Открытая платформа виртуализации VirtualBox

Virt-install

Еще одна утилита, которая используется для взаимодействия с libvirt. Одно из основных преимуществ — можно не разбираться с XML-форматом, а обойтись лишь флагами, доступными в virsh-install. Второй важный момент — море примеров и информации в Сети.

Таким образом какой бы утилитой вы ни пользовались, управлять гипервизором в конечном счете будет именно libvirt, поэтому важно понимать архитектуру и принципы его работы.

Мы используем kvm в частном облаке vapourapps:

  • Движок виртуализации – OpenStack на KVM.
  • Предопределенные виртуальные серверы на основе Debian.
  • Orchestration and management web dashboard, настраиваемая панель мониторинга Horizon.

Владелец клиента или ИТ-администратор может управлять своими виртуальными серверами, пользователями, группами и отслеживать состояние используемого приложения с помощью одной панели мониторинга.

Настройки по

Для этого тестирования на тестовый стенд с ОС Windows 7 x64 была установлена ВМ Oracle VM VirtualBox, на которую был развернут образ Windows 7 x64 с тестовым пакетом приложений. В следующих материалах мы попробуем, как работают другие хост-ОС и ПО для виртуализации.

Сама виртуальная машина сконфигурирована следующим образом: включена поддержка Nested Paging, VT-x, PAE/NX, 3D- и 2D-ускорение. Для нужд ВМ выделено 24 Гб ОЗУ и 256 Мб под видеопамять.

Обзор существующих настольных платформ виртуализации

Так сложилось, что в индустрии платформ виртуализации пользователи привыкли к традиционным продуктам, которые развиваются на протяжении нескольких лет и предоставляют необходимый уровень функциональности. Однако лидер в области производства ПО для виртуализации, компания VMware, ориентируется в основном на коммерческое использование своих платформ, и хотя ее мощная платформа виртуализации VMware Workstation 6 является по множеству параметров лучшей на данный момент, у нее есть один неоспоримый минус — она не бесплатна.

Пользователи могут также загрузить с сайта бесплатный продукт VMware Player, предназначенный для «проигрывания» виртуальных машин, однако создавать их в нем нельзя. Продукт VMware Server направлен на использование в корпоративной среде для виртуализации серверов малых предприятий и тоже не подходит для домашних пользователей.

Компания Microsoft предлагает пользователям бесплатный продукт Virtual PC, который, однако, не обладает необходимым функционалом, удовлетворяющим требованиям всех категорий пользователей. Нужно также отметить, что Virtual PC доступен только для рабочих станций с операционными системами семейства Windows, что также отсекает определенный сегмент пользователей.

Компания Parallels также предлагает настольные платформы виртуализации Parallels Workstation для Windows и Linux хостов, а также Parallels Desktop для Mac OS X, которые тоже не являются бесплатными. К тому же, в связи с успешными продажами продукта Parallels Desktop, компания Parallels, кстати, принадлежащая российской компании SWsoft, несколько приостановила развитие продукта Parallels Workstation и довольно давно не выпускала его новых версий.

Таким образом, рассматривая рынок популярных настольных систем виртуализации, можно сказать, что присутствуют либо неплохие, но платные платформы, либо бесплатные, но недостаточно функциональные продукты, не отвечающие всем требованиям пользователей, а именно:

  • кроссплатформенность
  • поддержка большинства хостовых и гостевых операционных систем
  • возможность использования удобных средств управления виртуальными машинами

Стоит отметить, что сторонники решений Open Source хотели бы использовать свободную платформу виртуализации с открытым исходным кодом, какой является, например, платформа Xen.

Долгое время рынок платформ виртуализации находился в подвешенном состоянии касательно сегмента домашних пользователей: с одной стороны, производители систем виртуализации наращивали функционал и предлагали все новые средства управления, с другой конечные пользователи не хотели платить за них. В связи с этим, некоторым компаниям пришлось предоставить бесплатные системы виртуализации (например, VMware Server и Microsoft Virtual Server), которые в основном покрывали потребности корпоративных пользователей. Но вопрос об использовании виртуальных машин дома, по-прежнему, оставался открытым.

