vmware和kvm哪个性能，kvm虚拟机和vmware区别

***：本文聚焦于VMware和KVM，探讨二者性能以及区别。VMware是商业虚拟化解决方案，功能全面且成熟，对不同操作系统支持良好，管理工具易用。KVM是开源的基于内核的虚拟机，性能方面，在特定场景下都有优秀表现，KVM因直接利用内核功能在某些方面效率较高。区别体现在多个方面，如VMware的商业性与KVM的开源性、资源管理、对硬件的利用方式等。

本文目录导读：

1. 架构对比及其对性能的影响
2. CPU性能
3. 内存性能
4. I/O性能
5. 网络性能

《KVM虚拟机与VMware性能对比：深度剖析与全面比较》

在当今的虚拟化技术领域，KVM（Kernel - based Virtual Machine）和VMware都占据着重要的地位，无论是企业数据中心构建虚拟化环境，还是个人开发者进行多系统测试与开发，选择一款性能优秀的虚拟化方案至关重要，KVM作为基于Linux内核的开源虚拟机技术，具有独特的优势；而VMware作为商业化的虚拟化巨头，在功能和性能方面也表现卓越，本文将深入比较KVM虚拟机和VMware在性能方面的差异，从多个维度进行剖析，为读者在选择适合自己需求的虚拟化方案时提供参考依据。

架构对比及其对性能的影响

（一）KVM架构

1、内核集成

- KVM是基于Linux内核的虚拟化技术，它直接将内核作为虚拟机监控器（Hypervisor）的一部分，这种架构使得KVM能够充分利用Linux内核的各种功能，如内存管理、进程调度等，在内存管理方面，Linux内核的高效内存分配和回收机制能够直接应用于KVM虚拟机，当虚拟机需要更多内存时，它可以借助内核的内存管理模块快速获取内存页，减少了额外的内存管理开销。

- 对于进程调度，KVM虚拟机中的虚拟CPU（vCPU）实际上是由Linux内核的进程调度器进行调度的，Linux内核的进程调度器经过多年的优化，能够根据系统负载情况合理分配CPU时间片给各个虚拟机，从而提高了整个系统的CPU利用率。

2、精简的设计

- KVM的架构相对精简，它主要关注虚拟机的核心功能，如CPU和内存虚拟化，这种精简的设计减少了不必要的中间层，使得虚拟机的性能损耗较小，在CPU虚拟化方面，KVM采用了硬件辅助虚拟化技术（如Intel VT - x或AMD - V），将大部分的CPU指令直接在硬件上执行，减少了软件模拟带来的性能开销。

（二）VMware架构

1、复杂的分层架构

- VMware采用了较为复杂的分层架构，它包括了多个组件，如ESXi（Hypervisor）、vCenter Server等，ESXi负责管理物理服务器的硬件资源，并为虚拟机提供运行环境，vCenter Server则提供了集中管理功能，用于管理多个ESXi主机和虚拟机，这种分层架构虽然提供了强大的管理功能，但也带来了一定的性能损耗，在虚拟机的创建和启动过程中，需要在多个组件之间进行通信和协调，这会增加启动时间。

2、丰富的功能集成

- VMware在架构中集成了大量的功能，如高级存储管理、网络虚拟化、高可用性（HA）和分布式资源调度（DRS）等，这些功能虽然增强了虚拟机的可用性和灵活性，但也会占用一定的系统资源，VMware的存储管理功能需要额外的内存和CPU资源来维护存储设备的映射和数据缓存，这可能会对虚拟机的性能产生一定的影响，尤其是在资源紧张的情况下。

CPU性能

（一）KVM的CPU性能表现

1、硬件辅助虚拟化优势

- KVM充分利用了现代CPU的硬件辅助虚拟化技术，当运行在支持Intel VT - x或AMD - V的处理器上时，KVM能够直接将大部分CPU指令传递给硬件执行，这使得KVM虚拟机的CPU性能非常接近物理机，在进行CPU密集型任务，如编译大型软件项目时，KVM虚拟机中的编译速度与物理机相比，差异通常在可接受的范围内。

