Что выбрать вместо VMware? Сравнение производительности Hyper-V, Proxmox, KVM и ESXi 8

VMware ESXi заслуженно считается одним из самых функциональных решений на рынке. Несмотря на то, что это самостоятельный гипервизор, весь его потенциал раскрывается при использовании в связке с vCenter, который обеспечивает централизованное управление.

После недавнего приобретения VMware компанией Broadcom в ИТ-сообществе не утихают обсуждения происходящих изменений, затрагивающих и VMware ESXi — в частности, перехода на модель подписки. Это вызвало волну обеспокоенности среди корпоративных пользователей и MSP по всему миру.

В России ситуация усугубляется дополнительными факторами, актуальными для российских организаций: недоступностью прямых поставок, ограничениями по обновлениям и лицензированию, а также сложностями с продлением поддержки. Всё это побуждает многие организации искать более доступные и устойчивые варианты для виртуализации, где главная альтернатива VMware должна обеспечивать сопоставимую функциональность.

В ответ на растущий интерес и актуальное импортозамещение мы провели сравнение ведущих гипервизоров и альтернатив VMware, рассматривая их как реальные варианты для тех, кто ищет замену VMware или изучает рынок.

Цель нашего обзора — проанализировать ключевые особенности, веб-интерфейсы и производительность гипервизоров. В сравнении участвуют KVM на базе RHEL, Proxmox, VMware ESXi 8 и Microsoft Hyper-V.

Поскольку ESXi изначально разрабатывался как гипервизор, его веб-интерфейс — наиболее проработанный среди всех участников сравнения. Большинство операций, включая управление vGPU, можно выполнять прямо из браузера, не прибегая к консоли. Совместно с решениями вроде VMware Horizon, ESXi предоставляет полноценную инфраструктуру виртуальных рабочих столов (VDI). Возможности кластера и масштабирования VMware ESXi усиливаются за счёт продуктов vCenter, VSAN и Horizon, превращая VMware в мощное комплексное решение.

KVM на RHEL (Red Hat Enterprise Linux)

KVM (Kernel-based Virtual Machine) — это гипервизор с открытым исходным кодом на базе Linux, который превращает ядро Linux в гипервизор первого типа, встроенный в операционную систему. Хотя KVM можно использовать с любой дистрибутивной версией Linux, Red Hat Enterprise Linux (RHEL) популярен благодаря надежной поддержке и функциональности корпоративного уровня.

RHEL — это универсальный дистрибутив, который может устанавливаться с графическим интерфейсом или без него. В качестве панели управления может использоваться Cockpit — опциональный компонент, устанавливаемый при инсталляции системы. Cockpit — это проект с открытым исходным кодом, не являющийся эксклюзивом RHEL, и предназначен для базового управления службами и экземплярами Linux. Однако он не ориентирован на управление виртуализацией и не поддерживает ряд функций, например, ballooning памяти. Эти ограничения связаны не с самим гипервизором, а именно с интерфейсом управления.

Для более комплексных задач виртуализации и оркестрации контейнеров, сопоставимых с возможностями VMware, Red Hat предлагает OpenShift — полнофункциональную платформу с облачным подходом, которая может работать и в локальной инфраструктуре. OpenShift предоставляет широкие возможности по управлению контейнеризированными приложениями, предлагая альтернативу VMware в облачных сценариях, и включает продвинутую сетевую, хранилищную и защитную инфраструктуру. Однако для эксплуатации в продуктивной среде OpenShift требует минимум трёх узлов, что делает его не лучшим выбором для небольших инсталляций.

С марта 2022 года Red Hat прекратил работу с компаниями из России и Беларуси: недоступны лицензии, обновления и техподдержка. Продление подписок и получение патчей стало возможно лишь через зеркала или серый импорт, что создаёт риски для ИБ и нарушает условия лицензирования. В результате многие организации рассматривают переход на российские или международные гипервизоры с открытым кодом.

Proxmox

Proxmox — ещё одна реализация KVM, основанная на Debian, которая часто рассматривается заменой VMware и находит всё большее применение как в домашних лабораториях, где раньше доминировал VirtualBox, так и в корпоративной среде. Хотя платформа пока и не достигла масштабов ESXi или Hyper-V, это бесплатное и открытое решение с возможностью платной подписки на обновления и поддержку.