Предлагаем ознакомиться  Настройка сети в VirtualBox

В 2006 году на рынке настольных платформ виртуализации появился новый игрок. Немецкая компания InnoTek представила продукт VirtualBox для виртуализации десктопов с открытым исходным кодом, в разработке которого (за исключением некоторых компонентов) может принять участие любой желающий. VirtualBox является достойным кандидатом на то, чтобы заполнить пустующую нишу среди настольных платформ виртуализации.

По для виртуализации

В этом материале тестирование проводится с использованием Oracle VM VirtualBox.

Oracle VM VirtualBox — это бесплатная виртуальная машина (ВМ), распространяющаяся по лицензии GNU GPL 2. Она поддерживает обширный список операционных систем: Windows, OS X, Solaris и большое количество Linux-дистрибутивов (Ubuntu, Debian, openSUSE, SUSE Linux Enterprise Server, Fedora, Mandriva, Oracle Linux, Red Hat Enterprise Linux, CentOS).

Изначально ВМ разрабатывалась Innotek, которая впоследствии была куплена Sun Microsystems, а в 2020 году — Oracle. ВМ поддерживает проброс USB-устройств в гостевую ОС, обеспечивает доступ в интернет и подключение удаленного рабочего стола. Гостевые ОС могут быть как 32-битными, так и 64-битными. Система поддерживает аппаратное ускорение 2D и 3D, а также PAE/NX, VT-x, AMD-V, Nested Paging.

Эмулирует широкий спектр распространенных устройств: чипсет PIIX3 или ICH9, контроллеры IDE PIIX3,PIIX4, ICH6, аудиокарт Sound Blaster 16, AC97 или Intel HD, а также сетевых карт PCnet PCI II (Am 79 C 970 A), PCnet — Fast III (Am 79 C 973), Intel PRO /1000 MT Desktop (82540 EM), Intel PRO /1000 T Server (82543 GC)

У Oracle существует более серьезный аналог VM VirtualBox, Oracle VM Server для процессоров х86 и SPARC , базирующийся на гипервизоре Xen. Т. е., это совершенно другой продукт для другого сегмента рынка. Oracle VM Server поддерживает до 160 потоков на физическом сервере и до 128 виртуальных CPU в гостевых ОС, а максимальный объем ОЗУ — 4 ТБ, в то время как VM VirtualBox поддерживает лишь 32 виртуальных CPU для гостевой ОС и 1 ТБ ОЗУ.

Подводя итог, можно охарактеризовать VM VirtualBox как ВМ для домашнего использования и для использования в маленьких фирмах, а простота настройки (по сути установил и всё работает) не требует высокой квалификации у системного администратора (или вообще не требует выделенного системного администратора по причине простоты использования).

Преимущества и недостатки virtualbox

Рассмотрев основные возможности VirtualBox, можно сказать, что у этой платформы виртуализации определенно есть будущее, поскольку она готова занять пустующую нишу в сфере настольных систем виртуализации как мощная, производительная, удобная и, главное, бесплатная платформа. Безусловным плюсом системы является ее кроссплатформенность и поддержка со стороны сообщества Open Source.

Среди бесплатных платформ VirtualBox, определенно, одна из лучших на данный момент. При этом компания InnoTek ориентируется не только на конечных пользователей. Наличие таких функций, как RDP сервер и iSCSI initiator, говорит, что в будущем платформа может серьезно использоваться в производственной среде. Дружественный интерфейс пользователя вкупе с высокой производительностью VirtualBox сейчас имеют множество приверженцев во всем мире.

Между тем, у VirtualBox есть и некоторые проблемы: прежде всего, это проблемы со стабильностью на многих хостовых платформах и отсутствие совместимости формата виртуальных дисков с другими системами виртуализации. Также, на данный момент функциональность системы уступает коммерческим платформам (в частности, VMware Workstation 6), однако темпы развития VirtualBox говорят, что в скором времени ее функциональность значительно увеличится.

Расчет издержек виртуализации

Важно обратить внимание, что издержки виртуализации измеряются не относительно общего уровня, а в сравнении схожих аппаратных и виртуальных конфигураций.