2、内核调度的影响

- 如前所述，KVM虚拟机的vCPU由Linux内核调度器调度，在多核处理器环境下，Linux内核能够根据各个vCPU的负载情况动态调整CPU时间片的分配，这有助于提高整个虚拟机系统的CPU性能，在一个拥有4个物理核心的服务器上运行多个KVM虚拟机，如果其中一个虚拟机的CPU负载突然增加，内核调度器可以适当减少其他虚拟机的CPU时间片，优先满足负载高的虚拟机的需求。

（二）VMware的CPU性能表现

1、优化的指令集模拟

- VMware在没有硬件辅助虚拟化支持的情况下，采用了优化的指令集模拟技术，这种技术能够在一定程度上提高CPU的执行效率，与硬件辅助虚拟化相比，仍然存在一定的性能差距，在硬件支持的情况下，VMware也能够利用硬件辅助虚拟化技术，提高CPU性能，在运行企业级应用程序时，VMware虚拟机的CPU性能能够满足大多数用户的需求，但在一些对CPU性能要求极高的场景下，如高频交易系统中的复杂算法计算，可能会稍逊一筹。

2、资源管理策略

- VMware通过其资源管理策略来分配CPU资源给虚拟机，它提供了多种资源分配模式，如份额（Shares）、限制（Limits）和预留（Reservations）等，这些模式可以根据用户的需求灵活分配CPU资源，但在复杂的资源分配情况下，可能会导致一定的性能波动，当多个虚拟机同时竞争CPU资源，并且资源分配策略设置不合理时，可能会出现某些虚拟机CPU利用率过高，而其他虚拟机CPU饥饿的现象。

内存性能

（一）KVM的内存性能表现

1、内核内存管理的利用

- KVM借助Linux内核的内存管理机制，具有高效的内存分配和回收能力，在虚拟机启动时，内存可以快速地从内核的空闲内存池中分配给虚拟机，当虚拟机不再需要某部分内存时，内核能够及时回收并重新分配给其他虚拟机或系统进程，在一个运行多个KVM虚拟机的服务器上，如果一个虚拟机关闭，其占用的内存能够迅速被内核回收，可供其他虚拟机使用。

2、透明大页（THP）支持

- KVM支持透明大页技术，透明大页可以减少内存管理中的页表项数量，从而提高内存访问效率，对于内存密集型应用程序，如数据库管理系统，透明大页的使用可以显著提高KVM虚拟机的内存性能，在运行MySQL数据库的KVM虚拟机中，启用透明大页后，数据库的查询性能可能会得到提升，因为减少了内存访问的开销。

（二）VMware的内存性能表现

1、内存共享和气球驱动（Balloon Driver）

- VMware采用了内存共享技术，可以在多个虚拟机之间共享相同的内存页面，从而提高内存利用率，VMware的气球驱动机制可以动态调整虚拟机的内存分配，当物理服务器的内存资源紧张时，气球驱动可以回收虚拟机中未使用的内存，分配给其他需要更多内存的虚拟机，这种动态调整可能会对虚拟机的性能产生一定的影响，在内存回收过程中，如果虚拟机中的应用程序正在使用即将被回收的内存，可能会导致应用程序的性能下降。

2、内存超配（Overcommit）策略

- VMware支持内存超配策略，允许分配给虚拟机的总内存超过物理服务器的实际内存容量，这种策略在一定程度上提高了内存的利用率，但也存在风险，如果多个虚拟机同时需要大量内存，可能会导致物理服务器的内存耗尽，从而引发虚拟机的性能问题，如频繁的内存交换（Swapping），严重影响虚拟机的运行速度。

I/O性能

（一）KVM的I/O性能表现

1、virtio驱动

- KVM采用virtio驱动来优化虚拟机的I/O性能，virtio是一种半虚拟化的I/O驱动，它可以减少虚拟机与宿主机之间的I/O交互开销，在网络I/O方面，virtio - net驱动可以提高网络数据包的传输效率，在磁盘I/O方面，virtio - blk驱动能够优化磁盘读写操作，与传统的模拟I/O驱动相比，virtio驱动能够显著提高KVM虚拟机的I/O速度。

