Após a recente aquisição da VMware pela Broadcom, a comunidade de tecnologia tem discutido as mudanças resultantes, especialmente a transição para licenciamento baseado em assinatura. Isso levou muitas empresas e MSPs a procurar opções de hipervisores mais econômicas. Em resposta a esse interesse crescente, comparamos os principais hipervisores, apresentando-os como alternativas práticas para aqueles que consideram uma mudança ou exploram opções no mercado.
Nosso objetivo é analisar esses hipervisores em termos de seus recursos, interfaces web e capacidades de desempenho. Especificamente, estamos comparando KVM no RHEL, Proxmox, VMware ESXi 8 e Microsoft Hyper-V.
KVM no RHEL (RedHat Enterprise Linux)
KVM (Kernel-based Virtual Machine) é um hipervisor de código aberto baseado em Linux que transforma o Linux em um hipervisor tipo 1, integrando capacidades de virtualização essenciais ao kernel do Linux. Embora o KVM possa ser executado em qualquer distribuição Linux, o Red Hat Enterprise Linux (RHEL) é popular devido ao seu suporte robusto e recursos de nível empresarial.
O RHEL é uma distribuição Linux versátil que pode ser instalada com ou sem um ambiente de desktop. A interface de gerenciamento, Cockpit, é um serviço opcional que pode ser adicionado durante a instalação. Um projeto de código aberto não exclusivo do RHEL, o Cockpit permite o gerenciamento básico de instâncias e serviços Linux. No entanto, ele não foi projetado principalmente como uma ferramenta de gerenciamento de hipervisor e carece de certos recursos como o memory ballooning, uma limitação da interface de gerenciamento, não do hipervisor em si.
Para virtualização mais avançada e orquestração de contêineres, a Red Hat oferece o OpenShift, uma plataforma abrangente com uma abordagem cloud-first que também pode ser hospedada on-premises. O OpenShift fornece ferramentas robustas para gerenciar aplicações e infraestrutura conteinerizadas, incluindo recursos avançados de rede, armazenamento e segurança. No entanto, o OpenShift tem um requisito mínimo de produção de pelo menos três nós, tornando-o menos adequado para implantações menores.
Proxmox
Baseado no Debian, o Proxmox é outra implementação de KVM que está ganhando popularidade em homelabs e empresas, embora ainda não na escala do ESXi ou Hyper-V. É gratuito e de código aberto, com suporte e atualizações baseados em assinatura disponíveis.
Sua interface web é superior ao Cockpit para tarefas de virtualização, simplificando o gerenciamento de recursos e incluindo recursos avançados e opções de ajuste. O Proxmox também oferece backups avançados, snapshots e gerenciamento de firewall. No entanto, ele não corresponde totalmente à amplitude de recursos do VMware, especialmente para tarefas como configuração de vGPU, que exigem intervenção na linha de comando. Em termos de recursos, o Proxmox está no mesmo nível do KVM no RHEL, mantendo paridade com os principais hipervisores.
VMWare ESXi
O ESXi da VMware é renomado por seu conjunto abrangente de recursos. Embora funcione como um hipervisor autônomo, suas capacidades completas são desbloqueadas com o vCenter, que centraliza o gerenciamento.
Construído do zero como um hipervisor em primeiro lugar, a interface web do ESXi é a mais polida entre seus concorrentes. Ele traz quase todas as funcionalidades, incluindo gerenciamento de vGPU, para a interface baseada na web, raramente exigindo acesso ao console. Emparelhado com soluções como o VMware Horizon, o ESXi oferece uma solução VDI integrada. Suas capacidades autônomas e de cluster são ainda mais aprimoradas por serviços como vCenter, VSAN e Horizon, tornando-o uma opção robusta tudo-em-um.
Hyper-V
O Hyper-V da Microsoft estabeleceu uma forte presença, especialmente em ambientes centrados em Windows. O gerenciamento no Hyper-V é feito através do Hyper-V Manager para configurações menores ou SCVMM para ambientes maiores. A interface é amigável, especialmente para aqueles familiarizados com o Windows, e também oferece recursos como gerenciamento de vGPU diretamente da interface. O Hyper-V se destaca na virtualização baseada em Windows e se integra perfeitamente com outras soluções da Microsoft, como o Azure, facilitando atualizações e migrações para a nuvem. Embora seja uma escolha óbvia para ambientes focados em Windows, pode não ser tão adequado para outros casos de uso.
