최근 하이퍼바이저 기사에 이어 기능, 웹 인터페이스 및 성능 기능과 관련하여 최고의 하이퍼바이저에 대해 자세히 알아보고 분석합니다. 특히 RHEL, Proxmox, VMWare ESXI 8 및 Microsoft HyperV의 KVM을 비교하고 있습니다.
최근 Broadcom이 VMWare를 인수한 이후 기술 커뮤니티에서는 이러한 변화, 특히 구독 기반 라이선스로의 전환에 대한 논의로 떠들썩했습니다. 이로 인해 많은 기업과 MSP가 보다 비용 효율적인 하이퍼바이저 옵션을 모색하게 되었습니다. 이러한 증가하는 관심에 대응하여 우리는 주요 하이퍼바이저를 비교하여 전환을 고려하거나 시장에서 옵션을 탐색하는 사람들에게 실행 가능한 대안으로 제시했습니다.
우리의 목표는 기능, 웹 인터페이스 및 성능 기능과 관련하여 이러한 하이퍼바이저를 분석하는 것입니다. 특히 RHEL, Proxmox, VMWare ESXI 8 및 Microsoft HyperV의 KVM을 비교하고 있습니다.
RHEL의 KVM(RedHat Enterprise Linux)
KVM(Kernel-based Virtual Machine)은 Linux 커널에 핵심 가상화 기능을 내장하여 Linux를 Type-1 하이퍼바이저로 변환하는 Linux 기반 오픈 소스 하이퍼바이저입니다. KVM은 모든 Linux 배포판에서 호스팅될 수 있지만 RHEL(Red Hat Enterprise Linux)은 강력한 지원과 엔터프라이즈급 기능으로 인해 인기가 높습니다.
RHEL은 데스크톱 환경 유무에 관계없이 설치할 수 있는 다목적 Linux 배포판입니다. 관리 인터페이스인 Cockpit은 설치 중에 추가할 수 있는 선택적 서비스입니다. RHEL 전용이 아닌 오픈 소스 프로젝트인 Cockpit은 기본 Linux 인스턴스 및 서비스 관리를 용이하게 합니다. 그러나 기본적으로 하이퍼바이저 관리 도구로 설계되지 않았으며 메모리 벌루닝과 같은 특정 기능이 부족합니다. 이 제한은 하이퍼바이저 때문이 아니라 관리 인터페이스 때문입니다.
보다 발전된 가상화 및 컨테이너 오케스트레이션을 위해 Red Hat은 온프레미스에서도 호스팅할 수 있는 클라우드 우선 접근 방식을 갖춘 포괄적인 플랫폼인 OpenShift를 제공합니다. OpenShift는 고급 네트워킹, 스토리지, 보안 기능을 포함하여 컨테이너화된 애플리케이션과 인프라를 관리하기 위한 강력한 도구를 제공합니다. 그러나 OpenShift의 최소 프로덕션 요구 사항은 노드 3개 이상이므로 소규모 배포에는 적합하지 않습니다.
프록시목스
Debian을 기반으로 하는 Proxmox는 아직 ESXi 또는 HyperV 규모는 아니지만 홈랩 및 기업에서 인기를 얻고 있는 또 다른 KVM 구현입니다. 무료이며 오픈 소스이며 구독 기반 지원 및 업데이트를 제공합니다.
웹 UI는 가상화 작업에 있어서 Cockpit보다 우수하고 리소스 관리를 단순화하며 고급 기능과 조정 가능 기능을 포함합니다. Proxmox는 또한 고급 백업, 스냅샷 및 방화벽 관리를 제공합니다. 그러나 특히 명령줄 개입이 필요한 vGPU 설정과 같은 작업의 경우 VMWare의 범위와 완전히 일치하지 않습니다. 기능 측면에서 Proxmox는 RHEL의 KVM을 미러링하여 주요 하이퍼바이저와의 패리티를 유지합니다.
VM웨어 ESXi
VMWare의 ESXi는 포괄적인 기능 세트로 유명합니다. 하이퍼바이저로 단독으로 사용되지만 관리를 중앙 집중화하는 vCenter를 통해 모든 기능이 잠금 해제됩니다.
처음부터 하이퍼바이저가 되어 보세요. ESXi의 웹 UI는 경쟁사 중에서 가장 세련되었습니다. vGPU 관리와 같은 기능을 포함한 거의 모든 기능을 웹 기반 인터페이스로 가져오며 콘솔 액세스가 거의 필요하지 않습니다. VMWare Horizon과 같은 솔루션과 결합된 ESXi는 통합 VDI 솔루션을 제공합니다. 독립형 및 클러스터 기능은 vCenter, VSAN, Horizon과 같은 서비스를 통해 더욱 향상되어 강력한 원스톱 옵션이 됩니다.
