMware vSphere、Microsoft Hyper-v等，
当我们选用一种虚拟化技术的时候，首先应该选择平台，比如是基于UNIX平台的IBM PowerVM、HP的Virtual Server Environment (VSE)、Sun 的 xVM等，还是X86平台的VMware Microsoft、Citrix、IBM System x。选定平台后，我们再去对比同平台下不同虚拟化实现的优劣。由于普通用户缺乏对大型机应用领域如电信、金融和数据中心等领域的了解，导致在选择虚拟化技术的时候，常常忽略这些UNIX平台下虚拟化技术的优势，本文就UNIX平台下的IBM PowerVM与X86平台下的VMware vSphere做以简单对比分析，使用户从平台开始明确自己选择虚拟化技术依据，从而选择符合自身需求的虚拟化技术。
一、两种平台的虚拟化技术的设计基础
PowerVM 基于IBM POWER 处理器的系统，实现AIX®、IBM i 和Linux® 环境工业级虚拟化。Power Hypervisor™ 基于单一系统支持多种操作环境，并集成为系统固件的一部分。相对应的X86平台的虚拟化技术，则是在标准X86硬件架构下开发的虚拟化技术，实现与UNIX平台下虚拟化类似的功能。
两种平台虚拟化技术的设计基础不同，VMware vSphere 是只能安装在x86硬件上的第三方软件，利用硬件辅助虚拟化优化。对比之下，Power Systems 服务器采用硬件内置组件、固件和操作系统软件来部署虚拟化架构。这种集成式虚拟化架构具有显著不同的能力，并且在许多方面更加先进。
二、IBM PowerVM与VMware vSphere功能与特性比较
不同厂商所提供的虚拟化功能大同小异，对于初级虚拟化用户而言，不必在意这些功能的技术细节，而是应该关注评估虚拟化方案的投资回报率（ROI）、整体拥有成本（TCO）、业务的平滑过渡、可持续发展的绿色IT等方面。但对于较为深入的高级虚拟化用户而言，则需要深入了解不同平台下的虚拟化实现技术，充分发挥不同的平台特点。因此本文通过对IBM公司基于UNIX平台的虚拟化技术PowerVm和WMware公司X86平台的vSphere4的特性和性能比较，能给这些用户一定的参考价值。
1、单机资源虚拟化能力
| CPU虚拟化 | 内存虚拟化 | I/O虚拟化 |
PowerVM | 最多支持64个物理CPU、1000个虚拟服务器；动态逻辑分区技术（LPAR）、微分区功能（PowerVM Micro-Partitioning） | 活动内存共享（Active Memory™ Sharing）；LPAR动态分配内存 | I/O虚拟服务器功能（VIOS），VIOS支持磁盘、光学设备、通信及光纤通道适配器共享；同时支持专用I/O和VIOS；工作负载分区功能（WPAR） |
vSphere4 | 最多支持64个物理CPU、320个虚拟服务器 | 能够回收不再使用的内存、消除重复内存页或压缩内存页；设置内存保留、限制等 | 直接驱动程序模型；存储 I/O 通信量优先级划分 |
我们发现，由于PowerVm独有的逻辑分区（LPAR）使得允许每个逻辑分区可以拥有专用或共享的处理器资源。通过共享资源，PowerVM 可自动在多个运行系统之间调整处理器池资源，实现了“基于固件”分区，分区隔离度高于基于软件的虚拟化技术。基于固件的逻辑分区(或VM)减少了基于软件虚拟化可能存在的性能瓶颈，便于提高可用性和安全性，而且有助于提高线性扩展能力。而X86平台下的vSphere4为了保持对标准X86平台的兼容性，没有对CPU进行“基于固件”的逻辑划分，采取对CPU资源动态调配的方式进行虚拟化。另外PowerVm通过虚拟I/O服务为客户分区提供共享的I/O资源，具有较强的灵活性和访问效率。
2、虚拟化平台管理工具
单一的虚拟化工具并不能给企业的带来很高收益，还需要一个实现虚拟化资源统的一管理、虚拟化服务的快速交付、实现IT环境的灵活性可拓展性的统一的虚拟化管理平台。目前主流的管理平台有VMware vCenter、Microsoft的SCVMM、IBM的Systems Director VMControl。
