IBM與HP小型機虛擬化技術對比_圖文

1、簡介盡管大部分 HP-UX 管理員都熟悉他們可用的虛擬化功能，但當這些專業(yè)人員需要學習另一個 UNIX® 平臺（比如 IBM Power Systems）上的虛擬化技術時，通常都會有一個困難的過渡。AIX 管理員在需要理解虛擬化和 HP-UX 時也是如此。在異構(gòu)環(huán)境中，經(jīng)常運行著不同類型的 UNIX 服務器。與此同時，許多環(huán)境正在從 HP 和 Sun 遷移到 IBM Power Systems，這需要理解簡化過渡過程所必需的關鍵概念。虛擬化也許是如今討論最多的技術，因為有了它，公司可以實現(xiàn)降低基礎設施服務器場總體擁有成本，提高其服務器和數(shù)據(jù)中心整合項目的投資回報的目標。虛擬化如何實現(xiàn)

2、這一目的？簡單來說就是通過通過共享物理 CPU、RAM 和 I/O 資源，最大化對物理資源的利用。同時，IT 經(jīng)理也在嘗試提升其資源的工作負載利用率，最大化公司硬件投資的效率。十年以前，只要企業(yè)需要新應用程序，就會購買一臺服務器來支持該應用程序。今天，通過虛擬化，我們能夠在現(xiàn)有基礎設施上迅速搭建一個環(huán)境來支持新需求。由于各家供應商的虛擬化解決方案之間差異很大，所以理解每家供應商的產(chǎn)品功能和最適用于您的環(huán)境的功能至關重要。在中端平臺上，HP 擁有 HP-VSE、vPars、nPartitions 和 Integrity 虛擬機（Integrity Virtual Machine，IVM）等技術。

3、IBM 只擁有一種解決方案：PowerVM。本文討論這些系統(tǒng)的特性和功能 它們的歷史、底層技術和最適用于您的平臺的功能。回頁首IBM 虛擬化本節(jié)首先看一下 IBM 的虛擬化歷史，然后深入剖析 PowerVM 技術。IBM 虛擬化技術的歷史與許多 PC VMWARE 發(fā)燒友所堅信的不同，虛擬化技術并不是始于 1993 年的 VMWARE。它在 40 多年前就由 IBM 開發(fā)出來了。虛擬化技術最初起源于 20 世紀 60 年代的 IBM 大型機，當時使用一種專為 System/360 Mainframe 量身訂造的操作系統(tǒng) CP-40。在 1967 年，第一個管理程序（hypervisor）誕生，

4、IBM 管理程序的第二版（CP-67）于 1968 年被開發(fā)出來，它支持跨虛擬機共享內(nèi)存，為每個用戶提供單獨的內(nèi)存空間。管理程序是一類軟件，它允許多個操作系統(tǒng)共享一臺硬件主機。這個版本被用于整合物理硬件和更迅速地部署環(huán)境（比如開發(fā)環(huán)境）。在 20 世紀 70 年代，IBM 一直在改進他們的技術，支持 MVS 與其他操作系統(tǒng)（比如 UNIX）在 VM/370 上一起運行。在 1997 年，同樣是在大型機上創(chuàng)建虛擬化技術的這些人在 IBM 中端平臺上創(chuàng)建了一個管理程序。IBM 管理程序所基于的一個關鍵元素在于，虛擬化是系統(tǒng)固件本身的一部分的事實，這與其他基于管理程序的解決方案不同。這是因為 OS、

5、硬件和管理程序之間集成非常緊密，管理程序是介于 OS 與提供虛擬化功能的硬件之間的系統(tǒng)軟件。在 2001 年，經(jīng)過 4 年的設計和開發(fā)，IBM 發(fā)布了一款面向中端 UNIX 系統(tǒng)的管理程序，該管理程序支持全局分區(qū)。2004 年發(fā)布了高級 Power 虛擬化技術（Advanced Power Virtualization，APV），它是 IBM 第一款真正的虛擬化解決方案，支持共享資源。它在 2008 年被重新命名為 PowerVM。 PowerVM上面已經(jīng)提到，IBM 在其中端系統(tǒng)上擁有一種稱為 PowerVM 的虛擬化類型，以前稱為高級 Power 虛擬化。IBM 使用一種 type-1 虛

6、擬化來實現(xiàn)邏輯分區(qū)和虛擬化，這在某些方面類似于 Sun Microsystems 的 LDOMs 和 VMWARE 的 ESX 服務器。type-1 管理程序直接在主機硬件上運行，用作一個硬件控件和來賓操作系統(tǒng)，它由 IBM 最初的經(jīng)典管理程序 vp/cms 演化而來。一般而言，與其他類型的管理程序相比，它們更加高效，與硬件集成得更加緊密，具有更高的性能，而且更加可靠。圖 1 演示了不同類型的分區(qū)和基于管理程序的虛擬化解決方案之間的一些基本差異。IBM LPARs 和 HP vPars 屬于第一個示例 硬件分區(qū)（通過它們的邏輯分區(qū)產(chǎn)品完成），而 HP 仍然通過 nPars 提供物理分區(qū)。圖 1

7、. 服務器虛擬化方法IBM 的解決方案（有時稱為 para-virtualization）將管理程序嵌入到硬件平臺中。此解決方案的一個基本特點是路線圖、戰(zhàn)略和管理程序都集成到一個平臺上：IBM Power Systems。由于這種明確的關注點，IBM 能夠不斷增強和創(chuàng)新，無需嘗試混合和匹配許多針對不同硬件類型的不同分區(qū)和虛擬化模型。而且，可以將它們的虛擬化集成到固件中，而 HP 無法或者未選擇這么做。PowerVM 的特性和功能PowerVM 包含以下特性： VIO 服務器 這些服務器負責向使用它們的客戶端提供 I/O 服務。它們物理適配器供一個或多個 VIO 客戶端分區(qū)共享。這有助于消除對專

8、用網(wǎng)絡和/或 I/O 的需求，從而減少了成本。IBM 的實現(xiàn)方法使用了共享以太網(wǎng)和虛擬 SCSI 來支持共享網(wǎng)絡和磁盤 I/O。 微分區(qū)和共享處理器邏輯分區(qū)（Shared Processor Logical Partitioning，SLPAR） 這允許客戶端將它的 CPU 資源分一部分給虛擬分區(qū)，并且最高支持一個 CPU 的 1/10 的資源。虛擬服務器可以在任何物理服務器上運行，因為物理處理器是完全共享的。也可以通過使用一種稱為未封頂分區(qū)的特性來擴大 CPU 數(shù)量和它們的授權容量（Entitled Capacity，EC），授權容量在創(chuàng)建 CPU 的配置文件時配置。這是一項重要特性，因為允

9、許系統(tǒng)在突發(fā)的 CPU 密集時期（從共享一個處理器池的其他邏輯分區(qū)）使用未使用的 CPU 資源，這些資源在其他時間是空閑的，這樣，能夠夠以一種動態(tài)方式簡化工作負載管理。 動態(tài)分區(qū)遷移（Live Partition Mobility） 此特性是在 IBM 的 POWER6® 架構(gòu)中引入的，支持將正在運行的 LPAR（可以是 AIX 或 Linux®）從一個物理服務器移動到另一個服務器。 共享專用容量 這允許專用處理器分區(qū)將空閑 CPU 周期捐獻出來，以便在空閑處理器池中使用。 多個處理器池 這允許在分配給共享池的分區(qū)之間均衡處理能力，從而提高吞吐量。 Lx86 這項技術支持運

10、行直接在 Linux 分區(qū)上運行沒有專門移植到 Power Architecture 的 x86 Linux 應用程序，無需執(zhí)行必要的重新編譯操作。 工作負載分區(qū)（WPAR） 盡管 AIX V6.1 中不只 PowerVM 一項特性，但 WPAR 是一個重要的虛擬化元素，因為它允許更細粒度的工作負載。類似于 Solaris 容器/專區(qū)，它提供了將邏輯分區(qū)拆分為工作負載的能力。每個工作負載都具有自己的包含環(huán)境，但沒有自己的內(nèi)核。經(jīng)過配置的 WPAR 是 LPAR 的一部分，它減少了需要維護的 AIX 映像的數(shù)量。WPAR 在 AIX 實例中共享系統(tǒng)資源：目錄、CPU、RAM 和 I/O。 最新的