하이퍼-V
Microsoft의 Hyper-V는 특히 Windows 중심 환경에서 자리를 잡았습니다. Hyper-V의 관리는 소규모 설정의 경우 Hyper-V Manager를 통해, 대규모 환경의 경우 SCVMM을 통해 처리됩니다. UI는 특히 Windows에 익숙한 사용자에게 사용자 친화적이며 UI에서 직접 vGPU 관리와 같은 기능도 제공합니다. Hyper-V는 Windows 기반 가상화에 탁월하며 Azure와 같은 다른 Microsoft 솔루션과 잘 통합되어 손쉬운 업그레이드와 클라우드 마이그레이션을 촉진합니다. Windows 중심 환경에서는 확실한 선택이지만 다른 사용 사례에는 적합하지 않을 수 있습니다.
얼마나 잘 수행했나요?
이러한 하이퍼바이저의 성능을 비교하고 서로 어떻게 쌓이는지 살펴보겠습니다.
테스트 방법
우리의 주요 목표는 비교를 위한 주요 지표로 사용하여 각 하이퍼바이저와 관련된 성능 오버헤드를 평가하는 것입니다. 우리의 테스트는 멀티스레드 성능, 메모리 대역폭 및 스토리지 I/O 성능을 비교하는 데 중점을 두고 있습니다.
벤치마크에는 Linux 커널 컴파일, Apache, OpenSSL, SQLite, Stream 및 FIO가 포함됩니다. Phoronix 테스트 스위트를 사용하여 최소 3회 관리하고 결과의 차이가 낮아질 때까지 반복합니다. 테스트 중에는 최적의 조건을 보장하기 위해 웹 인터페이스나 데스크톱 환경과 같은 기능이 닫힙니다.
우리의 기준은 베어메탈 성능이며 모든 수치는 이를 기준으로 백분율로 조정됩니다. 그런 다음 각 하이퍼바이저에 대해 동일한 테스트가 복제됩니다. Ubuntu를 실행하는 VM을 구성합니다. 결정적으로 각 VM에는 호스트 리소스 전체가 할당됩니다. VM은 추가 최적화 없이 기본 설정을 사용하여 구성됩니다.
결과에 대한 몇 가지 우려에 따라 테스트 방법론에 대한 추가 컨텍스트를 제공하고 싶었습니다. 테스트는 ESXi 또는 Hyper-V 중심 설정에서 마이그레이션하는 사용자와 같이 환경을 처음 접하는 사용자의 경험을 시뮬레이션하도록 설계되었습니다. "기본값"이란 VM을 생성할 때 미리 선택된 옵션을 의미하며, 구성된 설정은 리소스 할당(vCPU, RAM 및 스토리지)에 대한 설정뿐입니다.
왜 이러한 테스트에 모든 자원이 할당되었는지에 대한 우려도 제기되었습니다. 이 접근 방식에는 두 가지 주요 이유가 있습니다. 이러한 결과를 기준으로 베어메탈과 비교하면 측정된 성능에 대한 더 많은 컨텍스트를 제공합니다. 둘째, NUMA 노드 전체의 성능을 판단할 수 있습니다. 프로덕션 환경에서는 NUMA 노드 점프를 피하는 것이 어렵기 때문에 테스트에 이 측면을 포함시키는 것이 필수적입니다.
우리는 추가적인 설명이 필요하다고 느꼈습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최적화된 Proxmox 구성과 보다 현실적인 VM 리소스 할당을 통한 추가 테스트를 포함한 모든 테스트를 다시 실행했습니다.
새로운 테스트에서 최적화된 Proxmox는 호스트를 CPU 유형으로, NUMA 활성화, q35를 머신으로, OVMF(UEFI)를 BIOS로 사용합니다. Raid 컨트롤러를 사용하고 SSD 에뮬레이션이 켜져 있으므로 캐시는 저장을 위해 다시 쓰기로 설정되었습니다. 다른 모든 하이퍼바이저의 경우에는 해당 UI가 있는 VM에 리소스만 할당되었으며 추가 설정은 변경되지 않았습니다.
테스트 설정
테스트를 위해 Dell R760을 사용하고 있습니다.
명세서:
- 인텔 제온 사파이어 래피즈 6430
- 256GB DDR5
- 8 x 7.68TB 솔리드다임 P5520 Dell PERC5의 RAID12
(노트: 원래 테스트에 사용된 서버는 새로운 Emerald Rapids 프로세서를 수용하도록 업그레이드되었습니다. 따라서 원래 결과를 새 결과와 직접 비교할 수 없습니다. 따라서 일관성과 정확성을 보장하기 위해 모든 테스트를 다시 실행했습니다.)
