on ESX Hyper-V

8/3/2019 on ESX Hyper-V

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Limayrac 2011-2012 CPI-2 D.Kihn 1/23

Comparaison de Vmware et Hyper-VSource :http://igm.univ-mlv.fr

1. Prsentation de la virtualisation ...................................................................................................21.1. Objectifs de la prsentation..................................................................................................3

2. Architecture de l'hyperviseur VMware vSphere..........................................................................42.1. ESX......................................................................................................................................42.2. Virtual Machine Monitor .....................................................................................................42.3. Ressource manager ..............................................................................................................52.4. Periodic Load Balancer........................................................................................................52.5. Virtual SMP .........................................................................................................................52.6. Service console ....................................................................................................................6

3. Architecture de l'hyperviseur Microsoft Hyper-v R2 ..................................................................73.1. Hyperviseur..........................................................................................................................7

3.2. Partition parente...................................................................................................................73.3. Partition enfant.....................................................................................................................74. Comparaison ................................................................................................................................9

4.1. Diffrence entre hyperviseurs..............................................................................................94.2. Bilan...................................................................................................................................10

5. Fonctionnalits de base ..............................................................................................................105.1. Comparaison des fonctionnalits de base ..........................................................................10

6. Comparaison des fonctionnalits d'quilibrage de charge.........................................................116.1. VMware DRS/HA..............................................................................................................116.2. Microsoft PRO...................................................................................................................12

7. Dplacement des machines virtuelles ........................................................................................137.1. Introduction........................................................................................................................137.2. VMware VMotion - dplacement chaud des machines virtuelles...................................137.3. Microsoft Live Migration - dplacement chaud des machines virtuelles .......................147.4. VMware Storage VMotion - changement d'espace de stockage........................................147.5. Microsoft Quick Storage Migration - changement d'espace de stockage..........................15

8. Gestion de la mmoire ...............................................................................................................178.1. Optimisation de la mmoire du ct de VMware ..............................................................178.2. Optimisation de la mmoire du ct de Microsoft.............................................................18

9. Bilan...........................................................................................................................................199.1. Fonctionnalits exclusives .................................................................................................199.2. Bilan sur les fonctionnalits prsentes .............................................................................21

10. Prix des diffrentes solutions.................................................................................................2210.1. Comparaison des prix.....................................................................................................22

11. Ressources..............................................................................................................................2311.1. Liens utiles .....................................................................................................................23


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1. Prsentation de la virtualisationLa virtualisation peut tre dcrite simplement grce au schma suivant :

En effet, le but premier est de faire fonctionner plusieurs systmes dexploitations sur le mmematriel physique.Ceci peut avoir plusieurs avantages tels que :

conomie dnergie car une seule alimentation est utilise le systme est moins dpendant du matriel : matriel gnrique

le systme est donc isol du matriel ce qui amliore la tolrance aux pannes et offre unmeilleur contrle des ressources

la machine virtuelle tant compose de fichiers, sa sauvegarde ou son dplacement sersume une copie de fichiers.


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1.1. Objectifs de la prsentationLes deux poids lourds se tentent chacun de se distinguer au travers de leur propre discourtmarketing.- Un comparatif provenant du site de VMware :

- Un comparatif provenant du site de Microsoft :

- Ou encore des citation de la sorte : Nous sommes si impressionns par les technologies de virtualisation de Microsoft que nousenvisageons de virtualiser tout ce que nous pouvons, et de supprimer VMware. De telles allgations peuvent ne pas tre objectives et fausser le choix de l'utilisateur. Chaquediteur se met en avant et prsente uniquement les dfauts de son concurrent.


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2. Architecture de l'hyperviseur VMware vSphere2.1. ESX

Ci-dessous vous est prsent un schma dtaillant l'architecture ESX ainsi qu'une explicationdtaille de chaque partie :

Nous distinguons tout d'abord le matriel physique qui sera utilis comme ressource pour lesystme de virtualisation.Il y a ensuite la partie appele "VMkernel". Ce dernier est conu pour grer et contrler lesressources physiques du matriel.Voici un bref descriptif de ce qui compose le VMkernel :

Il dispose des ordonnanceurs pour le processeur, la mmoire et les accs disques Les drivers sont gnriques et inclus dans l'hyperviseur On y trouve le VMFS (VMware File System): systme de fichier distribu et optimis pour

les gros fichiers

2.2. Virtual Machine MonitorVoici la partie concernant Virtual Mahine Monitor :

Nous allons donc noncer ci-aprs les proprits de cette partie du noyau :

La partie VMM est responsable de la virtualisation des processeurs C'est VMM qui prend le contrle de la machine virtuelle ds le dmarrage En somme, cela permet d'executer plusieurs environnements identiques sur une seule

machine


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2.3. Ressource managerVoici la partie sur le gestionnaire de ressource :