Предлагаем ознакомиться  Расшифровка маркировки оперативной памяти

Величина издержек виртуализации для 8-ядерной ВМ будет считаться относительно Intel Xeon E3-1245 v3 с включенной технологией HT (Real w/HT), а 4-ядерной ВМ — относительно Intel Xeon E3-1245 v3 без HT (Real wo/HT). Издержки экспериментальной конфигурации 4-ядерной ВМ на 8-поточном процессоре будут считаться относительно Intel Xeon E3-1245 v3 без HT.

Также в рамках тестирования будет введен рейтинг производительности, где за 100 баллов принята производительность Intel Xeon E3-1245 v3 без HT.

Связь эмулятора виртуальных машин qemu и virtualbox

Компания InnoTek, на протяжении нескольких лет разрабатывавшая платформу VirtualBox, опиралась в своих разработках на один из старейших эмуляторов виртуальных машин QEMU. Проект VirtualBox связан с этой платформой в двух отношениях:

  • c одной стороны, при создании эмулируемых устройств компания InnoTek ориентировалась на представления виртуального оборудования в QEMU,
  • с другой стороны, InnoTek в сотрудничестве с создателями QEMU использовала механизм рекомпиляции в качестве обработчика исключительных ситуаций, когда монитор виртуальных машин (Virtual Machine Monitor) платформы VirtualBox не может корректно обработать исключительную ситуацию при выполнении кода гостевой системы в real mode.

По заявлениям разработчиков VirtualBox техники, заимствованные ими из QEMU, позволили им сэкономить значительное количество времени и повысить надежность платформы.

Тестовый стенд

Для тестирования мы взяли систему с конфигурацией, подходящей на роль как сервера, так и высокопроизводительной рабочей станции. В будущих материалах мы проверим на ней возможности виртуализации с разными хост-системами. Сегодня в качестве хоста используется Windows 7.

  • Процессор: Intel Xeon E3-1245 v3
  • Материнская плата: SuperMicro X10SAE
  • Оперативная память: 4 × Kingston DDR3 ECC PC3-12800 CL11 8 ГБ (KVR16LE11/8)
  • Жесткий диск: Seagate Constellation ES.3 1 ТБ (ST1000NM0033)
  • Операционная система: Windows 7 x64

Уникальные функции virtualbox

Помимо стандартных функций, присущих большинству настольных систем виртуализации, платформа VirtualBox обладает также набором уникальных возможностей, присущих только ей:

  • Ярко выраженная модульность системы
    Платформа VirtualBox имеет модульную архитектуру с хорошо описанными компонентами и предоставляет удобные интерфейсы доступа к виртуальным машинам, которые позволяют контролировать гостевые системы как через GUI, так и через командную строку и удаленно. К тому же, компания InnoTek предоставляет отличный Software Development Kit, и поскольку код платформы открыт, не требуется дополнительных усилий, чтобы написать расширение к системе. В данный момент ведется большая работа по портированию продукта на различные хостовые платформы и разработчикам предоставляются все необходимые инструменты и интерфейсы для доработки VirtualBox.
  • Виртуальная машина может действовать как RDP-сервер
    В отличие от других платформ виртуализации, VirtualBox может действовать как RDP-сервер и управляться любым клиентом, поддерживающим протокол RDP. Также поддерживается функция USB over RDP. Стоит отметить, что компания VMware в вышедшей недавно платформе VMware Workstation 6 также предоставляет функцию Act as RDP Server, поэтому эту функцию VirtualBox на данный момент нельзя назвать такой уникальной.
  • iSCSI initiator
    Компонент iSCSI initiator является одной из закрытых частей платформы VirtualBox. Он позволяет использовать внешние устройства по протоколу iSCSI в качестве виртуальных дисков в гостевой системе без дополнительной поддержки со стороны гостевой ОС.

Выводы

На мой взгляд (С. К.) анализировать производительность и потери производительности для отдельных групп или приложений не стоит: в мире ПО все слишком изменчиво. Но можно отметить определенные тенденции.