11、創(chuàng)新包括活動內(nèi)存共享（Active Memory Sharing），它支持在運行分區(qū)之間交換內(nèi)存。這進一步優(yōu)化了物理資源的利用，比如在共享處理器邏輯分區(qū)之間共享 CPU。它支持在邏輯分區(qū)之間共享物理內(nèi)存池。一個重要的優(yōu)勢在于，它能夠配置具有較少物理內(nèi)存的系統(tǒng)。當系統(tǒng)需要更多物理內(nèi)存時，可以對它進行配置來從共享池抓取內(nèi)存。基本而言，這將內(nèi)存從空閑 LPAR 動態(tài)轉(zhuǎn)移到活動 LPAR。此特性已在 AIX V6.1 和 SLES 11 上提供。還必須為使用活動內(nèi)存共享的分區(qū)部署一臺 VIO 服務器，并且所有 I/O 訪問都需要使用這些分區(qū)虛擬化。還有其他兩項創(chuàng)新： N_Port ID 虛擬化（N_P

12、ort ID Virtualization，NPIV）支持從多個客戶端 LPAR 直接訪問光纖通道適配器，這簡化了光纖通道 SAN 環(huán)境的管理。該適配器實際上由 VIO LPAR 所有。 客戶端 LPAR 的 VIO 虛擬磁帶驅(qū)動器支持是另一個新創(chuàng)新，該特性允許客戶端 LPAR 訪問 SAS 磁帶資源。這能夠減少備份系統(tǒng)所需的磁帶量。它還能夠減少將磁帶驅(qū)動器附加到不同 LPAR 的麻煩。SAS 磁帶適配器由 VIO 服務器分區(qū)所有，類似于 NPIV。 PowerVM 也包含 3 個版本：Express、Standard 和 Enterprise。每個版本都包含各種特性。例如，如果在企業(yè)環(huán)境中運

13、行，可以利用活動分區(qū)移動性，該特性僅在 Enterprise 版本中提供。參見 參考資料 獲得更多詳細信息?；仨撌譎P 的虛擬化本節(jié)討論 HP 的虛擬服務器環(huán)境（virtual Server Environment，VSE）以及虛擬 vPar、nPartition 和 Integrity 虛擬機（IVM）。HP 虛擬化技術的歷史盡管 HP-UX 已有 25 年歷史，但 HP 的分區(qū)功能本身卻始于 nPartition 的誕生。nPartition 基于硬件分區(qū)，于 2000 年首次發(fā)布。從某種程度上而言，這類似于 IBM 邏輯分區(qū)。在 2001 年 8 月，HP 發(fā)布了 HP-UX Virtu

14、al Partitions (VPARs，這是一個獨立的操作系統(tǒng)實例，在 nPartition 或物理服務器上運行。這些分區(qū)具有一些虛擬化元素，但是它們不支持在分區(qū)本身之間共享資源，也不支持在分區(qū)之間動態(tài)分配 CPU 資源。相比而言，它們更類似于邏輯分區(qū)，因為每個虛擬分區(qū)都分配有自己的資源。每個分區(qū)都可以在不同的操作系統(tǒng)版本和服務包級別上運行，也可以在不影響其他分區(qū)的情況下重啟。這提供了更高的計算機利用率和操作系統(tǒng)隔離，但是它實際上更像一種分區(qū)技術，而不像一種虛擬化解決方案。無法共享資源，因為沒有虛擬化層來在 OS 與硬件之間管理資源。真正的虛擬化是在 2005 年的 Integrity 虛擬