2、I/O线程模型

- KVM采用了高效的I/O线程模型，在多核环境下，I/O线程可以并行处理多个I/O请求，提高了I/O的并发处理能力，当多个虚拟机同时进行磁盘I/O操作时，KVM的I/O线程模型可以根据磁盘的负载情况合理分配I/O请求，减少I/O等待时间，提高整个系统的I/O性能。

（二）VMware的I/O性能表现

1、VMware Tools优化

- VMware提供了VMware Tools来优化虚拟机的I/O性能，VMware Tools包含了一系列的驱动和服务，可以提高虚拟机与宿主机之间的I/O交互效率，在网络I/O方面，VMware Tools可以优化网络协议栈，提高网络传输速度，在磁盘I/O方面，VMware Tools可以对磁盘缓存进行优化，提高磁盘读写性能。

2、分布式资源调度（DRS）对I/O的影响

- VMware的分布式资源调度（DRS）功能在一定程度上会影响I/O性能，DRS的主要目的是平衡物理服务器之间的资源负载，包括I/O资源，当DRS进行资源调整时，可能会导致虚拟机的I/O路径发生变化，从而产生一定的I/O性能波动，当一个虚拟机从一个物理服务器迁移到另一个物理服务器时，其磁盘I/O和网络I/O的性能可能会在迁移过程中受到影响。

网络性能

（一）KVM的网络性能表现

1、virtio - net驱动优势

- virtio - net驱动在KVM网络性能中起着关键作用，它通过减少网络数据包的处理开销，提高了网络传输效率，在高带宽网络环境下，使用virtio - net驱动的KVM虚拟机能够实现接近物理机的网络传输速度，KVM还支持多种网络模式，如桥接模式、NAT模式等，可以根据不同的网络需求进行灵活配置。

2、内核网络栈的集成

- KVM虚拟机的网络功能与Linux内核网络栈紧密集成，Linux内核的网络优化功能，如网络协议栈的优化、网络缓存管理等，能够直接应用于KVM虚拟机的网络性能提升，内核的TCP/IP协议栈优化可以提高KVM虚拟机在网络传输中的可靠性和效率。

（二）VMware的网络性能表现

1、虚拟交换机（vSwitch）技术

- VMware的虚拟交换机（vSwitch）技术为虚拟机提供了网络连接功能，vSwitch具有丰富的网络功能，如VLAN划分、流量控制等，vSwitch的性能在一定程度上受到其软件实现的限制，在高流量网络环境下，vSwitch可能会成为网络性能的瓶颈，当多个虚拟机之间进行大规模数据传输时，vSwitch可能无法满足高速网络的需求，导致网络拥塞。

2、NSX网络虚拟化

- VMware的NSX网络虚拟化技术提供了更高级的网络功能，如网络微分段、分布式防火墙等，虽然NSX增强了网络的安全性和灵活性，但也会对网络性能产生一定的影响，NSX的网络微分段功能需要对网络数据包进行额外的处理，这可能会增加网络延迟。

通过对KVM虚拟机和VMware在架构、CPU性能、内存性能、I/O性能和网络性能等多个方面的比较，可以看出两者在性能方面各有优劣。

KVM作为开源的虚拟化技术，基于Linux内核，在架构上更加精简，能够充分利用内核的各种功能，在CPU性能方面，硬件辅助虚拟化和内核调度的结合使其表现出色；在内存性能上，借助内核内存管理和透明大页技术也有不错的表现；I/O性能方面，virtio驱动和高效的I/O线程模型提高了效率；网络性能得益于virtio - net驱动和内核网络栈集成。

VMware作为商业化的虚拟化解决方案，具有复杂的分层架构和丰富的功能集成，在CPU性能上，通过优化的指令集模拟和资源管理策略满足大部分需求；内存性能方面，内存共享和气球驱动等技术有一定优势；I/O性能通过VMware Tools优化，网络性能借助虚拟交换机和NSX技术提供丰富功能，但在某些情况下也会因复杂的架构和功能带来性能损耗。

在选择KVM虚拟机还是VMware时，需要根据具体的应用场景、预算、对功能和性能的侧重等因素进行综合考虑，如果是追求开源、简洁架构且对成本较为敏感的环境，KVM可能是一个不错的选择；如果需要强大的企业级管理功能、丰富的网络和存储功能，并且预算允许，VMware则更具优势。