# 🖥️ Hypervisory a virtualizační platformy

## Typy hypervisorů

| Typ | Popis | Příklady |
|-----|-------|----------|
| **Type 1** (bare-metal) | Běží přímo na hardware | VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, KVM, Xen |
| **Type 2** (hosted) | Běží nad OS hostitele | VirtualBox, VMware Workstation, Parallels |

## Přehled platforem

| Platforma | Hypervisor | Licence | Poznámka |
|-----------|-----------|---------|----------|
| **VMware vSphere** | ESXi | Proprietary (Subscription od 2024) | Tržní lídr, široká adopce. Po akvizici Broadcomem (2023) přešlo na per-core subscription, ukončen perpetual license |
| **Microsoft Hyper-V** | Hyper-V | Windows Server / standalone | Integrace s Azure, SCVMM |
| **Proxmox VE** | KVM + LXC | Open source | Debian-based, web UI, levný |
| **Red Hat OpenStack / oVirt** | KVM | Open source | Otevřená alternativa, komplexní |
| **Nutanix AHV** | KVM (fork) | Součást Nutanix | Integrované HCI řešení |
| **XCP-ng / Xen Server** | Xen | Open source | Nástupce Citrix Hypervisor |
| **Oracle VM** | Xen | Proprietary | Oracle ekosystém |

## Klíčové koncepty

- **VM — Virtual Machine** — plná virtualizace, vlastní kernel
- **Container** — sdílený kernel hostitele, lehčí (Docker, LXC)
- **Paravirtualizace** — guest OS ví, že běží ve VM (lepší výkon I/O)
- **NUMA** — Non-Uniform Memory Access, optimalizace přidělování CPU/memory (viz [SERVER-HW.md](SERVER-HW.md#numa))
- **Overcommit** — přidělení více vCPU/RAM než je fyzicky (řízení poměru)
- **Live Migration** — přesun běžící VM mezi hosty (vSphere vMotion, Hyper-V Live Migration)
- **HA (High Availability)** — restart VM na jiném hostu při selhání
- **DRS / Load Balancing** — automatická distribuce VM podle vytížení

## VMware vSphere

### VMware licensing (post-Broadcom 2024+)

Od roku 2024 VMware prodává pouze subscription license, perpetual + SnS (Support & Subscription) byly ukončeny.

| Produkt | Metrika | Cena (orientační) | Co obsahuje |
|---------|---------|-------------------|-------------|
| **vSphere Standard** | Per core (min 16 cores/CPU) | ~$140/core/rok | ESXi, vCenter, vMotion, HA, DRS basic |
| **vSphere Enterprise Plus** | Per core | ~$220/core/rok | Vše výše + DRS advanced, SIOC, NIOC, Big Data Extensions |
| **vSphere Foundation** | Per core (balíček) | ~$350/core/rok | VSphere Enterprise Plus + Aria Operations, Aria Operations for Logs, Aria Automation |
| **VMware Cloud Foundation (VCF)** | Per core (balíček) | ~$700/core/rok | VSphere + vSAN + NSX + Aria celá sada. Vyžadováno pro vSAN a NSX od 2025 |
| **vSAN** | Per core (pouze jako součást VCF od 2025) | Již není standalone | Storage virtualization, dedup, compression, encryption |
| **NSX** | Per core (pouze jako součást VCF od 2025) | Již není standalone | SDN, micro-segmentace, firewall, load balancing |

**Klíčové změny po Broadcom akvizici**:
- Ukončen prodej perpetual licencí (květen 2024)
- Ukončeny samostatné produkty: vSAN a NSX již nelze koupit standalone (pouze v rámci VCF)
- Zrušeny desktopové a ROBO varianty (migrováno na VCF)
- Průměrný nárůst nákladů: 2-5× oproti předchozímu modelu (závisí na velikosti a produktovém mixu)
- **Dopad**: Mnoho zákazníků migruje na Proxmox VE, Nutanix AHV nebo Hyper-V