Dont figure, ci-dessous, les responsabilits au sein du VMkernel :

Il a pour charge de partitionner les ressources physiques entre les diffrentes machines Cela offre la possibilit aux administrateurs de spcifier des rservations et des limites pour

les machines virtuelles Enfin, c'est ce ressource manager qui ordonnance le temps d'accs au processeur

2.4. Periodic Load BalancerVoici la partie sur l'quilibrage de charge priodique :

La gestion du processeur est faite deux endroits.En effet, le VMkernel ordonnance les processeurs indpendamment tandis que le Periodic LoadBalancer prvaut et dcide sur quel processeur sera rellement ordonnanc la VM.Sa fonction principale est de garantir une bonne rpartition du processeur entre les machinesvirtuelles. Pour cela, il vrifie toutes les 20 millisecondes l'utilisation du processeur et migre lesmachines virtuelles en consquence pour garantir cette bonne rpartition.

2.5. Virtual SMP


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Virtual SMP (Symetric Mutli-Proccessing) permet une machine virtuelle dutiliser jusqu quatreprocesseurs physiques en mme temps.Grce cela il devient possible de virtualiser les applications gourmandes en processeur (BDD,serveurs de messagerie).Avant l'implmentation de virtual SMP, un seul processeur tait allou plusieurs machines.

2.6. Service console

Et enfin une brve description des possibilits offertes par le service console:

Il offre l'accs en ligne de commande lESX Il offre galement un accs web lESX Enfin, il permet depuis cet accs distant de manager et monitorer voire mme de crer des

machines virtuelles


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3. Architecture de l'hyperviseur Microsoft Hyper-v R23.1. Hyperviseur

Ci-dessous vous est prsent un schma dtaillant l'architecture complte de l'hyperviseur ainsiqu'une explication dtaille de chaque partie :

Commenons par la couche la plus basse appele "Designed for windows server hardware". Il fautcomprendre par l que seul le matriel support sera uniquement celui prcis explicitement parMicrosoft.Ensuite, intressons nous de plus prs l'hyperviseur. C'est donc lui qui permet de faire la relation

entre le matriel physique et le virtuel.De plus, il maintient la sparation entre partition parente et enfant dcrites par la suite.

3.2. Partition parenteCette partition est la base de l'installation, elle doit tre installe obligatoirement en Windows 2008.De plus, c'est la partition parente qui offre les services de virtualisation aux partitions enfants.La description des partitions est ralise en deux parties : le mode noyau et le mode utilisateur.Commenons par le mode noyau :

Il contient le VSP (Virtualization services provider) qui permet l'mulation du matriel et degrer les demandes d'accs ce dernier.

Les drivers natifs sont galement prsent et assurent la connectivit avec le matrielphysique

En ce qui concerne le mode utilisateur, voici une explication de deux points importants :

VM Service: cette partie concerne le management des machines virtuelles pour toutes lespartitions enfants

VM Worker Process : partie qui contient l'ensemble de la configuration des partitionsenfants

3.3. Partition enfant


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La partition enfant, contrairement la partition parente, n'est pas unique. Il y en a une par machinevirtuelle hberge et gre par la partition parente.L'application, le systme virtuel mis en place, tourne dans le mode utilisateur de la partition enfant.Pour le mode noyau, deux points sont dtailler :

Les partitions enfants nont pas un accs direct au matriel Elles utilisent donc le VSC (Virtualization service client) pour rediriger les demandes

daccs au matriel vers le VSP travers le VMBUS


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4. Comparaison4.1. Diffrence entre hyperviseurs

Voici un schma prsentant les diffrences de fonctionnement entre les hyperviseurs des deuxconcurrents :

Nous avons une comparaison entre deux types d'hyperviseurs qui ont un fonctionnement quelquepeu diffrent en particulier sur la gestion de drivers:

Le premier, dit MONOLITIC, est celui utilis par VMware. Il a la particularit de contenirson propre modle de driver

Le second, utilis donc par microsoft, est dit MICROKERNELIZED. Dans ce modle, lesdrivers sont dans le systme d'exploitation invit.


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4.2. BilanPour rsumer :

Chez Vmware, ils sont embarqus dans lhyperviseur. Lditeur sefforce donc de garantirleur parfaite compatibilit, il faut donc toujours vrifier que le serveur et les priphriques(stockage, rseau) sont certifis et valids pour Vmware.

Hyper-V est un composant du systme dexploitation Windows Server. ce titre, ilsupporte lensemble des matriels et des pilotes actuellement pris en charge par Windows.

