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云計算戰(zhàn)爭：OpenStack vs. VMware

來源：程序員人生發(fā)布時間：2014-09-25 06:49:31 閱讀次數(shù)：2103次

【編者按】在云計算生態(tài)系統(tǒng)中，有兩種類型的用戶需要使用云計算資源：傳統(tǒng)型（Traditional IT applications）和在互聯(lián)網(wǎng)大潮下逐漸崛起云計算應用型（Cloud-aware applications）。國外廣為流傳的一個比喻是：在傳統(tǒng)服務模式下，可以想象服務器就是IT的寵物（Pets），給他們?nèi)∶郑膿狃B(yǎng)長大，當他們生病了，你得修復他們；在新形態(tài)的應用服務模型中，虛擬機被看做是農(nóng)場中的公牛（Cattle），名字通常都是編號，當他們生病了，你就殺掉他，用一頭新牛代替。VMWare和OpenStack的云計算Vision、功能、特點對比正是這個戰(zhàn)爭或者說趨勢的一個生動寫照。未來的應用架構應該像對待農(nóng)場中的公牛一樣：VMware的“保養(yǎng)”、保護虛擬機的各種功能較比云計算型應用模式可能會逐漸變得越來越不那么重要。本文在國外廣泛流傳，熱議不斷，中國社區(qū)意譯分享給大家，歡迎積極討論。以下為原文：

在Cloud領域，我們討論最多的就是VMware與OpenStack的對比。事實上，這也是那些想使用OpenStack的人們熱議的話題。我已經(jīng)在SF Bay OpenStack會議中多次針對這個話題做了討論，會議中很多朋友都希望我把這些討論寫下來。為了讓讀者能夠更好地了解本文的內(nèi)容，我決定通過兩大云計算產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心應用的關鍵點對比的方式去完成本文的內(nèi)容，內(nèi)容可能包括：開放與非開放的軟件系統(tǒng)，企業(yè)級傳統(tǒng)應用與云計算應用，自由軟件與授權軟件，通過嚴格功能測試的產(chǎn)品與開放性功能的產(chǎn)品等。

本文中內(nèi)容具體包括以下幾個部分：設計、功能集、客戶用例和價值，每點都以十分來評價，最終我們將以總分來決定贏家。

第一回合：設計

VMware軟件套件是自底向上的架構，下端邊界為虛擬機管理器。像VMware的vSphere和vCloud director產(chǎn)品都是依賴于免費的ESX(i) 虛擬機管理器， ESX(i)虛擬機管理器為他們提供了非常優(yōu)秀的部署架構。本身VMware的軟件套件也是經(jīng)過全面測試過的，并且都有單一部署框架。總的來說，VMware的產(chǎn)品由于其架構的健壯性，很多高規(guī)格用戶在多數(shù)據(jù)中心規(guī)模的環(huán)境中都有使用。換句話說，VMware的軟件系統(tǒng)是封閉的，并且軟件的發(fā)展路線是完全遵循VMware自己的發(fā)展目標，用戶或消費者在此方面沒有任何控制權。

OpenStack作為一個開源系統(tǒng)，沒有任何一家單獨的公司在控制OpenStack的發(fā)展路線。本身OpenStack是年輕的，還不滿三周歲，但是他卻具有巨大的市場動力，與此同時，很多大公司都在支持OpenStack發(fā)展(詳見：OpenStack支持者)。有了如此多公司的資源投入，OpenStack的發(fā)展是多元化的。然而這也帶來了問題，就是OpenStack部署和架構的實施和維護成本較比VMware有了陡然提高，與此同時，由于相對快速的版本更新速度，技術支持文檔不能跟上產(chǎn)品的腳步。

VMware在設計方面稍占優(yōu)勢，這源于它優(yōu)秀的文檔資料以及便捷易用的部署和管理接口。OpenStack在這個方面也在緊追不舍，并且在硬件和虛擬機管理層其保持了它自身的靈活性，更是提供了多廠商支持。

第二回合：功能

VMware vMotion

vMotion是vSphere DRS、DPM和主機維護三大功能的合集。其中虛擬機動態(tài)遷移允許將一臺虛擬機在零關機的情況下由一臺宿主機遷移到另一臺上，這原本是需要共享存儲的支持的，但在vSphere 5.1中，VMware已經(jīng)不需要通過共享存儲實現(xiàn)動態(tài)遷移了。當一臺虛擬機由一個宿主機遷移到另一個上時，虛擬機的內(nèi)存狀態(tài)和數(shù)據(jù)都要同步遷移過去。如果是共享存儲的情況，實際上數(shù)據(jù)是不需要進行遷移的，只需要變化指向數(shù)據(jù)存儲的鏈接而已。這在加速了遷移速度的同時也減少了在復制過程中網(wǎng)絡的負載。