**Per-core kalkulace**:
```text
Server: 2× EPYC 9654 (96C each) = 192 cores
  vSphere Standard: 192 × $140 = $26 880/rok
  VCF: 192 × $700 = $134 400/rok (vč. vSAN a NSX)
Pro srovnání: dříve perpetual + SnS ≈ $15 000 jednorázově + $3 000/rok
```

### Cluster design

- **Max velikost clusteru**: 64 hostů (vSphere 8/9), 96 hostů (vSphere 8 + enhanced)
- **Datastore limits**: max 256 datastorů na host, max 65 TB na VMFS-6 datastore
- **vSAN ready capacity**: doporučeno max 60-64 hostů na vSAN cluster
- **Fault domains** — rozdělení clusteru do skupin hostů (rack awareness), min 3 fault domains pro stetch cluster
- **Admission control** — rezervace resource pro HA failover:
  - **Host failures cluster tolerates** — nejčastější (1-4 hosty)
  - **Percentage of cluster resources** — rezervace % CPU/memory
  - **Dedicated failover hosts** — vyhrazený host(y) pro HA
- **Cluster limits (vSphere 8/9)**:
  - 960 VMs per host (vSphere 9 max)
  - 15 000 VMs per cluster (vCenter max)
  - 300 hosts per cluster (vSphere 8/9, hardware vMotion)

### Microsoft Hyper-V licensing

| Varianta | Metrika | Cena | Co obsahuje |
|----------|---------|------|-------------|
| **Windows Server Standard** | Per core (min 16 licencí/server) + CAL | ~$1 000/core (jednorázově) + $200/CAL | 2 VM licence (každá s plnou Windows Server licencí) |
| **Windows Server Datacenter** | Per core (min 16 licencí/server) + CAL | ~$6 200/core (jednorázově) + $200/CAL | Neomezené VM, Storage Spaces Direct, Shielded VMs |
| **Azure Stack HCI** | Per core (měsíčně) | ~$10-20/core/měsíc (Azure hybrid benefit) | Hyper-V + S2D + Azure management, součást Azure subscription |
| **Hyper-V Server** | Zdarma | $0 | Samostatný hypervisor (bez managementu, bez GUI, omezená podpora) — od 2025 již není distribuován |

**Důležité**:
- Windows Server Standard = 2 VM na každou licenci. Pokud potřebujete 3 VM na 2-socket serveru, potřebujete 2× Standard license (4 VM) nebo Datacenter
- **Azure Hybrid Benefit** — pokud máte Windows Server s SA (Software Assurance), můžete použít license v Azure bez dodatečných nákladů
- **CAL (Client Access License)** — každý uživatel nebo zařízení přistupující k Windows Serveru musí mít CAL (kromě Azure Hybrid Benefit)

## Microsoft Hyper-V

| Vlastnost | Hyper-V | Poznámka |
|-----------|---------|----------|
| **Max hostů v clusteru** | 64 (Windows Server 2025) | Shared Nothing Live Migration |
| **Max VM na host** | 1024 (WS 2022+) | Generace 2 VM |
| **Max vCPU per VM** | 240 (WS 2022+) | 64 hostů cluster |
| **Max RAM per VM** | 12 TB (WS 2022+) | Dynamická paměť |
| **Live Migration** | SMB, CSV, RDMA | Compressed nebo RDMA |
| **Storage** | CSV (Cluster Shared Volumes), ReFS | S2D pro HCI |
| **Nested Virtualization** | Ano | Intel VT-x / AMD-V |
| **SCVMM** | System Center VMM | Enterprise management, fabric, P2V |

### Hyper-V vs VMware srovnání

| Vlastnost | VMware vSphere | Microsoft Hyper-V |
|-----------|---------------|-------------------|
| **OS** | VMware ESXi (VMkernel) | Windows Server / Hyper-V Server |
| **Licence** | Per CPU (subscription) | Windows Server license / Datacenter |
| **Storage** | VMFS, NFS, vSAN, HCI | NTFS, ReFS, SMB, S2D |
| **Live Migration** | vMotion (cross-vSwitch, long distance) | Live Migration (SMB/RDMA) |
| **Storage Migration** | Storage vMotion (online) | Shared Nothing (datový disk) |
| **Replication** | vSphere Replication | Hyper-V Replica (ASR) |
| **Management** | vCenter, vSphere Client | SCVMM, Hyper-V Manager, Admin Center |
| **Linux support** | Výborný (open-vm-tools) | Dobrý (Linux Integration Services) |
| **TCO** | Vyšší | Nižší (s Windows licencí) |