5. Fonctionnalits de base5.1. Comparaison des fonctionnalits de base

Ci-dessous se trouve une comparaison entre Microsoft Hyper-VR2 et VMware vSphere sur lesfonctionnalits de base :

Ces informations ne sont pas trs utiles pour une comparaison. En effet, ces informations relventplutt du domaine marketing car se sont des maximas qui sont rarement utiliss concrtement. Ellesservent dmontrer l'avance technologique plus qu'autre chose.


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Un agent plac sur chaque serveur entretient un signal avec les autres serveurs du poolde ressources ; une perte du signal lance le processus de redmarrage de toutes lesmachines virtuelles affectes sur dautres serveurs.

Pour que ces mcanismes soient effectifs il faut un systme pour dplacer les machines virtuelles.Cette partie sera aborde dans la partie suivante.

6.2. Microsoft PROParlons maintenant de l'quivalent chez Microsoft appel PRO (Performance & ResourceOptimisation).Plaons-nous dans le cas ci-dessous :

Dans cette situation, un des serveurs est en surcharge et ses ressources sont utilises au maximum.La suite des actions ci-dessous vont tre dclenches:

Le module operation manager va dtecter que la limite dfinie a t atteinte, il va doncimmdiatement prvenir le gestionnaire de machine virtuelle.

Une alerte "PRO" est alors remonte sur le gestionnaire. Deux cas sont alors possible enfonction de la configuration :

o Soit le paramtrage est positionn sur une action manuelle, auquel cas une action estrecommande (dplacement de machine virtuelle en l'occurrence)

o Soit une politique automatique est mise en place, ainsi, la machine virtuelle seradplace automatiquement et positionne sur le serveur le moins charg.

Vous pouvez constater le rsultat aprs un dplacement automatique :


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La machine a bien t dplace sur le serveur le moins charg.

7. Dplacement des machines virtuelles7.1. Introduction

Vous trouverez dans cette section une explication sur la manire dont sont dplaces les machinesvirtuelles.Il y a deux possibilits :

les migrer entre deux serveurs prsents sur le mme espace de stockage les migrer entre deux espaces de stockage

7.2. VMware VMotion - dplacement chaud desmachines virtuelles

Commenons par la fonctionnalit VMotion de VMware:

VMotion est un service qui permet de transfrer une machine virtuelle lance d'un serveur ESX versun autre sans aucune interruption de service.Nous sommes, dans ce cas l, dans le mme espace de stockage partag et dans le mme cluster.Cette migration s'effectue en 3 tapes :

Premirement, l'tat de la machine est sauvegard sur un stockage rseau


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Voici le dtail de cette migration :

Premirement, c'est le home directory qui est dplaco fichiers de configuration et fichiers de log

Ensuite, on procde une copie du contenu entier du disque sur la destination Enfin, il y a une phase d'criture diffrentielle des modifications apparues lors de la

premire copie

7.5. Microsoft Quick Storage Migration - changementd'espace de stockage

De mme que pour VMware, Microsoft propose cette fonctionnalit:


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Voici le dtail de cette migration :

Premirement, un snapshot (sauvegarde de l'tat actuel de la machine dans un fichier) de lamachine est effectu

Ensuite, on procde une copie du contenu entier du disque sur la destination On exporte maintenant la machine sur le nouvel hte On copie le fichier de snapshot et les fichiers de configuration sur l'hte de destination On importe la machine sur le nouvel hte

Une copie diffrentielle est dmarre pour rcuprer le delta de donnes Enfin, la machine est redmarre sur l'hte de destination


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8. Gestion de la mmoire8.1. Optimisation de la mmoire du ct de VMware

Ci-dessous se trouve deux schmas qui prsentent les deux principales technique

Sur la gauche vous pouvez voir la technique appele "Transparent page sharing"o Cette technique permet de factoriser les fichiers communs. Par exemple, si vous

possdez 10 installations du systme d'exploitation Windows 2008, certains fichierssont identiques, ils sont donc conservs une seule fois en mmoire.

L'autre technique, sur la droite, est appele "Memory Ballooning" car cette technique reposesur le principe du ballon de baudruche

o La mmoire est alloue l'aide des trois mmes rglages que le processeur : quantitminimale souhaite, limite maximale et nombre d'units de partage.

o ESX peut forcer le systme d'exploitation invit dplacer des pages mmoire versle disque.

o Il ralise cela grce un mcanisme dit de ballooning consistant gonfler etdgonfler un ballon qui reprsente la pression exerce sur une VM pour qu'elle librede la mmoire.

o Cela permet un hte de swapper sur disque des pages de RAM non utilises au-del de la limte de rservation fixe dans ses paramtres.

o Si ce mcanisme n'est pas activ, ESX utilise un fichier d'change dans lequel ilplace arbitrairement les pages les moins accdes par le systme invit.