이러한 새로운 테스트는 직접 액체 냉각 기능을 갖춘 Dell R760에서 실행됩니다.
명세서:
- 인텔 제온 에메랄드 래피즈 8580
- 256GB DDR5
- 8 x 7.68TB 솔리드다임 P5520 Dell PERC5의 RAID12
시험 결과
개별 테스트 결과에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
CPU 집약적이고 Linux 커널을 컴파일하는 데 걸리는 시간을 측정하는 Linux 커널 컴파일 테스트에서는 ESXi와 Hyper-V가 각각 96.79%와 96.70%의 베어메탈 성능을 달성하는 등 매우 우수한 성능을 보였습니다. RHEL의 KVM은 66.61%를 달성한 반면 재고 Proxmox는 63.28%로 뒤처졌습니다. 그러나 Optimized Proxmox는 베어메탈 성능에서 89.71%라는 상당한 점수를 얻었습니다.
동시 연결 및 요청이 많은 환경에서 Apache 웹 서버의 성능을 평가하는 Apache 벤치마크에서는 ESXi와 Hyper-V가 각각 113.64%, 129.62%의 베어메탈 성능으로 인상적인 결과를 보여주었습니다. RHEL의 KVM은 85.72%, 기본 Proxmox는 75.90%, Optimized Proxmox는 75.31%를 달성했습니다. 특히 ESXi 및 Hyper-V는 최신 칩의 하드웨어 가속기로 인해 베어 메탈 성능을 초과했으며, 이는 이러한 하이퍼바이저가 수동 구성 및 조정 없이 이러한 가속기를 활용할 수 있음을 시사합니다.
CPU의 암호화 성능을 측정하는 OpenSSL 테스트에서는 RHEL 기반 ESXi, Hyper-V, KVM이 베어메탈 성능 대비 각각 101.35%, 101.27%, 101.15%로 매우 좋은 성능을 보였습니다. Stock Proxmox는 5.33%에 불과한 반면, Optimized Proxmox는 98.91%를 기록했습니다.
압축과 압축해제 성능을 평가하는 7-Zip 압축 테스트에서는 ESXi와 Hyper-V가 각각 베어메탈 성능 95.98%, 97.56%로 강력한 성능을 보였다. RHEL의 KVM, 기본 Proxmox 및 최적화된 Proxmox는 모두 각각 85.81%, 87.17%, 87.43%에 근접했습니다.
4k 블록 크기의 무작위 읽기 및 쓰기로 스토리지 하위 시스템의 성능을 측정한 FIO 테스트에서 ESXi는 무작위 읽기에서 57.41%, 무작위 쓰기에서 55.27%를 달성한 반면, Hyper-V는 무작위 읽기에서 72.95%, 무작위 쓰기에서 85.71%를 기록했습니다. 무작위 쓰기를 위해. RHEL의 KVM은 무작위 읽기에서 74.60%, 무작위 쓰기에서 85.37%를 달성했습니다. Stock Proxmox는 무작위 읽기에서 54.71%, 무작위 쓰기에서 44.71%를 나타냈고, Optimized Proxmox는 무작위 읽기에서 98.57%, 무작위 쓰기에서 91.49%로 이 테스트에서 가장 좋은 성능을 보였습니다.
SQLite 데이터베이스의 성능을 측정하는 SQLite 테스트에서는 ESXi가 베어메탈 성능의 96.44%를 입증한 것으로 나타났다. Hyper-V는 55.94%를 기록했고, RHEL의 KVM은 62.52%를 기록했습니다. 흥미롭게도 주식 Proxmox는 85.27%로 68.86%의 Optimized Proxmox보다 더 높은 점수를 받았습니다. 정확한 원인은 완전히 명확하지 않지만, 반복성을 보장하기 위해 하이퍼바이저와 VM을 새로 설치할 때 테스트를 두 번 실행했습니다.
메모리 대역폭 성능을 평가하는 Stream 벤치마크에서는 ESXi와 Hyper-V가 각각 베어메탈 성능의 98.30%와 99.01%로 강력한 성능을 보였습니다. RHEL의 KVM, 기본 Proxmox, 최적화된 Proxmox는 각각 74.60%, 76.24%, 71.04%로 서로 비슷한 점수를 받았습니다.
전반적으로 Hyper-V는 베어메탈 성능의 평균 92%를 기록하며 최고의 성능을 발휘하는 것으로 나타났습니다. ESXi는 평균 89%로 약간 뒤처졌고, 최적화된 Proxmox는 85%로 79위, RHEL의 KVM은 61%로 XNUMX위, 기본 Proxmox는 XNUMX%로 뒤쳐졌습니다.
