Fossil/knowledge-base
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
95d1839f0535370deb9027aadd4ad89798b86c92
knowledge-base/HYPERVISORS.md
Stanislav Hubacek 95d1839f05 First batch
2026-06-11 15:27:28 +02:00

19 KiB
Raw Blame History

🖥️ 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)
  • 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:

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 — 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

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

Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink