Desktop virtualizovaný na mnoho způsobů
07/23/2007 12:00:04 AM

Ačkoliv v současné době na sebe většinu pozornosti strhávají řešení zaměřená na virtualizaci serverů, systémy určené pro stolní počítače však představují pro mnoho IT pracovníků velmi užitečné nástroje efektivně využitelné při mnoha běžných činnostech. V našem testu demonstrují svůj potenciál čtyři konkurenční produkty od Microsoftu, VMwaru, Parallels a InnoTeku.

Před dávnou dobou, ještě před začátkem éry hardwarových bladů a serverových farem, byla virtualizace záležitostí desktopu. Počínaje systémem SoftPC a konče subsystémy Windows on Windows byla virtualizace desktopových počítačů primárně nástrojem pro vývojáře, pracovníky podpory atd. – tedy pro všechny, kdo měli pádný důvod současně provozovat na svém PC či Macu více než jedno prostředí. Pak se postupně objevily VMware a VDI (Virtual Desktop Initiative). Virtualizace se náhle stala novým hitem umožňujícím dosáhnout redukce TCO a velcí hráči a jejich velké plány na sebe strhly většinu pozornosti věnované dříve tradičnímu desktopovému vizualizačnímu modelu.

Nyní se rychle přesuňme do současnosti. Zjistíme, že trh těchto nástrojů se poněkud zúžil. Pionýři jako Insignia a Connectix buďto pozvolna vymizeli, nebo byli odkoupeni, zatímco jiní, například Parallels, se nově objevili, zejména díky posunům v architektuře platforem (například když Apple adoptoval CPU Intelu do svého Macu). K tomu připočtěme vliv externích sil, jako je hnutí open source, a získáte představu o tom, co je stále ještě velmi živým, proměňujícím se trhem, který slouží mnoha specializovaným aplikacím.

Své využití mohou virtualizační produkty najít při mnoha běžných činnostech IT pracovníků a správců z různých oblastí včetně softwarového vývoje a technické podpory. Těm mohou poskytnout bezpečné prostředí pro testování nového softwaru a záplat, resp. pro ladění kódu. Důležitou roli hrají také při zajištění kompatibility starších programů, čímž zmírňují problémy s migrací některých systémů.

V našem přehledu se podíváme na čtyři z předních balíků pro vizualizaci desktopu, konkrétně VMware Workstation 6.0 (v době testování ve verzi Beta 3), což je funkcemi nabitý pracovní nástroj ideální pro vývojáře; dvě řešení pro zajištění kompatibility starších aplikací – Parallels Workstation for Windows 2.2 a Microsoft Virtual PC 2007; a open source alternativu, o níž jste možná nikdy neslyšeli (ale pravděpodobně uslyšíte v budoucnu), InnoTek VirtualBox 1.3.

Postupně si popíšeme, jak dobře jsou tato řešení škálovatelná, a vymezíme, kam zapadají v rámci celé oblasti virtualizace desktopů.
V zásadě lze říci, že Microsoft jakoby trošku polevil v boji o postavení na trhu, zatímco Parallels a InnoTek do jisté míry stále hledají svoji identitu. Takto VMware zůstává prakticky jedinou firmou, která hluboce rozumí tomuto výklenku trhu, i když dokonce i zde jsou patrné známky sebeklamu vlastní důležitosti. Z dlouhodobějšího hlediska je zjevné, že výrobci mají v podstatě dvě možnosti: Buďto budou soupeřit o to, kdo ukousne největší díl relativně omezeného koláče, nebo své produkty budou rozvíjet v sofistikovanější a komplexnější řešení, jako se o to pokouší VMware se svým ESX, VDI, ACE atd. S ohledem na to, že Microsoft si již zvolil orientaci na datová centra a InnoTek je na cestě vytvořit systém typu ESX, zůstává Parallels jediným výrobcem, který se dosud omezuje výhradně na desktop.