Il faut faire attention ne pas abuser de cette dernire technique car elle peut rapidementdgrader les performances gnrales du serveur.


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8.2. Optimisation de la mmoire du ct de MicrosoftMicrosoft n'a pas fait les mmes choix que VMware en termes d'optimisation de la mmoire. Voicile systme qu'ils proposent:

Ils proposent un systme de mmoire dynamique dont voici les trois points retenir :

Startup RAM : c'est la quantit de RAM utiliser lors du dmarrage de la machine et non laquantit de mmoire minimale !

Memory Buffer: ce "buffer" permet d'anticiper les variations de RAMo Il n'y a donc pas de perte de performance s'il y a une monte de chargeo Cela permet avant tout de prvenir le mcanisme de swap qui sont souventsynonyme de performances croules.

Memory Weight: Ce "poids" gre les priorits entre VM : Si une VM forte priorit abesoin de RAM elle en prend aux plus faibles


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9. Bilan9.1. Fonctionnalits exclusives

Bien que Microsoft ait rattrap son retard sur les principales fonctionnalits, VMware continue d'enproposer davantage.En voici quelques-unes accompagnes d'une brve explication :

La premire est appele "Fault Tolerance" soit tolrance au panne:o Fault Tolerance est un complment HA.o Contrairement a HA il ny a pas de redmarrage de la machine virtuelle.o Un clone de la machine virtuelle est cr sur un deuxime esx et excute en mme

temps le jeu dinstruction pour toujours avoir lidentique la mmoire et leprocesseur pour prendre le relais en cas de crash de lhte.

La seconde est appele "Thin provisionning" soit provisionnement fin:o Cela permet dallouer plus de ressource disque une machine virtuelle en prvision

de son volution sans pour autant avoir plus de stockage.o Cette mthode vite de retailler les partitions aprs installationo Les mcanismes du Thin Provisionning reposent sur un concept simple : plutt que

d'attribuer ou de rserver ds le dpart la capacit physique ncessaire uneapplication, au risque de se retrouver avec une partie inutilise, la capacit physiqueest alloue dynamiquement au fur et mesure des besoins rels.


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Ensuite apparait le premier module de scurit de vSphere qui est appel "vShield Zone"soit zone protge:

o vSheild est le nouveau firewall prsent sur chaque vSwitch des ESX.o Il permet de faire de la scurit au niveau de lhyperviseur. Une zone de confiance

est cre pour le vMotion et les rseaux certifis.

Enfin VMware prsente son deuxime lment de scurit qui est appele "VMsafe" soitmachine virtuelle scurise:

o VMsafe permet de faire fonctionner des outils tiers de scurit au niveau delhyperviseur.

o On peut prendre lexemple dun antivirus qui analysera les trames avant son entredans les machines virtuelles.


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9.2. Bilan sur les fonctionnalits prsentesPour rsumer tout cela :

Les diffrences sur les fonctionnalits de base ne sont pas reprsentatives Certaines fonctionnalits avances sont implmentes diffremment mais au final les grands

principes de la virtualisation sont offerts par les deux parties. Enfin, VMware, fort de sa dominance sur le monde de la virtualisation, dispose de

fonctionnalits plus abouties et plus nombreuses.

Afin de choisir, il faudra alors se tourner du ct du prix de ces deux solutions.


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10. Prix des diffrentes solutions10.1. Comparaison des prix

Ci-dessous se trouve une comparaison entre Microsoft Hyper-VR2 et VMware vSphere sur lesfonctionnalits de base :

Comme vous pouvez le constater, la diffrence de prix est consquente fonctionnalitsquivalente. Elle l'est encore davantage lorsque on augmente de gamme :

Voici donc le principal atout de Microsoft pour sa plateforme Hyper-V. En effet, la majorit desentreprises disposent de systmes Windows, il est donc plus simple est moins cher d'adopter Hyper-V pour les nouveaux projets de virtualisation.Il est donc facile d'expliquer la croissance de Microsoft Hyper-V qui est + 215% en rythmeannuel.


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Nanmoins, 80% des techniciens spcialiss dans le domaine de la virtualisation sont aujourdhuicertifis sur loffre VMware, il est donc difficile de basculer totalement vers Microsoft et VMwarereste donc leader logique du march de la virtualisation.

11. Ressources11.1. Liens utiles

Ci-dessous se trouve une liste de liens vers des sites qui m'ont aid raliser cet expos : Site de VMware

http://www.vmware.com/ Site de microsoft learning et Certifiation

http://www.microsoft.com/learning/default.mspx Microsoft TechNet

http://microsoft.com/technet Microsoft Hyper-V

http://www.microsoft.com/hyper-v-server Prsentation de VMware

http://www.petitbleuvirtu.eu/vmware/

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