15、機中引入的，這種技術支持分區(qū)擁有操作系統(tǒng)的完整副本和共享資源。HP 虛擬化戰(zhàn)略HP 擁有許多不同的分區(qū)和虛擬化戰(zhàn)略。它們的產(chǎn)品組合包括 nPartition、vParititon 和 Integrity 虛擬機（IVM）。IVM 的支持虛擬化的管理程序基于一種 Type-2 技術，類似于 Microsoft® 虛擬服務器、用戶模式 Linux 和較早的 VMWARE GSX。這些管理程序是在 OS 內(nèi)部運行的軟件應用程序。管理程序是一個獨立的軟件層，具有在硬件上的另外一層上運行的來賓 OS。HP 在其 Integrity 機器上使用了這種技術，它可以運行 HP-UX、Linux、Wi

16、ndows 和 OpenVMS。有趣的是，無法在 Integrity VM 主機上運行普通的 HP-UX 應用程序，因為 VM 需要實現(xiàn)其自己的內(nèi)存管理。這就是為什么許多 HP-UX 實現(xiàn)僅使用 vPar 和 nPar 技術（而不是 IVM）來進行資源分區(qū)以及 I/O 與處理隔離。HP 虛擬化特性和功能虛擬服務器環(huán)境 (VSE 是 HP 的整體虛擬化解決方案的前端。它具有管理和工作負載管理功能。該工作負載管理工具支持利用空閑容量。該工具的使用需要付費，類似于 IBM 的 Capacity on Demand。它還附帶了一個名為 HP Global Workload Manager (gWLM

17、的產(chǎn)品，該產(chǎn)品提供了能夠自動調(diào)整工作負載來提高服務器利用率的智能策略引擎。與此產(chǎn)品協(xié)同工作的是 HP 的 Capacity Advisor，它幫助模擬各種工作負載場景。這在許多方面類似于 IBM 的 System Workload Estimator (WLE，它還附帶了 System Planning Tool (SPT。VSE 支持許多分區(qū)類型，包括硬分區(qū)和軟分區(qū)。也可以使用 Integrity 虛擬機和資源分區(qū)。 Integrity 虛擬機 這是 HP 的旗艦虛擬化產(chǎn)品，它在某些方面類似于 PowerVM。它的工作原理是，在完全隔離的環(huán)境中，在邏輯分區(qū)或物理分區(qū)上有一些獨立的來賓實例，這

18、些實例具有不同的操作系統(tǒng)版本和用戶。該技術最初于 2005 年引入，支持分區(qū)擁有操作系統(tǒng)的完整副本。虛擬機可以共享資源，并且能夠細粒度地控制 CPU 和 I/O 設備共享。從某種程度上講，這種細粒度控制實際上優(yōu)于 PowerVM，因為一個分區(qū)可以擁有最小 1/20 的 CPU 資源，而 PowerVM 只允許擁有最小 1/10 的 CPU 資源。 nPartition 這是一種硬分區(qū)，不是一個虛擬化環(huán)境。它支持在其他人在線的情況下操作分區(qū)，類似于 IBM 的邏輯分區(qū)。 vPar 這類似于邏輯分區(qū)，支持在相同的 nPartition 或服務器上使用獨立的操作系統(tǒng)實例。而且，它支持在工作負載需求發(fā)

19、生變化時，在分區(qū)之間動態(tài)移動 CPU 或內(nèi)存資源。它還支持在相同物理硬件上運行多個 HP-UX 副本。 資源分區(qū)（Resource Partition） 這些分區(qū)從 HP Process 資源管理器創(chuàng)建，支持在單一操作系統(tǒng)內(nèi)為特定應用程序分配資源。這也是一個資源管理工具，支持管理 CPU、內(nèi)存和磁盤帶寬。它支持分配極少的 CPU 資源，甚至支持按用戶組分配 CPU 資源。這在許多方面類似于 Solaris 容器或 AIX WPAR，因為它支持在一個 HP-UX 副本中擁有多個應用程序。此特性自 HP-UX 9.0 開始就已經(jīng)可用。 VSE 4.1 版（于 2009 年 1 月發(fā)布）支持通過邏輯