Microsoft Virtual PC 2007

Microsoft Virtual PC 2007 je dlouho očekávanou aktualizací virtualizačního produktu tohoto výrobce. Po třech letech práce nyní nabízí rozšířenou podporu OS (Windows Vista jako hostitelský i hostovaný systém) a přepracovanou architekturu VM (Virtual Machine), která dokáže využít hardwarové virtualizační technologie Intelu či AMD. Jinak se toho ale oproti předešlé inkarnaci Virtual PC 2004 změnilo jen málo. Kromě několika nových parametrů v dialogu nastavení VM je nová verze ve skutečnosti nerozeznatelná od té předešlé.

Ne že by to bylo nutně na škodu – jednou ze silných stránek Virtual PC 2004 byla totiž jeho přístupnost. Uživatelské rozhraní bylo přehledné a snadno použitelné dokonce i pro nováčky v oblasti VM. Připočtete-li k tomu některé (na svou dobu) inovativní funkce – jako třeba drag and drop mezi hostitelským a hostovaným systémem, je nasnadě, proč si tento produkt našel oblibu mezi příležitostnými uživateli VM. Virtual PC 2007 si tyto kvality ponechalo, přičemž opravuje dlouholeté problémy, jako byla absence podpory novějších mobilních CPU či neschopnost pracovat s více monitory.
Výsledkem je produkt, který i navzdory malému posunu stále poskytuje efektivní nízkonákladové či bezplatné řešení, jež dovoluje uživatelům Windows Vista provozovat starší aplikace spolehlivě a bez nutnosti dual bootu do Windows XP. Z tohoto pohledu Virtual PC 2007 s přehledem uspěje dokonce i přesto, že vše zároveň nasvědčuje tomu, že výrobce nemá zájem stát se vítězem na virtualizačním trhu.

Zdá se, že Microsoft věří, že virtualizace je technologií pro datová centra, přičemž klientské aplikace jsou poskytovány pomocí kombinace tradičního nasazení a streamingu obrazů virtualizovaných aplikací pomocí nově koupené technologie SoftGrid. Z těchto důvodů byla naše očekávání pochopitelně nízká, když jsme Virtual PC 2007 instalovali. Absence podpory 64bitových hostovaných OS – nebo jakýchkoliv derivátů Unixu/Linuxu – parametry našeho testování významně omezila a dovolila nám soustředit se pouze na podporu starších Windows aplikací pod Windows Vista. Virtual PC 2007 se rovněž projevil jako skutečně pomalý v našich výkonnostních testech. Slabší celkové skóre – i po několikanásobném běhu testu – nám ušetřilo přemýšlení při určování výkonnostního pořadís VM systémů, kde Virtual PC 2007 favoritům nemohlo konkurovat.

Odhlédneme-li od pomalých VM, musíme zmínit několik světlých bodů, s nimiž jsme se během testování setkali. Obzvláště práce v síti probíhala pod Virtual PC 2007 velmi konzistentně. Naše bezdrátová síťová karta Intel 3945ABG, dříve prokletí systému Virtual PC 2004 (i Virtual Serveru), nyní pracovala zcela spolehlivě, přičemž VM komunikovaly ihned bez složitých zásahů do konfigurací.

Je třeba pochválit vývojáře, kteří věnovali čas tomu, aby v Virtual PC 2007 odstranili všechny zásadní nedostatky, i když jeden problém bohužel vyřešit zapomněli: nedostatečnou integraci USB zařízení. Cena je nicméně odpovídající.
VMware Workstation 6.0

VMware Workstation je mezi skalními uživateli již po dlouhou dobu nositelem standardu na poli virtualizace desktopů. Kombinace robustního virtuálního networkingu a bezkonkurenční podpory OS (19 verzí Windows, 26 typů Unixu/Linuxu) VMwaru dovolily ovládnout a konkurentům prakticky znepřístupnit trhy v oblasti vývoje a technické podpory. Přidejte k tomu vznik komplementárních technologií, jako je VMware ACE, a snadno zjistíte, proč je VMware Workstation jednoznačnou volbou mezi nástroji pro seriózní vývoj s využitím VM.