## KVM

### Architektura

```
Hardware ──> QEMU (emulace I/O) + KVM (kernel module, virtualization)
                │
           libvirt (API + management)
                │
        ┌───────┼───────────┐
  virt-manager  virsh    openstack/proxmox
```

### Ladění

- **CPU pinning** — `virsh vcpupin vm1 0 2` (vCPU 0 → physical core 2), zamezuje přepínání kontextu
- **Huge pages** — 2 MB / 1 GB stránky místo 4 KB, snížení výpadků TLB (VM s velkou RAM): `echo 2048 > /proc/sys/vm/nr_hugepages`
- **NUMA affinity** — VM pinned na jeden NUMA node (minimalizace cross-NUMA memory access)
  - `numactl --cpunodebind=0 --membind=0`
  - `virsh numatune vm1 --nodeset 0`
- **VirtIO** — paravirtualizované I/O (virtio-net, virtio-blk, virtio-scsi) pro lepší výkon
- **IO threads** — dedikovaná vlákna pro I/O emulaci QEMU

### KVM tuning checklist

- Ověřit HW virtualizaci: `lscpu | grep Virtualization`
- Naložit KVM moduly: `kvm`, `kvm_intel`/`kvm_amd`, `vfio-pci`
- Optimalizovat storage: raw/LVM (vyhnout se qcow2 u výkonových workloadů)

## Storage v hypervizorech

Viz také: [STORAGE.md](STORAGE.md) — detailní přehled storage protokolů a konfigurací.

| Typ | Popis | Protokoly |
|-----|-------|-----------|
| **Local storage** | Disky přímo v serveru | SATA, SAS, NVMe |
| **Shared storage** | SAN / NAS přístupné všem hostům | Fibre Channel, iSCSI, NFS, SMB |
| **vSAN / HCI** | Hyperkonvergované úložiště (disky serverů = jediný pool) | VMware vSAN, Nutanix, StarWind |
| **Software-Defined** | SDS odděluje storage software od hardware | Ceph, GlusterFS, MinIO |

## HCI detail

| Vlastnost | Nutanix (AOS + AHV) | VMware vSAN | Azure Stack HCI |
|-----------|--------------------|-------------|----------------|
| **Hypervisor** | AHV (KVM fork), ESXi optional | ESXi (required) | Hyper-V |
| **Min. nodů** | 3 | 2 (witness) | 2 (witness) |
| **Max nodů** | 80+ | 64 | 16 (typical) |
| **Replikace** | 2 nebo 3 kopie + erasure coding | Mirroring (RAID 1), erasure coding | Mirroring + parity |
| **Deduplication** | Na úrovni clusteru (post-process) | Na úrovni disku (capacity tier) | ReFS (real-time) |
| **Compression** | Inline (AOS 6+) | Dedup + compression combined | ReFS |
| **Management** | Prism (web UI) | vCenter + vSAN UI | Windows Admin Center |
| **Licencování** | Per node subscription | Per CPU subscription | Per core subscription |
| **Ekosystém** | Built-in DR, backup, security | Broad ISV ecosystem | Azure integration |
| **Use case** | Enterprise VDI, general VM | VMware-centric shops | Azure hybrid, branch offices |