20、服務器功能，將虛擬化擴展到物理服務器。它支持將服務器配置文件從一個物理服務器移動到另一個，從而實現(xiàn)邏輯服務器移動。HP 虛擬化管理器、HP Capacity Advisor 和虛擬機遷移（針對 IVM）支持在中斷服務的情況下將正在運行的 VM 及其應用程序移動到不同的 VM 主機?；仨撌譏BM 和 HP 虛擬化比較現(xiàn)在您已經(jīng)了解 IBM 和 HP 虛擬化實現(xiàn)的各方面細節(jié)，讓我們逐項比較一下。下表展示了 HP 與 IBM 虛擬化之間的一些基本差異。 Integrity 虛擬機 (IVM 限制。不足在于可伸縮性。使用 HP 的虛擬機，每個分區(qū)只能使用 4 個邏輯 CPU 以及 64 GB 的 RA

21、M。添加處理器或內(nèi)存還需要重新啟動虛擬機。也不支持 uncap 分區(qū)或共享處理器池等特性。最后需要注意，HP PA RISC 服務器不受支持，僅支持 Integrity 服務器。虛擬存儲適配器也無法移動，除非關閉虛擬機。無法將處理資源專用于單個分區(qū)。 nPar 限制。當將單元從一個分區(qū)移動到另一個分區(qū)時，需要重啟系統(tǒng)。需要注意，盡管 nPartition 支持 HP-UX、Windows、VMS 和 Linux，但它們只能在 Itanium 處理器上實現(xiàn)這類支持，在 HP9000 PA Risc 架構(gòu)上不行。分區(qū)可伸縮性還依賴于在 nPartition 中運行的 OS。另一個不足在于，入門級服

22、務器不支持這項技術，僅高端和中端服務器支持。它們也不支持在不重啟的情況下在分區(qū)之間移動資源。它們還不支持核心共享。 vPar 限制。 vPar 不支持共享核心，因為沒有虛擬化層來管理硬件與操作系統(tǒng)之間的接口。這是性能開銷受限的一個原因，HP 計劃在不說明其明確限制的情況下發(fā)布該特性。可伸縮性也被限制為在其上創(chuàng)建 vPar 的 nPartition，最高限制為 8 芯電池。工作負載支持也有限，無法添加或刪除資源。最后，vPar 不支持在分區(qū)之間共享資源。無法在分區(qū)之間動態(tài)分配處理資源。 內(nèi)存共享。HP 和 SUN 都沒有任何類似于 PowerVM 的活動內(nèi)存共享 (AMS 的功能。 表 1 比較

23、了 HP 的 vPar 和 IVM 與 PowerVM。表 1. 比較 IBM 的 PowerVM 與 HP vPar 和 IVM功能IBMHPHP解決方案PowerVM、IBM PowervPars、HP 9000、IntegrityIVM、僅 HP Integrity支持的 OSAIX、Linux、i5/OSHP-UXHP-UX 11i、Windows Server 2003、Linux安全性/故障隔離管理程序（硬件/固件）沒有硬件措施沒有硬件措施粒度控制（每個分區(qū)的最小 CPU 使用量）1/1011/20可伸縮性（每個分區(qū)的最大 CPU 使用量）6464-1284CPU 容量共享是否是I

24、/O 共享是否是專用 I/O是是否（必須虛擬化所有 I/O）分區(qū)遷移動態(tài) (POWER6否手動CoD 集成保留 CoD是（集成的實用工具定價）是（gWLM 添加了臨時即時容量）許可額外付費（每個活動 CPU）P5-59x 標準額外付費（每個活動 CPU）額外付費（每個活動 CPU）當比較 PowerVM 與 HP Integrity 機器的業(yè)務優(yōu)勢時，兩者之間的差異就會變得更加明朗。PowerVM 擴展性更好，具有動態(tài)的邏輯分區(qū)、安全性/故障隔離，支持專用 I/O 動態(tài)處理器共享，以及活動分區(qū)移動性。表列出了一些優(yōu)勢。表 2. 虛擬化：PowerVM 與 HP IVM 比較虛擬化功能Power