Produktoví manažeři VMwaru dobře vědí, v čem spočívají silné stránky jejich řešení. Verze 6.0 produktu VMware Workstation je přeplněná funkcemi a vlastnostmi orientovanými na vývojáře. Kromě stále se rozšiřující podpory OS (Vista je nyní podporována jako hostitel i host) a ve své třídě špičkové architektury VM (plná podpora 64 bitů s až 10 virtuálními síťovými adaptéry NIC a 8 GB RAM na VM) nyní VMware Workstation poskytuje přímé háčky (hooks) k populárním IDE, jako jsou Microsoft Visual Studio či Eclipse.

Naposled zmíněná schopnost znamená pro vývojáře skutečnou úsporu času, neboť nyní můžete aplikace navrhovat a testovat v jediném bezešvém kroku s využitím VMwaru pro hostování debuggeru v rámci VM požadované cílové platformy. Jde o příjemný doplněk ke stávající paletě na vývojáře zaměřených funkcí, jako jsou neomezené časové snímky (snapshoty) podle VM. Funkce snapshotů – po dlouhou dobu jedna z klíčových konkurenčních výhod produktu – prošla sama o sobě také generální revizí. Nyní pracuje jako skutečný záznamník sessions a dovoluje zachycovat více stavů VM a přehrávat je v sekvenci – což je výrazná pomoc při debuggingu vícestavového aplikačního procesu.

Bohužel funkce Record/Playback není kompatibilní s další z novinek Workstation 6.0: podporou USB 2.0 zařízení. Pro zprovoznění Record/Playback musíte USB kontrolér z konfigurace VM odstranit. Dále budete muset odstranit jakákoliv virtuální IDE zařízení – zmíněná funkce pracuje pouze s virtuálními SCSI adaptéry. Ty ale naopak způsobují jiné problémy, neboť Windows XP nativně nepodporují virtuální zařízení BusLogic používané VMwarem. Jde o klasický případ Hlavy XXII, která podkopává použitelnost jinak slibné funkce.

VMware Workstation 6.0 ve verzi Beta 3 jsme testovali na notebooku s operačním systémem Windows Vista Ultimate. Rozhraní produktu jsme shledali jednoduchým a ačkoliv nejsme přímo fanoušky tabulkového layoutu jeho okna (podobného jeho předchůdci), snadno se nám s ním pracovalo. Uvítali bychom však lepší zpětnou vazbu pro různé volby konfigurace. Například když vytváříte novou VM s Windows XP, je doporučeným diskovým kontrolérem IDE a defaultně je aktivována také podpora USB – obě volby ale zabránily nabootování VM, když jsme zapnuli funkci Record/Replay. Ještě horší ale je, že není k dispozici jednoduchý způsob, jak přejít z IDE na SCSI a naopak, takže špatná volba na začátku může posléze znamenat velkou ztrátu času.


Pomineme-li konfigurační nedostatky, bude upgrade na VMware Workstation 6.0 prospěšný a nová verze výrobci pomůže upevnit pozici dominantní platformy VM pro vývojáře a profesionály z oblasti podpory.

InnoTek VirtualBox 1.3

InnoTek je jedním z výrobců, kteří si pro sebe dokázali vydobýt zdravý výklenek trhu, zatímco se pohybují v podstatě pod úrovní radaru většiny firemních zákazníků. Tímto výklenkem jsou vládní a armádní instituce Evropské unie a několik OEM licencí (zákazníkem je i IBM) pro zlepšení profilu.
VirtualBox, podobný v mnoha směrech Virtual PC, avšak s šíří hostitelských a hostovaných OS podobnou VMwaru, je současně vzrušující i frustrující: vzrušující díky svému potenciálu, zejména když zvážíme, že jde o open source volbu; a frustrující kvůli vleklým problémům s chybami a výkonem, které postihují poslední verzi.

Nejprve to pozitivní: V současné podobě je VirtualBox flexibilní, vysoce konfigurovatelnou virtualizační platformou. Je kompatibilní s Windows i linuxovými hostiteli a poskytuje působivou škálu základních funkcí včetně podpory USB (lokálního i vzdáleného) a fundamentální schopnosti práce s časovými snímky. Může se pochlubit i imponujícími možnostmi rozšiřitelnosti, jako je bohatá syntaxe příkazové řádky a interoperabilita s COM/DCOM.