Веб-интерфейс Proxmox значительно удобнее Cockpit для задач виртуализации: он упрощает управление ресурсами и содержит множество расширенных функций и параметров настройки. Proxmox поддерживает резервное копирование, снапшоты, управление фаерволами и другие возможности. Однако по ряду направлений он пока уступает VMware — например, настройка vGPU требует использования командной строки. Тем не менее, по функциональности Proxmox практически не уступает KVM на RHEL, в целом соответствует уровню ведущих гипервизоров и может конкурировать с VMware.

Proxmox остаётся доступным для бесплатного использования, но после включения ПО управления виртуализацией в санкционный список ЕС вендор прекратил продажи подписок и поддержку для юрлиц из России. Доступ к Enterprise-репозиторию заблокирован для российского сегмента, и пользователи перешли на community-ветку, используют локальные зеркала или обращаются к интеграторам. Некоторые компании уже выпустили собственные форки, например российский продукт «Альт Виртуализация PVE».

Несмотря на отсутствие официальной поддержки, интерес к Proxmox в России растет — его рассматривают как альтернативу VMware благодаря бесплатной лицензии и встроенной поддержке Ceph.

Hyper-V

Hyper-V от Microsoft давно зарекомендовал себя, особенно в Windows-ориентированных средах. Управление осуществляется через Hyper-V Manager в небольших установках, что проще освоить после VMware, или через SCVMM (System Center Virtual Machine Manager) в более масштабных сценариях. Интерфейс интуитивно понятен, особенно для пользователей Windows, и поддерживает функции вроде vGPU прямо из графической оболочки.

Hyper-V отлично справляется с виртуализацией Windows-систем и органично интегрируется с другими продуктами Microsoft, включая Azure, обеспечивая лёгкие сценарии миграции в облако. Хотя это очевидный выбор для инфраструктур, ориентированных на Windows, в иных сценариях его применимость может быть ограничена.

Hyper-V остаётся в России распространенным и хорошо освоенным решением. Однако доступность новых лицензий и обновлений зависит от санкционного режима. У крупных заказчиков обычно есть действующие Enterprise-соглашения, тогда как малому бизнесу приходится искать обходные пути, включая OEM и коробочные версии по завышенным ценам. С точки зрения импортозамещения Hyper-V — компромиссный вариант: это проприетарное ПО, но всё ещё доступное для легального использования.

Как они показали себя в тестах?

Давайте сравним производительность этих гипервизоров как потенциальных альтернатив и посмотрим, кто из них показал наилучшие результаты.

Методика тестирования

Основная цель теста — оценить накладные расходы, создаваемые каждым гипервизором, и использовать это как ключевой показатель для сравнения. Тестирование сосредоточено на трех аспектах производительности, критичных для ESXi и других гипервизоров: многопоточной производительности, пропускной способности памяти и скорости работы с дисковой подсистемой (Storage I/O). Важно отметить, что VirtualBox не участвовал в тестировании, поскольку относится к гипервизорам второго типа.

В тестировании использовались следующие бенчмарки: сборка ядра Linux, Apache, OpenSSL, SQLite, Stream и FIO. Каждое измерение проводилось не менее трех раз с помощью Phoronix Test Suite и повторялось до получения стабильных и воспроизводимых результатов. Во время тестов все графические интерфейсы и веб-панели были отключены, чтобы исключить фоновое влияние и обеспечить максимально чистые условия.

В качестве эталона выступала производительность на «чистом железе» (bare metal). Все результаты гипервизоров приводились к процентам от этого значения. Для каждого гипервизора создавалась виртуальная машина на базе Ubuntu, которой выделялись все ресурсы хоста. Конфигурация выполнялась по умолчанию, без дополнительных оптимизаций — изменялись только параметры CPU, памяти и диска.

Есть две причины для полной аллокации ресурсов:

1. Сравнение с bare metal становится более показательно.
2. Это позволяет учитывать поведение при меж-NUMA доступе — важный критерий при выборе альтернативы, ведь в реальной эксплуатации его зачастую невозможно полностью избежать.