25、VMHP IVM業(yè)務優(yōu)勢可伸縮性64 個 CPU 和 2TB RAM4 個 CPU 和 64 GB RAM提高利用率和總體擁有成本動態(tài)邏輯分區(qū) (DLPAR是需要重新啟動改善了可用性和靈活性安全性隔離CAPP/EAL無增強的安全性支持專用 I/O是否為一些工作負載提供更高性能動態(tài)處理器共享是否更加靈活活動分區(qū)移動性是否增強的可用性回頁首結(jié)束語HP 在廣告宣傳中似乎在炫耀他們就擁有最先進的虛擬化產(chǎn)品組合。盡管他們可能擁有更多產(chǎn)品，但許多產(chǎn)品彼此之間都不兼容，甚至不能一起使用，這些產(chǎn)品的功能比 PowerVM 更少。硬件本身也很重要，因為 HP 的未來建立在 Itanium 之上，后者的性能遠低于

26、 Power。HP 真正擁有的一個優(yōu)勢是，它能夠運行 Windows，但是它提供的平臺非常昂貴，盡管能夠運行和整合基于 Windows 的應用程序，但并沒有帶來實際價值。IBM 的虛擬化歷史是任何供應商都無法比擬的。IBM 擁有一種明確的解決方案和虛擬化戰(zhàn)略 PowerVM，而不是 6 種分區(qū)和虛擬化元素。更重要的是，從特性/功能的角度來看，IBM 明顯走在虛擬化技術和創(chuàng)新的前沿。它們的虛擬化系統(tǒng)擴展性能更好，設計中融入了更加智慧的技術（type-1 管理程序），具有更多特性，能夠在更快和更可靠的硬件上運行。參考資料 IBM PowerVM：了解不同的 IBM PowerVM 版本。 Powe

27、rVM Virtualization on IBM System p: Introduction and Configuration Fourth Edition：閱讀此紅皮書，大體了解 IBM System p 服務器上的 PowerVM 虛擬化技術。 Amit Singh 編寫的 “An Introduction to Virtualization” 很好地介紹了虛擬化和可用的各種實現(xiàn)。除了 Linux，本文還介紹了其他操作系統(tǒng)虛擬化（Windows、Solaris）和其他虛擬化方式（比如網(wǎng)絡堆棧虛擬化）。 AIX 6 工作負載分區(qū)和動態(tài)應用程序遷移：本白皮書介紹了 WPAR 概念，提供了

28、詳細的信息來展示了 WPAR 的易用性，其中的許多步驟恰到好處地概述了活動應用程序移動性（Live Application Mobility）功能。 AIX 6.1 中的工作負載分區(qū) (WPAR：本文展示了如何和何時應該使用 WPAR，以及如何創(chuàng)建、配置和管理工作負載分區(qū)。 IBM 紅皮書：查閱先進的工作負載管理文章，了解使用 AIX 6 中的工作負載分區(qū)（WPAR）的詳細信息。 AIX and UNIX 專區(qū)：developerWorks 的“AIX and UNIX 專區(qū)”提供了大量與 AIX 系統(tǒng)管理的所有方面相關的信息，您可以利用它們來擴展自己的 UNIX 技能。 AIX and UNIX 新手入門：訪問“AIX and UNIX 新手入門”頁面可了解更多關于 AIX 和 UNIX 的內(nèi)容。 AIX and UNIX 專題匯總：AIX and UNIX 專區(qū)已經(jīng)為您推出了很多的技術專題，為您總結(jié)了很多熱門的知識點。我們在后面還會繼續(xù)推出很多相關的熱門專題給您，為了方便您的訪問，我們在這里為您把本專區(qū)的所有專題進行匯總，讓您更方便的找到您需要的內(nèi)容。 AIX Wiki：一個包含與 AIX 相關的信息的協(xié)作式環(huán)境。 閱讀 IBM 白皮書 使用 AIX 并發(fā) I/O 改善數(shù)據(jù)庫性能。 了解