首先我们介绍一下IBM的Systems Director VMControl，VMControl 是一个与 IBM Systems Director 和 VMControl Image Manager 结合使用的跨平台解决方案，现在可以在 POWER7 服务器上用它管理虚拟化。可以在共享的存储库中创建随时可以运行的虚拟映像；可以按照管理 LPAR 的方式创建和管理系统池（在标准版中），系统池实际上是虚拟映像的集合，可以在多台服务器上运行这些映像。可以使用一个指示板作为整体管理数据中心资源。 VMControl 可以自动执行虚拟基础设施管理、提高工作负载弹性（高可用性）和减少虚拟服务器的部署时间。VMControl 提供全企业范围的服务器、存储、网络和软件管理平台。对应的VMware vCenter同样是一款跨平台的虚拟化管理平台，支持虚拟资源管理、镜像制作分发、虚拟机动态迁移等等。我们现在重点介绍一下两者的不同
2.1、跨平台性
虽然两者都是跨平台型产品，但是VMControl不但支持自家的PowerVM、z/VM还支持VMware ESX Server、XEN Server、Hyper-V，然而VMware vCenter却不支持IBM的虚拟化产品PowerVM。
2.2、能源优化功能
Active Energy Manager 是 IBM Systems Director 的扩展，可以通过 IBM 或非 IBM（Raritan、Eaton、APC、Rittal 和 Avocent）电源分配单元（Power Distribution Unit，PDU）支持来监控 IBM 存储系统和非 IBM 平台。Active Energy Manager 可以从选定设备供应商处收集信息，包括来自 Emerson Network Power 的 Liebert SiteScan、Schneider Electric、Easton Corporation 和 Emerson Network Power。通过测量、监控和管理 IBM Systems 中内置的能源组件，实现跨平台管理解决方案。Active Energy Manager 扩展了能源管理的范围，将非 IBM 服务器和设备提供商包含在内，从而提供数据中心内能耗情况的更完整视图。
总结，从管理平台角度分析，Systems Director VMControl有着更好的兼容性，和更加丰富的功能。
三、Unix平台的PowerVM 与x86平台虚拟化性能比较
在性能比较方面我们引用IBM官方的测试数据图标，具体比较方法和结论请参见官方文档：
《A Comparison of PowerVM and VMware Virtualization Performance》2010版
综合文章的对比分析，我们可以得出POWER7和PowerVM在系统的性能和执行效率上更胜一筹，同时运行在Intel xeon 5570上，不论是单个虚拟系统还是多虚拟机环境，PowerVM性能都具有较好的线性增长能力，PowerVM 在扩展性和性能基准方面也表现极为出色。无论运行OLTP、SAP、存储，还是应用工作负载，PowerVM 虚拟化技术都创造了最高记录
四、总结
通过以上的功能与性能的分析对比，我们发现IBM凭借其独到的POWER架构和UNIX平台优势，延续了其在大型机的虚拟化方面的领先优势，同时我们也看到，各厂商的X86平台虚拟化技术实力也不容小觑，这种百家争鸣的局面必然会促进虚拟化技术的进一步发展，同时也为广大用户提供了更多更好的选择。
另一方面，IBM逐渐开始向X86平台***，推出了第五代eX5架构服务器，该服务器为广大用户提供了一个既经济节能又具有卓越性能和一贯的可靠品质的虚拟化平台，为X86平台虚拟化技术增添了一抹亮彩。
同时x86通过增强性能与RAS特性亦向高端进军。我们相信随着这种平台差异的逐渐缩小，会使我们更加关注虚拟化的应用而非虚拟化技术本质，真正实现从管理虚拟化到应用虚拟化的跨越。
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