Вывод первый: Hyperthreading не всегда помогает даже на реальной системе — иногда его активация приводит к некоторому снижению производительности. С виртуальными системами ситуация еще сложнее: 8-ядерная ВМ зачастую проигрывает по производительности 4-ядерной. Т. е. использовать связку «4 ядра НТ на реальном процессоре» и 8-ядерная ВМ можно лишь для тех задач, где вы точно знаете, что результат такого решения будет в плюс, а не в минус.

Предлагаем ознакомиться  MD ( MKDIR )

Вывод второй: издержки при переходе на виртуальную машину зависят скорее не от типа задач, а от конкретного приложения. Более того, и эффективность использования того или иного приложения в виртуальной машине (ВМ), видимо, определяется тем, насколько его алгоритмы «ложатся» на особенности ВМ. Например, мы не можем точно определить, является ли большое падение производительности при работе с изображениями в ВМ следствием того, что этот класс задач вообще плохо «виртуализируется», или следствием того, что существующие приложения просто используют устаревшие алгоритмы, которые не оптимизируются, потому что на современных быстрых процессорах все и так хорошо работает.

Причем у меня есть серьезные подозрения, что этот тезис можно отнести ко всем приложениям, где издержки высоки — просто эти приложения плохо оптимизированы. Т. е. они и ресурсы реальных систем используют неэффективно, просто высокий уровень производительности современных процессоров позволяет не забивать себе этим голову.

В каких-то группах виртуализация дает относительно небольшие издержки — в первую очередь в глаза бросаются аудио- и видеокодирование. Как правило, речь идет о простой и стабильной нагрузке, связанной именно с вычислениями. Это подводит нас к следующему выводу.

Вывод третий: Сейчас основные проблемы у виртуальных машины начинаются тогда, когда реальная система может задействовать аппаратные оптимизации. В распоряжении реальной системы много разных технологий оптимизации: DXVA, OpenCL, QSync и других — которые позволяют снять нагрузку с центрального процессора и ускорить выполнение задачи.

В виртуальной системе Virtual Box таких возможностей нет. Впрочем, набор инструкций VT-d позволяет пробрасывать PCI-устройства в виртуальную среду. Например, я (С. К.) видел профессиональное решение НР с видеоадаптерами Nvidia Grid 2, вычислительные ресурсы которых могут виртуализироваться. В общем, ситуация зависит от самой виртуальной машины, устройств, драйверов, систем и пр. Поэтому к этому вопросу мы еще обязательно вернемся.

Наконец, пару слов стоит сказать вот о какой вещи (хотя основные выводы мы прибережем до конца всех тестирований). Стоит ли высчитывать процент падения производительности, и на его основе решать, какие задачи подлежат виртуализации, а какие нет? Например, 20-процентное падение скорости работы — это много или мало?

С. К. На мой взгляд, так ставить вопрос не стоит и вот почему.Принятие решения о том, использовать или нет виртуальные системы, лежит в области организации бизнеса, а не в области технических аспектов. А плюсы с точки зрения бизнеса могут перевесить даже 50%-ное падение производительности. Но даже если посмотреть на отдельные и вроде бы ресурсоемкие задачи, то все не так очевидно.

Например, перекодировка видеоролика или расчет трехмерной модели идет 30 минут, а на виртуальной — за 50. Казалось бы, вывод очевиден — использование реальной системы оптимальнее! Однако если сцена считается на рабочей станции пользователя, то это время он не может работать. А если ее можно сбросить на сервер и заниматься следующей (причем ее подготовка займет гарантированно больше 50 минут), то в целом эффективность работы вырастет.

С. И. С другой стороны, очень часто сервер подбирается под определенный уровень производительности в целом или в определенных приложениях, и при этом в условиях очень ограниченного бюджета. Т. е. взять вариант помощнее и подороже «про запас» не получится. В этих условиях переход на виртуальную системы (и выбор ПО с высокими издержками) может привести к тому, что в результате сервер просто не будет справляться с высокими нагрузками и с возложенными на него задачами.

На этом мы завершаем это исследование производительности виртуальной системы с ОС Windows и Oracle VM VirtualBox. В следующем материале мы рассмотрим, насколько изменится производительность Windows 7 в ВМ, если в качестве хост-ОС выступает Linux.

Оцените статью
Техничка
Adblock detector