Modularita VirtualBoxu se projevuje i v jeho UI, které může být blokováno z runtime prostředí VM, což VM dovoluje běžet „bezhlavě“ na pozadí. K tomu připočtěme jeho vlastní optimalizovaný RDP (Remote Desktop Protocol) server a máte k dispozici mocné vizualizační řešení, jež je volně dostupné ke stažení pro osobní použití (firma rovněž nabízí open source verzi bez možností RDP).

Produkt je nicméně postižen četnými bugy v uživatelském rozhraní (řídicí shell VirtualBoxu měl sklon pravidelně padat), kryptickým formátem chybových zpráv, které nás nejednou přinutit pořádně se zamyslet, a úplnou absencí podpory 64bitových OS. Ani po výkonnostní stránce na tom VirtualBox nebyl nejlépe, právě naopak.

Máme podezření, že problém spočívá v nedostatečné podpoře hardwarové virtualizace. Podle dokumentace výrobce to dokonce vypadá, že využití technologií, jako je rozšíření Intel Virtualization Technology, software ve skutečnosti zpomaluje, proto je zřejmě tato funkce také defaultně vypnuta. Zmíněné zjištění jsme chtěli otestovat s použitím příslušného přepínače při manuální konfiguraci, který InnoTek nabízí pro vynucení využití podpory hardwarové virtualizace ve VM. Nikdy se nám však nepovedlo tuto funkci přinutit správně pracovat (neustále docházelo k pádům během bootování VM), ačkoliv jsme se vše snažili odladit ve spolupráci s pracovníkem podpory výrobce.

Instalace byla přímočará, některé aspekty jsme však shledali matoucími – specificky síťové funkce hostitele a integraci USB. Celkově nedokončený stav uživatelského rozhraní spolu s důrazem na operace využívající příkazovou řádku nás dovedly k závěru, že VirtualBox je produkt nejlépe vhodný pro inženýry se zkušenostmi v oblasti virtualizace, hledající základní možnosti VM, na nichž by mohli postavit svá vlastní řešení.

Zajímavá je nicméně dlouhodobá roadmapa výrobce. Zdá se, že InnoTek aktivně testuje svůj vlastní mikrokernel (firmou označovaný jako „hyper-kernel“) pro použití v novém produktu určeném pro „holé železo“, který bude přímo konkurovat systému VMware ESX Server (jeho uvolnění se očekává ve druhé polovině letošního roku). Náhle se zdá smysluplná všechna práce, kterou InnoTek vložil do modularity. Spolu s VirtualBoxem má výrobce počáteční článek skutečného vyzyvatele ESX, který by se - v kombinaci s výhodou open source licencování – mohl ucházet o uplatnění v oblasti konsolidace datových center.
Parallels Workstation for Windows 2.2

Parallels Workstation for Windows 2.2 je sesterským produktem populárního virtualizačního softwaru Parallels Desktop for Mac. Tento produkt využívající „lehký“ hypervisor – což je na tomto trhu unikátní vlastnost – se může pochlubit skutečně imponujícími výkonnostními výsledky pro virtualizované Windows a linuxové desktopy. Bohužel je tento systém poněkud funkčně chudší, což je škoda obzvláště při porovnání s jeho propracovanějším sourozencem. Chybí kritické schopnosti jako snapshoty VM a podpora jednoduchého NAT. Nepočítejte ani s podporou 64bitových OS. Parallels, tak jak vypadá v současnosti, je čistě 32bitové řešení.

Jak jsme zmínili, Parallels je jediný produkt v tomto segmentu, který využívá hypervisor – tenkou vrstvu softwaru, která běží pod hostitelským OS a poskytuje těsnější integraci mezi hostovaným OS a systémovým hardwarem. Jde o klíčovou výhodu z hlediska architektury, jež se projeví v podobě prvotřídního výkonu. Parallels předběhl všechny soupeře při benchmarku s více VM, a to obzvláště při testech náročných na I/O lokálního disku.
Když dojde na hrubou virtualizační škálovatelnost, nic se nevyrovná přímému kontaktu s holým železem. Horší ale je, že výrobce nevěnoval stejné vývojové úsilí i do zbytku funkcionality. Parallels Workstation 2.2 jsme testovali pod Windows Vista Ultimate (jako hostitelským OS) a uživatelské rozhraní jsme shledali přímočarým a snadno osvojitelným. Byly to nicméně maličkosti – například slabá podpora USB (pouze 1.x) nebo absence funkcionality drag and drop mezi hostitelským a hostovaným OS, které se projevily jako nejvíce frustrující.