Изначальный подход имитировал поведение нового пользователя, который переходит, например, с ESXi или Hyper-V и не вносит серьезных изменений в настройки. Под "настройками по умолчанию" мы подразумеваем предустановленные значения при создании ВМ, за исключением ручного распределения ресурсов (vCPU, RAM, Storage).

Для полноты картины было проведено отдельное тестирование с включением оптимизированного профиля для Proxmox, а также тестов с более реалистичным (ограниченным) распределением ресурсов.

Оптимизированная конфигурация Proxmox включала:

• CPU type: host
• NUMA: включён
• Machine type: q35
• BIOS: OVMF (UEFI)
• Кэш для дисков: Write Back (использовался RAID-контроллер)
• Эмуляция SSD: включена

Для всех остальных гипервизоров, включая ESXi, использовались только стандартные интерфейсы настройки и выделение ресурсов — без дополнительных изменений.

Тестовый стенд

В качестве платформы для тестирования использовался сервер Dell PowerEdge R760.

Характеристики тестового стенда

• Сервер: Dell PowerEdge R760 с жидкостным охлаждением (Direct Liquid Cooling)
• Процессор: Intel Xeon Emerald Rapids 8580
• Оперативная память: 256 ГБ DDR5
• Хранилище: 8 × 7,68 ТБ Solidigm P5520 в RAID 5 на контроллере Dell PERC12

Результаты тестирования

Результаты тестирования

Компиляция ядра Linux

CPU-нагруженный тест показал отличные результаты у ESXi (96,8%) и Hyper-V (96,7%). KVM на RHEL набрал 66,6%, а Proxmox в базовой конфигурации — 63,3%. При оптимизации Proxmox результат улучшился до 89,7% от производительности bare metal.

Apache

При высокой нагрузке на веб-сервер Hyper-V (129,6%) и ESXi (113,6%) превзошли bare metal, вероятно за счёт аппаратных ускорителей. KVM на RHEL — 85,7%, Proxmox (сток) — 75,9%, Proxmox (оптимизированный) — 75,3%.

OpenSSL

Криптографическая производительность оказалась высокой у ESXi (101,4%), Hyper-V (101,3%) и KVM (101,2%). Proxmox (сток) показал крайне низкий результат — 5,3%, а оптимизированный — 98,9%.

7-Zip

Здесь лидируют Hyper-V (97,6%) и ESXi (96%). Остальные — KVM (85,8%), Proxmox (сток — 87,2%), Proxmox (оптим. — 87,4%).

FIO (4k random I/O)

Proxmox (оптим.) показал лучшие результаты: 98,6% чтение, 91,5% запись. Hyper-V и KVM также уверенно держатся выше 70–85%. Proxmox (сток) — самый слабый: 54,7% / 44,7%.

SQLite

Неожиданно Proxmox (сток) набрал 85,3%, обогнав оптимизированную версию (68,9%). ESXi — 96,4%, KVM — 62,5%, Hyper-V — 55,9%.

Stream (пропускная способность памяти)

ESXi (98,3%) и Hyper-V (99%) показали лучшие результаты. KVM и обе версии Proxmox держатся в районе 71–76%.

Общий рейтинг (все ресурсы VM)

1. Hyper-V — 92,3%
2. ESXi — 89,4%
3. Proxmox (оптим.) — 85,2%
4. KVM на RHEL — 79,6%
5. Proxmox (сток) — 61,6%

Общий рейтинг (реалистичная аллокация ресурсов)

1. ESXi — 96,4% (победитель во всех тестах, кроме Stream)
2. Proxmox (оптим.) — 81,7%
3. KVM на RHEL — 79,8%
4. Hyper-V — 63,3%
5. Proxmox (сток) — 59,7%

Выводы

По совокупности результатов лучший средний результат показал ESXi, что важно учитывать при выборе замены. Среди open source-гипервизоров наибольшую производительность демонстрирует оптимизированный Proxmox, но без ручной настройки его эффективность существенно ниже, чем у VMware. KVM на RHEL отстал в стресс-сценарии, но при более реалистичной нагрузке почти сравнялся с Proxmox.

Показатели Hyper-V в сценарии с ограниченными ресурсами оказались неожиданно низкими по сравнению с VMware. Отметим, что для тестовых сред можно рассмотреть и VirtualBox, но для продакшена следует выбирать из протестированных enterprise-решений.