Quão Bem Eles Desempenharam?
Vamos comparar o desempenho desses hipervisores e ver como eles se comparam.
Metodologia de Teste
Nosso objetivo principal é avaliar a sobrecarga de desempenho associada a cada hipervisor, usando isso como uma métrica de comparação chave. Nossos testes se concentram em Desempenho Multithread, Largura de Banda de Memória e Desempenho de I/O de Armazenamento.
Nossos benchmarks incluem Compilação do Kernel Linux, Apache, OpenSSL, SQLite, Stream e FIO. Eles são executados pelo menos três vezes usando o Phoronix Test Suite e repetidos até que uma baixa variância nos resultados seja alcançada. Durante os testes, recursos como interfaces web ou ambientes de desktop são fechados para garantir condições ideais.
Nossa linha de base é o desempenho bare metal, e todos os números são escalados em relação a ele como uma porcentagem. Os mesmos testes são então replicados para cada hipervisor: configuramos uma VM executando Ubuntu, com cada VM alocada o conjunto completo de recursos do host. As VMs são configuradas usando configurações padrão sem otimizações adicionais.
Após algumas preocupações sobre os resultados, queríamos fornecer contexto adicional por trás de nossa metodologia de teste. Os testes foram projetados para simular a experiência de alguém novo no ambiente, como um usuário migrando de uma configuração focada em ESXi ou Hyper-V. Quando nos referimos a "padrões", queremos dizer as opções pré-selecionadas ao criar uma VM, com as únicas configurações configuradas sendo as de alocação de recursos (vCPUs, RAM e Armazenamento).
Preocupações também foram levantadas sobre por que todos os recursos foram alocados para esses testes. Existem duas razões principais para essa abordagem: comparar esses resultados com o bare metal como linha de base fornece mais contexto para o desempenho medido, e nos permite avaliar o desempenho entre nós NUMA. Em ambientes de produção, evitar saltos de nós NUMA é desafiador, tornando este aspecto essencial para incluir em nossos testes.
Sentimos que esclarecimentos adicionais eram necessários. Para abordar essas preocupações, executamos novamente todos os testes, incluindo uma configuração otimizada do Proxmox e testes adicionais com alocações de recursos de VM mais realistas.
Em nossos novos testes, o Proxmox otimizado usa "host" como tipo de CPU, habilita NUMA, usa q35 como tipo de máquina e OVMF (UEFI) como BIOS. O cache foi definido para Write Back para armazenamento (já que estamos usando um Controlador RAID) e a Emulação de SSD foi habilitada. Para todos os outros hipervisores, apenas os recursos foram alocados para a VM através de suas respectivas UIs, sem alterações nas configurações adicionais.
Configuração de Teste
Para nossos testes, estamos empregando o Dell R760.
Especificações:
- Intel Xeon Sapphire Rapids 6430
- Resultados dos Testes
- Vamos mergulhar mais fundo nos resultados individuais dos testes.
(Nota: O servidor usado nos testes originais foi atualizado para acomodar os novos processadores Emerald Rapids. Como resultado, os resultados originais não podem ser comparados diretamente com os novos resultados. Portanto, todos os testes foram reexecutados para garantir consistência e precisão.)Esses novos testes serão executados no Dell R760 com Refrigeração Líquida Direta.
Especificações:
Intel Xeon Emerald Rapids 8580
256GB DDR5
- 8 x 7.68TB Solidigm P5520 em RAID5 na Dell PERC12
- Resultados dos Testes
- Vamos mergulhar mais fundo nos resultados individuais dos testes.
O teste de Compilação do Kernel Linux, que é intensivo em CPU e mede o tempo necessário para compilar o kernel do Linux, mostrou que ESXi e Hyper-V tiveram um desempenho excepcionalmente bom, atingindo 96,79% e 96,70% do desempenho bare metal, respectivamente. KVM no RHEL atingiu 66,61%, enquanto o Proxmox padrão ficou para trás com 63,28%. No entanto, o Proxmox Otimizado marcou um respeitável 89,71% do desempenho bare metal.