## Virtualizační platformy — srovnání

| Schopnost | VMware vSphere | Microsoft Hyper-V | Proxmox VE | Nutanix AHV |
|-----------|---------------|-------------------|------------|-------------|
| Live Migration | vMotion | Live Migration | Live Migration | Live Migration |
| HA | vSphere HA | Hyper-V HA | Proxmox HA | Built-in |
| DRS/balancování | DRS | SCVMM / AKS | HA skupiny | Built-in |
| Storage vMotion | ano | při vypnuté VM | ZFS send/recv | Built-in |
| Snapshoty | ano | ano | ano | ano |
| Backup API | CBT (Changed Block Tracking) | Hyper-V WMI / RCT | Proxmox Backup Server | Native |
| GPU passthrough | vGPU (NVIDIA Grid) | DDA | VFIO passthrough | GPU passthrough |
| Licencování | Per CPU / subscription | Windows Server licence | Open source (free) | Per node subscription |

## OpenStack

- **Distribuce**: Red Hat OpenStack, Canonical Charmed OpenStack
- **Služby**: Nova (compute), Cinder (block), Neutron (networking), Glance (images), Swift (object)
- **Use case**: Telco, velké private cloudy, MNO (MANO, NFVI)
- **Náročnost**: Vysoká — komplexní nasazení a údržba

---

## Variantní konfigurace hypervizorů podle velikosti a typu storage

### Volba platformy podle use case

| Use case | Primární volba | Alternativa | Zdůvodnění |
|----------|---------------|-------------|------------|
| **VMware shop, enterprise** | vSphere 8/9 | Hyper-V | Nejobsáhlejší ekosystém, vSAN, SRM, nejširší ISV podpora |
| **Microsoft shop, Azure hybrid** | Hyper-V / Azure Stack HCI | vSphere | Windows Server CAL už je, S2D, Azure Arc, native Hyper-V Replica |
| **SME / nízký budget** | Proxmox VE | XCP-ng / Hyper-V (free) | Open source, vestavěný Ceph, ZFS, PBS, žádné licenční náklady |
| **HCI greenfield** | Nutanix AHV | VMware vSAN | All-in-one, jednoduchá správa, vestavěný DR a backup |
| **Hyperscale / telco** | OpenStack (RHOSP) | — | Multi-tenancy, NFVI, MANO, Neutron SDN, Ceph integrace |

### Varianta A: Malé nasazení (2-3 hosty, lokální storage)

Pro malé firmy, pobočky, edge, dev/test. Žádné sdílené storage — HA zajištěna aplikačně nebo replikací VM.

| Parametr | Proxmox VE | VMware vSphere | Hyper-V |
|----------|-----------|---------------|---------|
| **CPU** | 1× EPYC 9124-9224 / Xeon 4410Y (8-16C) | 1× EPYC 9124-9224 / Xeon 4410Y | 1× Xeon 4410Y / EPYC 9124 |
| **RAM** | 64-128 GB (DDR5-4800, 1DPC) | 64-128 GB | 64-128 GB |
| **OS disk** | 2× SATA SSD RAID1 (240-480 GB) | 2× SATA SSD RAID1 | 2× SATA SSD RAID1 |
| **VM storage** | ZFS RAID10 (4-6× NVMe/SATA SSD) | VMFS local (4-6× SSD RAID5/10) | ReFS CSV (4-6× SSD RAID10) |
| **Network** | 2× 10/25 GbE LACP | 2× 10/25 GbE LACP + management | 2× 10/25 GbE LACP |
| **Management** | Proxmox web UI (1× node) | vCSA / vCenter (1× appliance) | Windows Admin Center / SCVMM |
| **HA** | Proxmox HA (watchdog, fencing) | vSphere HA (1 host failure) | Hyper-V HA (WS Failover Cluster) |
| **Backup** | Proxmox Backup Server | Veeam B&R (Community) | Windows Server Backup / Veeam |
| **Licence** | Zdarma (support ~€500/host/rok) | vSphere Essentials (~$600/3 hosts) | Windows Server Standard (2 VMs) |

**Use case**: Startup, pobočka, dev/test, < 200 VM, bez SAN, minimální budget.

**Výhody**: Nízká cena, jednoduchá správa. **Nevýhody**: Omezená škálovatelnost, výpadek hostu = nedostupnost VM.

### Varianta B: Střední HCI (3-6 hostů, vSAN / Ceph)

Hyperkonvergovaná infrastruktura — storage běží na stejných hostech jako VM.