보다 현실적인 VM 리소스 할당 시나리오에서는 숫자가 각 범주의 최고 성능으로 정규화되었습니다. Linux Kernel Compile 벤치마크에서는 ESXi가 가장 높은 점수를 얻었으며 RHEL의 KVM이 97.90%로 97.88위를 차지했고 Optimized Proxmox는 88.90%로 근소한 66.05위를 차지했습니다. Stock Proxmox는 XNUMX%로 XNUMX위를 차지했고 Hyper-V는 XNUMX%로 뒤처졌습니다.
Apache 벤치마크에서는 ESXi가 다시 한 번 최고 점수를 기록했습니다. RHEL의 KVM이 76.25%로 76.14위를 차지했고 Hyper-V가 75.36%로 근소한 차이로 61.11위를 차지했습니다. 최적화된 Proxmox도 XNUMX%로 매우 근접한 반면, 주식 Proxmox는 XNUMX%로 최하위에 올랐습니다.
OpenSSL 벤치마크에서 ESXi는 RHEL의 KVM이 96.25%로 94.48위, 최적화된 Proxmox가 48.96%로 3.42위, Hyper-V가 XNUMX%, 순정 Proxmox가 XNUMX%로 최하위를 기록하며 최고 점수를 기록하며 그 자리를 유지했습니다. .
7-Zip 압축 테스트에서 ESXi는 RHEL의 KVM, 최적화된 Proxmox 및 기본 Proxmox가 각각 96.84%, 96.59% 및 95.40%로 매우 가까운 점수를 기록하는 등 계속해서 최고 점수를 얻었습니다. 반면 Hyper-V는 여전히 64.48%.
FIO 테스트에서 ESXi는 무작위 읽기와 무작위 쓰기 모두에서 가장 높은 점수를 받았습니다. 무작위 읽기에서는 최적화된 Proxmox가 86.81%로 71.02위를 차지했고, Hyper-V가 68.44%로 45.05위를 차지했으며, RHEL의 KVM이 73.43%로 70.92위, 순정 Proxmox가 59.91%로 최하위를 차지했습니다. 무작위 쓰기 테스트에서도 Hyper-V가 38.79%로 XNUMX위, RHEL의 KVM이 XNUMX%로 XNUMX위, Optimized Proxmox가 XNUMX%로 XNUMX위, 순정 Proxmox가 XNUMX%로 꼴찌로 나타났습니다.
SQLite 테스트는 더욱 흥미로웠습니다. ESXi가 여전히 최고 점수를 얻었고, 순정 Proxmox가 49.23위를 차지했으며, RHEL, Hyper-V 및 Optimized Proxmox의 KVM이 각각 43.06%, 42.61%, XNUMX%로 최하위에 올랐습니다.
Stream 테스트에서는 Optimized Proxmox가 가장 높은 점수를 얻었으며 기본 Proxmox는 83.56%로 82.47위, RHEL의 KVM은 71.21%로 63.02위, ESXi는 XNUMX%로 XNUMX위, Hyper-V는 XNUMX%로 최하위를 기록했습니다.
결론
전체적으로 최악의 전체 리소스 테스트에서 Hyper-V는 평균 92.34%를 기록하며 승리를 거두었고, ESXi는 89.36%, Optimized Proxmox는 85.16%, RHEL의 KVM은 79.55%, 최종적으로 Proxmox가 포함되었습니다. 베어 메탈과 비교하면 61.58%입니다. 보다 현실적인 리소스 할당을 통해 ESXi는 Stream을 제외한 모든 테스트에서 평균 96.4%의 최고 점수를 획득하여 승리를 거두었고, 최적화된 Proxmox가 81.7%, RHEL의 KVM이 79.79%에 근접했고, Hyper-V가 뒤따랐습니다. 63.27%에 불과했고 Proxmox는 59.69%로 꼴찌를 기록했습니다.
테스트에서 ESXi는 평균적으로 가장 좋은 성능을 보였습니다. 오픈 소스 대안 중에서 Optimized Proxmox는 칭찬할 만한 성능을 보여주었지만 최적화 없이는 성능이 이상적이지 않았습니다. RHEL의 KVM은 최악의 시나리오 테스트에서 뒤처졌지만 보다 현실적인 테스트에서는 Optimized Proxmox에 매우 가깝습니다. 현실적인 리소스 할당을 제공하는 Hyper-V의 결과는 놀라웠습니다. 보다 심층적인 분석을 통해 결과가 나타난 이유를 설명할 수 있지만 이는 이 기사의 범위를 벗어납니다.
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