Příkladem za všechny je podpora práce v síti, která byla dotažená přinejmenším jen napůl. Produkt nejenže postrádá možnosti NAT, ale odmítnul pracovat i s naším bezdrátovým adaptérem Intel 3945ABG v použitém notebooku. Nakonec jsme museli manuálně přemostit ovladač virtuální síťové karty (NIC) k našemu bezdrátovému ovladači a dokonce i poté jsme zaznamenali náhodné konflikty IP adresy či jiné bizardní chování. Rychlá kontrola na fóru podpory ukázala, že jde o běžnou potíž uživatelů Parallels, a tudíž i o jeden z hlavních záporných argumentů pro firmy vyhodnocující tento produkt.

Ironií je, že mnohé z těchto problémů – včetně různých potíží se sítí a absence podpory USB 2.0 – byly již vyřešeny ve verzi pro Mac, což posiluje dojem, že Parallels Workstation for Windows není zcela rovnocenným sourozencem, ale spíše levobočkem, který pouze paběrkuje po svém protějšku pro Macy. Podle výrobce by zmíněné nedostatky měly být vyřešeny v příští verzi pro Windows, která produkt postaví na stejnou úroveň jako verze pro Macintosh.

Naše doporučení tedy zní, abyste si investici do Parallels Workstation for Windows dvakrát rozmysleli, dokud výrobce neprokáže skutečný závazek směrem k rovnosti obou verzí. Do té doby však verze 2.2 zůstane alespoň výkonnostním lídrem ve své kategorii.

Jak jsme testovali Výkon běhového prostředí je aspektem hodnocení virtuálních strojů, který je překvapivě často přehlížen. Mnohá IT oddělení mylně předpokládají, že virtualizační výkon je svázán pouze se základním hardwarem, a podceňují dopad kontrolního monitoru nebo hypervisoru virtuálního stroje. Ve skutečnosti však může mít efektivita virtualizační vrstvy na škálovatelnost takového řešení velmi zásadní vliv. A jak ukazují výsledky našich testů, nejlepší hrubý výkon často poskytují ty „nejtenčí“ systémy. Abychom mohli vyhodnotit výkon a škálovatelnost uvedených čtyř řešení, vytvořili jsme jednoduchou simulaci zátěže pro prostředí klient/server na dvou současně pracujících virtuálních strojích. S využitím volně dostupného nástroje DMS Clarity Studios firmy Devil Mountain Software jsme sestavili dvojici testovacích scénářů zahrnujících více procesů, které pokrývaly databázové úlohy (ADO/SQL Server), workflow úlohy (MAPI) a multimédiální úlohy (Streaming Windows Media). Jeden VM hostoval Windows Server 2003, IIS 6.0 a SQL Server 2000, druhý pak Windows XP SP2 a běžel na něm shell DMS Clarity Studio Frameworku, aby řídil transakce mezi klientem a serverem proti prvnímu VM. Výsledky leccos odhalily (viz graf). Vítězem výkonnostních testů se celkově stalo jediné řešení založené na hypervisoru, Parallels Workstation for Windows 2.2, když překonalo sofistikovanější, ale také těžkopádnější VMware 6.0 a dokonce bylo vážným soupeřem i pro vždy svižný Microsoft Virtual Server 2005 R2 (zde použitý jako základní referenční bod). Microsoft Virtual PC 2007 bylo s určitým odstupem třetí, zatímco VirtualBox 1.3 (který se vyhýbá hardwarové vizualizaci ve prospěch vlastní softwarové implementace) byl s přehledem nejpomalejší.

Autor: Petr Velecký, Randall C. Kennedy / Pat

Vytištěno z www.computerworld.cz
dne: 11/21/2008 01:26:47 PM