| Parametr | VMware vSAN | Proxmox + Ceph | Nutanix AHV |
|----------|------------|----------------|-------------|
| **CPU** | 1-2× EPYC 9334-9654 (16-32C) | 1-2× EPYC 9224-9334 (12-24C) | 1-2× EPYC 9334-9654 |
| **RAM** | 256-512 GB | 128-256 GB | 256-512 GB |
| **Cache tier** | 1-2× NVMe cache (write buffer) | — (Ceph používá RAM/OSD) | 1-2× NVMe (oplog) |
| **Capacity tier** | 4-8× SSD (SAS/SATA) | 4-8× HBA NVMe/SSD (OSD) | 4-6× SSD (extent store) |
| **Network** | 4× 25 GbE (vSAN + VM + mgmt) | 4× 25 GbE (Ceph public + cluster) | 4× 25 GbE (storage + VM) |
| **Fault domain** | Rack awareness (3 racks min) | CRUSH rack level | Rack awareness |
| **Replication** | RAID-1 mirroring (FTT=1) | 3× replikace / EC 8+3 | 2× kopie + EC |
| **Dedupe/Compress** | Dedup + compression (capacity) | ZFS / Ceph compression (inline) | Inline compression |
| **HA limit** | 1-3 host failures | 1-2 host failures (replication) | 1-2 host failures |
| **Min. hostů** | 2 + witness | 3 (MON + OSD) | 3 |

**Use case**: Střední firma, VDI, general virtualizace, 50-500 VM.

**Doporučení**: Pro vSAN → min. 4 hosty pro FTT=1 s erasure coding. Pro Ceph → min. 3 hosty, ideálně 5+, každý OSD host = 1 OSD na NVMe pro maximální IOPS.

### Varianta C: Enterprise FC SAN (6+ hostů)

Klasická 3-tier architektura — compute (hosty) + storage (SAN) + network oddělené.

| Parametr | VMware vSphere | Hyper-V |
|----------|---------------|---------|
| **CPU** | 2× EPYC 9654-9965 (32-64C) | 2× EPYC 9654-9965 / Xeon 8592+ |
| **RAM** | 512-2048 GB (DDR5) | 512-2048 GB |
| **OS disk** | 2× SATA SSD RAID1 (480 GB) | 2× SATA SSD RAID1 |
| **Storage** | FC SAN LUN (2× FC HBA 32/64G) | FC SAN LUN nebo CSV over SMB |
| **App network** | 2-4× 25/100 GbE LACP | 2-4× 25/100 GbE LACP |
| **Storage network** | 2× FC 32/64G (multipath) | 2× FC 32/64G nebo SMB Multichannel |
| **vMotion / Live Migration** | 2× 25 GbE dedikované (vMotion) | 2× 25 GbE dedikované (SMB/RDMA) |
| **Management** | vCenter (VCSA), NSX, Aria | SCVMM, Azure Arc |
| **Cluster max** | 64-96 hostů (vSphere 8/9) | 64 hostů (WS 2025) |
| **Admission control** | 1-4 host failures | Nodes reserve |
| **Drs / Balancování** | DRS (fully automated) | SCVMM / AKS load balancing |

**Use case**: Enterprise, databáze, kritické aplikace, 500-5000 VM.

**Varianty storage**: FC SAN (nejnižší latence), iSCSI (nižší CAPEX), NFS (jednodušší management).

**FC SAN topologie**:
```
                 ┌─────────────────────────────────────┐
                 │              FC Fabric              │
                 │   ┌─────────┐       ┌─────────┐    │
                 │   │ Switch 1│       │ Switch 2│    │
                 │   └────┬────┘       └────┬────┘    │
                 └────────┼─────────────────┼──────────┘
                    ┌─────┴─────┐     ┌─────┴─────┐
               ┌───┤ FC HBA 1  ├─┐ ┌─┤ FC HBA 2  ├───┐
               │   └───────────┘ │ │ └───────────┘   │
            ┌──┴──┐          ┌──┴──┴──┐          ┌──┴──┐
            │Host1│          │Host2   │          │Host3│ ...
            └─────┘          └────────┘          └─────┘
```