OpenStack 動態(tài)遷移

KVM動態(tài)遷移允許一個虛擬機由一個虛擬機管理器遷移到另一個，說的詳細一點，你可以來來回回將一臺虛擬機在AMD架構主機與Intel架構主機上進行遷移，但是需要注意的是，64位的虛擬主機只能被遷移到64位的宿主機上，但是32位的則有32位和64位兩種選擇。在動態(tài)遷移過程中，不能再對虛擬機進行操作，但是虛擬機內(nèi)的用戶還是可以在虛擬機內(nèi)部繼續(xù)進行工作的。KVM主要還是依賴于共享存儲，某種程度上，這相對來說是需要一些資金投入的。

動態(tài)遷移需求：

虛擬機存儲需要放在分布式文件系統(tǒng)之上，如NFS或在GlusterFS
Libvirt必須要開啟listen flag
每一個計算節(jié)點（虛擬機管理器）都必須在同一個網(wǎng)絡/子網(wǎng)當中
計算節(jié)點間的認證必須提前完成配置
DFS的掛載節(jié)點在每一個計算節(jié)點必須保持一致

OpenStack塊存儲遷移

在OpenStack當中，KVM支持塊存儲遷移，這也就是說虛擬機遷移不是必須需要共享存儲的支持的。在塊遷移的場景下，虛擬機的內(nèi)存狀態(tài)與數(shù)據(jù)都將被遷移，但是遷移操作也需要消耗兩端的 CPU資源并且操作花費時間較比共享存儲來說要長一些。在某些用戶場景當中，如果我們比較關注于主機的可維護性，并且不想花費過多經(jīng)費，那么應用塊存儲遷移將是好的解決方案。同時，如果在沒有共享存儲的環(huán)境中，我們想對計算節(jié)點進行內(nèi)核維護、安全升級，那么保證虛擬機服務不被打斷，塊存儲遷移也是理想選擇。

用戶場景：

用戶沒有分布式文件系統(tǒng)，可能是由于企業(yè)的資金支持或者網(wǎng)絡延遲，但是卻想實現(xiàn)虛擬機的高可用性。

VMware DRS 和 DPM

基于vMotion，DRS可以動態(tài)監(jiān)控虛機機及宿主機的當前使用狀況，并且為宿主機的負載均衡提供支持。

用戶場景：

部署階段：可以對監(jiān)控虛擬機執(zhí)行自定義自動化腳本
監(jiān)控階段：DRS可以在ESX(i)主機上分布式部署虛擬機，并且持續(xù)監(jiān)控活躍虛擬機和可用資源，以動態(tài)遷移虛擬機來實現(xiàn)資源利用率最大化

基于vMotion， DPM將虛擬機從低負載宿主機遷移掉，并且關閉以達到減少電能損耗。當負載增長，DPM將宿主機重啟，并且部署新的虛擬機以滿足負載需要。

OpenStack 調(diào)度器

OpenStack包含了對于compute和volume的調(diào)度器，通過一系列的管理員設定的規(guī)則參數(shù)和過濾器，OpenStack調(diào)度器將虛擬機部署到合適的宿主機上。在過濾器方面，調(diào)度器是非常靈活的，用戶可以自己完成JSON格式的過濾器，并且過濾器還包含很多預定義的過濾器。雖然OpenStack調(diào)度器非常靈活，但是還是不能完全替代DRS，原因如下：

調(diào)度器用于選擇哪個宿主機進行虛擬機部署的靜態(tài)參考數(shù)據(jù)來源于Nova的數(shù)據(jù)庫。換句話說，就是發(fā)現(xiàn)宿主機已經(jīng)有了4臺虛擬機了，那么我們需要選擇一個新的宿主機去部署下一臺虛擬機。
調(diào)度器只能在虛擬機部署階段影響部署的位置，一旦部署完成，虛擬機運行后則無法挪動虛擬機了。如果需要基于動態(tài)數(shù)據(jù)進行調(diào)度，那么調(diào)度器需要與外部監(jiān)控解決方案如Nagios合作。總而言之，目前OpenStack調(diào)度器將只會對部署虛擬機環(huán)節(jié)有影響。

VMware High Availability（高可用）

在vSphere中，虛擬機級別的高可用性是允許在虛擬機或者ESX(i)主機出錯時，在不同宿主機部署相同的虛擬機。這里不要和容錯(FT)機制混淆，高可用的意義在于當有一些東西出錯了，可以在一定時間內(nèi)自我修復。高可用是在硬件出問題的時候保證虛擬機的正常個工作，如果真的出錯了，那么只能在不同的ESX(i)主機上啟動虛擬機，這也可能造成服務的中斷。

OpenStack High Availability（高可用）

目前并沒有官方聲明OpenStack支持虛擬機級別的高可用性，這個特性在Folsom版本被提出，但是后續(xù)又被放棄了。目前OpenStack有一個孵化項目Evacuate, 其作用是為OpenStack提供虛擬機級別高可用支持。

