knowledge-base/HYPERVISORS.md

🖥️ 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
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 HARDWARE.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

Cluster design

• Max velikost clusteru: 64 hostů (vSphere 8), 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):
  • 512 VMs per host (max)
  • 15 000 VMs per cluster (vCenter max)
  • 300 hosts per cluster (vSphere 8, hardware vMotion)

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

Zdroje

Odkazy, knihy a standardy: sources/infrastructure/sources.md