No benchmark Apache, que avalia o desempenho do servidor web Apache sob altas conexões e requisições concorrentes, ESXi e Hyper-V demonstraram resultados impressionantes, com 113,64% e 129,62% do desempenho bare metal, respectivamente. KVM no RHEL atingiu 85,72%, o Proxmox padrão marcou 75,90% e o Proxmox Otimizado marcou 75,31%. Notavelmente, ESXi e Hyper-V excederam o desempenho bare metal, provavelmente devido a aceleradores de hardware em chips mais novos, sugerindo que esses hipervisores podem utilizar esses aceleradores sem configuração e ajuste manuais.
O teste OpenSSL, que mede o desempenho criptográfico da CPU, mostrou que ESXi, Hyper-V e KVM no RHEL tiveram um desempenho notável, com 101,35%, 101,27% e 101,15% do desempenho bare metal, respectivamente. O Proxmox padrão lutou com apenas 5,33%, enquanto o Proxmox Otimizado marcou 98,91%.
No teste de compressão 7-Zip, que avalia o desempenho de compressão e descompressão, ESXi e Hyper-V demonstraram forte desempenho, com 95,98% e 97,56% do desempenho bare metal, respectivamente. KVM no RHEL, Proxmox padrão e Proxmox Otimizado ficaram próximos em 85,81%, 87,17% e 87,43%, respectivamente.
O teste FIO, que mede o desempenho do subsistema de armazenamento com leitura e gravação aleatória de blocos de 4k, mostrou que ESXi atingiu 57,41% para leitura aleatória e 55,27% para gravação aleatória, enquanto Hyper-V marcou 72,95% para leitura aleatória e 85,71% para gravação aleatória. KVM no RHEL atingiu 74,60% para leitura aleatória e 85,37% para gravação aleatória. O Proxmox padrão ficou em 54,71% para leitura aleatória e 44,71% para gravação aleatória, enquanto o Proxmox Otimizado teve o melhor desempenho neste teste com 98,57% para leitura aleatória e 91,49% para gravação aleatória.
O teste SQLite, que mede o desempenho do banco de dados SQLite, mostrou que ESXi demonstrou 96,44% do desempenho bare metal. Hyper-V marcou 55,94%, enquanto KVM no RHEL atingiu 62,52%. Curiosamente, o Proxmox padrão ficou em 85,27%, com pontuação melhor que o Proxmox Otimizado, que ficou em 68,86%. A causa exata não é totalmente aparente, mas os testes foram executados duas vezes em instalações novas do hipervisor e da VM para garantir repetibilidade.
O benchmark Stream, que avalia o desempenho da largura de banda da memória, mostrou que ESXi e Hyper-V demonstraram forte desempenho, com 98,30% e 99,01% do desempenho bare metal, respectivamente. KVM no RHEL, Proxmox padrão e Proxmox Otimizado pontuaram próximos uns dos outros em 74,60%, 76,24% e 71,04%, respectivamente.
No geral, o Hyper-V emergiu como o principal performer, com uma média de 92% do desempenho bare metal. O ESXi ficou ligeiramente atrás com um desempenho médio de 89%, o Proxmox Otimizado ficou em terceiro lugar com 85%, o KVM no RHEL ficou em quarto lugar com 79%, e o Proxmox padrão ficou em último lugar com 61%.
Em um cenário de alocação de recursos de VM mais realista, os números foram normalizados para o melhor performer em cada categoria. Para o benchmark de Compilação do Kernel Linux, o ESXi pontuou melhor, com KVM no RHEL em segundo lugar com 97,90% e Proxmox Otimizado em terceiro lugar com 97,88%. O Proxmox padrão ficou em quarto lugar com 88,90%, e o Hyper-V ficou para trás com 66,05%.
Para o benchmark Apache, o ESXi mais uma vez pontuou melhor, com KVM no RHEL em segundo lugar com 76,25% e Hyper-V em terceiro lugar com 76,14%. O Proxmox Otimizado também ficou muito próximo com 75,36%, enquanto o Proxmox padrão ficou em último lugar com 61,11%.
No benchmark OpenSSL, o ESXi manteve sua posição pontuando melhor, com KVM no RHEL em segundo lugar com 96,25%, Proxmox Otimizado em terceiro lugar com 94,48%, Hyper-V obtendo apenas 48,96%, e Proxmox padrão terminando em último com 3,42%.
Para o teste de compressão 7-Zip, o ESXi continuou a pontuar melhor, com KVM no RHEL, Proxmox Otimizado e Proxmox padrão ficando muito próximos em 96,84%, 96,59% e 95,40%, respectivamente, enquanto o Hyper-V ainda ficou para trás com 64,48%.
No teste FIO, o ESXi pontuou melhor em leitura e gravação aleatória. Para leitura aleatória, o Proxmox Otimizado ficou em segundo lugar com 86,81%, Hyper-V em terceiro com 71,02%, KVM no RHEL em quarto com 68,44%, e Proxmox padrão em último com 45,05%. O teste de gravação aleatória contou uma história semelhante, com Hyper-V em segundo lugar com 73,43%, KVM no RHEL em terceiro com 70,92%, Proxmox Otimizado em quarto com 59,91%, e Proxmox padrão em último com 38,79%.
O teste SQLite foi mais interessante, com ESXi ainda pontuando melhor, Proxmox padrão em segundo lugar, e KVM no RHEL, Hyper-V e Proxmox Otimizado ficando em último com 49,23%, 43,06% e 42,61%, respectivamente.
No teste Stream, o Proxmox Otimizado pontuou melhor, com Proxmox padrão em segundo lugar com 83,56%, KVM no RHEL em terceiro com 82,47%, ESXi em quarto com 71,21%, e Hyper-V em último com 63,02%.
Conclusão
No geral, no teste de alocação de todos os recursos, no pior cenário, o Hyper-V emergiu vitorioso com uma pontuação média de 92,34% em relação ao bare metal. Foi seguido de perto pelo ESXi com 89,36%, Proxmox Otimizado com 85,16%, KVM no RHEL com 79,55%, e Proxmox padrão, que ficou em último lugar com 61,58%.
Mudando para um cenário de alocação de recursos mais realista, o ESXi assumiu a liderança novamente, dominando todos os testes, exceto o benchmark Stream, para alcançar a maior pontuação média de 96,4%. O Proxmox Otimizado ficou em segundo lugar com 81,7%. KVM no RHEL mostrou forte desempenho, apenas 0,09% atrás do Proxmox Otimizado com 79,79%. O desempenho do Hyper-V neste cenário realista foi surpreendentemente menor, ficando para trás com uma pontuação média de apenas 63,27%. O Proxmox padrão terminou novamente na parte inferior com uma pontuação de 59,69%.
Em resumo, o ESXi entregou o desempenho geral mais forte em nosso conjunto de testes. Entre as opções de código aberto, o Proxmox Otimizado demonstrou desempenho sólido, embora sua configuração padrão não otimizada deixasse muito a desejar. KVM no RHEL teve um desempenho inferior no pior cenário, mas provou ser uma alternativa competitiva quando configurado de forma otimizada. O desempenho do Hyper-V com alocação de recursos realista foi inesperado; uma investigação mais aprofundada das causas raiz seria necessária para explicar completamente esses resultados, embora isso esteja fora do escopo deste artigo.
Beijing Qianxing Jietong Technology Co., Ltd.
Sandy Yang/Diretor de Estratégia Global
WhatsApp / WeChat: +86 13426366826
E-mail: yangyd@qianxingdata.com
Website: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com
Foco de Negócios:
Distribuição de Produtos de TI/Integração de Sistemas e Serviços/Soluções de Infraestrutura
Com mais de 20 anos de experiência em distribuição de TI, fazemos parceria com as principais marcas globais para entregar produtos confiáveis e serviços profissionais.
"Usando a Tecnologia para Construir um Mundo Inteligente" Seu Provedor Confiável de Serviços de Produtos de TI!