VMware Fault Tolerance（容錯）

VMware容錯機制是通過監(jiān)控虛擬機的狀態(tài)和所有變化，將這些變化同步到第二臺備份ESX(i) 服務器之上。容錯的概念在于無論是主還是從宿主機出現(xiàn)問題，只要一方能正常工作，那么宿主機上的虛擬機都保持正常工作。拋開營銷中的噱頭，這種機制還是無法解決虛擬機中的應用程序崩潰，因為一旦一方崩潰，則這個變化也會同步到從節(jié)點，當你停止虛擬機的服務去修復它，從節(jié)點也會同樣停止服務。所以這個機制只能保證單點失效的問題不再出現(xiàn)，而真正的應用層面的容錯則需要MSCS或者WCS來解決。考慮到其他方面如最高資源使用、內(nèi)存、硬盤、 CPU、帶寬的容錯，這些方面都有局限性，并且是使用量相對比較小的功能。如實現(xiàn)這些則這需要雙倍的內(nèi)存，由于內(nèi)存不能跨主機復制，并且還需要CPU lockstepping去同步每一個CPU指令。這將導致只有單獨一個虛擬CPU被容錯機制所監(jiān)控。

OpenStack Fault Tolerance（容錯）

在OpenStack中沒有針對于容錯的功能，并且截至目前也沒有計劃去完成這些功能。未來，KVM也不再支持鏡像操作功能。

我們可以看到，在功能的支持方面和功能細節(jié)，OpenStack與VMware還是有差距的，但是這對OpenStack還是有優(yōu)勢的，因為較比VMware的昂貴價格，OpenStack免費、開放的優(yōu)勢顯現(xiàn)出來。VMware高投入帶來的功能，OpenStack大部分可以免費提供給客戶。

從VMware在功能方面的領先可以看出，VMware還在繼續(xù)研發(fā)除了vMotion、高可用、容錯以外其他的新功能去保護他們的虛擬機;OpenStack一方面跟隨VMware的腳步，另一方面他們投入精力在支持更多硬件廠商解決方案的上面。

第三回合：用例

在我們評價上述功能的價值之前，首先我們需要考慮用例問題。在云計算生態(tài)系統(tǒng)中，有兩種類型的用戶需要使用云計算資源：傳統(tǒng)型和云計算應用型。云計算應用型用戶將自己處理HA和DR策略，而傳統(tǒng)型用戶將依賴于云平臺提供的HA和DR。看下面出自VMware云計算架構文章的圖表。

云計算型應用共同特點

分布式
無狀態(tài)、軟狀態(tài)
失效切換在應用端
擴展性在應用端

傳統(tǒng)型應用共同特點

客戶端-服務器架構
難以橫向擴展
失效切換在服務端
擴展性在服務端

傳統(tǒng)型應用將需要如FT、VM級別的高可用性、自動病毒掃描等功能，而云計算型應用則不需要，當一臺虛擬機出問題后，新的一臺虛擬機將替代它。

Pet vs. Cattle

換一種思路去想這件事，那就可以從微軟 William Baker的出名文章 Pets vs. Cattle 的比喻看出OpenStack和Vmware的關系。

比喻是這樣說的：在傳統(tǒng)服務模式下，你可以想象你的主機就是你的寵物，你給他們?nèi)∶郑热鏳usty、cern等等，他們被精心撫養(yǎng)長大。當他們生病了，你得修復他們。在云計算型應用服務模型中，虛擬機被看做是農(nóng)場中的公牛，他們的名字通常都是編號，牛和牛長得也差不多，當他們生病了，你就殺掉他，用一頭新牛代替。

未來的云應用架構應該像對待農(nóng)場中的公牛一樣。VMware的保養(yǎng)、保護虛擬機的各種功能較比云計算型應用模式變得越來越不那么重要了。

在這輪比賽中，OpenStack追了上來，雖然VMware有很多OpenStack所不具有的功能，但是針對云計算型應用，這些功能變得不那么重要。未來，你很可能為那些你用不上的、不可控的VMware添加功能買單。

第四回合：價值

現(xiàn)在是最后一回合，我們將決定比賽結果。雖然，OpenStack還是VMware更有價值，這個問題并沒有很清晰的答案，并且答案也取決于部署規(guī)模。雖然OpenStack是免費使用的，但是他需要有大量工程資源和領域專家才行，并且他還需要很多架構和搭建方面的工作，因為它支持很多部署場景，并且安裝過程都不盡相同。VMware則需要花費一些經(jīng)費購買權限，并且相對來說更加容易安裝和運行，另外較比命令行，VMware則學習成本更低一些。

總得來說，OpenStack入門門檻較高，但是隨著項目規(guī)模的擴大，你將從中受益，因為不必支付高額的版權費用。VMware雖然在小規(guī)模安裝時相對容易，但是隨著規(guī)模擴大，事情就變了。這就是說，隨著云應用大規(guī)模化，大家也更加熟悉OpenStack，那么OpenStack的入門門檻就低得多了。