### Varianta D: Hyperscale OpenStack (20+ hostů)

Pro telco, velké private cloudy, MANO/NFVI prostředí.

| Parametr | Red Hat OpenStack | Canonical Charmed OpenStack |
|----------|-------------------|-----------------------------|
| **Compute** | Nova + KVM | Nova + KVM |
| **Storage** | Ceph (Cinder/RBD) + Swift | Ceph + Swift |
| **Network** | Neutron + OVN/OVS + DPDK | Neutron + OVN/OVS |
| **CPU per host** | 2× EPYC 9654-9965 (64-128C) | 2× EPYC 9654-9965 |
| **RAM per host** | 512-1024 GB | 512-1024 GB |
| **Storage per host** | Ceph OSD (4-12× NVMe/SSD) | Ceph OSD |
| **Network per host** | 4-8× 100 GbE (DPDK/VPP) | 4× 100 GbE |
| **Control plane** | 3-9× kontrolní nod (HA) | 3-7× kontrolní node |
| **Orchestrace** | TripleO / OpenStack Kolla | Juju + charms |
| **SDN** | OVN, OpenDaylight | OVN |
| **NFVI ready** | Yes (SR-IOV, NUMA, huge pages) | Yes |
| **Min. velikost** | 9 nodeů (3 ctl + 3 compute + 3 ceph) | 7 nodeů |

**Use case**: Telco (5G UPF, MNO), hyperscale private cloud, > 5000 VM.

### Connectivity summary podle platformy

| Platforma | App / VM síť | Storage síť | Replikace / HA | Management |
|-----------|-------------|-------------|----------------|------------|
| **Proxmox malý** | 2× 10/25 GbE LACP | — (lokální ZFS) | — | 1× 1 GbE |
| **vSAN (3-6)** | 2× 25 GbE LACP | 2× 25 GbE (vSAN) | vSAN traffic | 1× 1 GbE |
| **Proxmox Ceph (3-6)** | 2× 25 GbE | 2× 25 GbE (Ceph public) | 2× 25 GbE (Ceph cluster) | 1× 1 GbE |
| **Nutanix (3-6)** | 2× 25 GbE | Dedikované storage VLAN | Replication traffic | 1× 1 GbE |
| **vSphere FC SAN (6+)** | 2-4× 25/100 GbE LACP | 2× FC 32/64G multipath | 2× 25 GbE (vMotion) | 1× 1 GbE + SAN mgmt |
| **Hyper-V FC SAN (6+)** | 2-4× 25/100 GbE LACP | 2× FC 32/64G nebo SMB | 2× 25 GbE (Live Migration) | 1× 1 GbE |
| **OpenStack (20+)** | 2-4× 100 GbE | 2× 100 GbE (Ceph) | 2× 100 GbE (OVN) | 1× 1 GbE |

## Zdroje

Odkazy, knihy a standardy: [sources/infrastructure/sources.md](sources/infrastructure/sources.md)

### Doporučená literatura

| Kniha | Autoři | ISBN | Popis |
|-------|--------|------|-------|
| Virtualization Essentials (3rd ed., 2023) | Matthew Portnoy | 978-1119481513 | Praktický průvodce virtualizací: od základů hypervisorů (Type 1/Type 2), konfigurace VM (CPU, memory, storage, networking) až po cloud computing a DevOps. "Learning-by-doing" přístup s tutorialy. Autor je Senior System Engineer u VMware/Splunk. |
| VMware vSphere Design (2nd ed.) | Guthrie, Lowe, Coleman | 978-1119130312 | Komplexní průvodce návrhem vSphere infrastruktury: hardware selection, network layout, security, storage a hypervisory. Popisuje framework pro design, analýzu rozhodnutí a best practices od zkušených VMware architectů. |

*Poslední revize: 2026-06-03*