Расскажите подробнее о Hyper-V

Краткое описание

Microsoft Hyper-V Server - это гипервизор, встроенный в Windows 2008 Server Core. За счет аппаратной виртуализации предоставляет гостевым системам прямой(!) доступ (т.е. без участия промежуточных виртуальных драйверов, замедляющих работу) к устройствам сервера (диск, память, процессор и т.д.). Официально поддерживает ОС Windows и Linux, на практике - любые ОС соответсвующей архитектуры (FreeBSD, OpenBSD работают без проблем).

Какие основные возможности Windows 2008 Hyper-V?

  1. Поддержка виртуальных сетей (Virtual LAN)
  2. Большой объем памяти для виртуальных машин
  3. Возможность одновременного запуска 32-х битных и 64-х битных машин
  4. До 32GB RAM и 4 CPU для каждой OS
  5. Поддержка одного или нескольких процессоров для виртуальных машин
  6. Поддержка точек восстановления, использующихся для фиксации состояния виртуальной машины в определенные моменты времени. Вы можете вернуться к любой точке восстановления в любое время
  7. Поддержка быстрой миграции, которая позволяет вам переместить виртуальную машину с одного сервера на другой, без выключения этой виртуальной машины,
  8. Поддерживается балансирование нагрузки сети между виртуальными машинами
  9. Интеграция с менеджером Microsoft Virtual Machine Manager (VMM), в качестве основной платформы.

А если копнуть глубже...

Типы решений виртуализации

По сути, существуют три основных вида архитектур, используемых для виртуализации серверов, как показано на рис. 1. Фундаментальные отношения между ними лежат в области отношений между уровнем виртуализации и физическим оборудованием. Под уровнем виртуализации я понимаю уровень программного обеспечения, именуемый монитором виртуальных компьютеров (VMM, не путать с Virtual Machine Manager). Именно этот уровень предоставляет возможность создавать несколько изолированных экземпляров на основе одних и тех же аппаратных ресурсов.

*

Рис 1. Три архитектуры виртуализации

Примером архитектуры VMM типа 2 являются виртуальные компьютеры Java Virtual Machines. Здесь целью виртуализации является создание среды выполнения, внутри которой процесс сможет выполнять набор инструкций, не полагаясь на систему-носитель. В данном случае, изоляция предназначена для различных процессов и позволяет одному приложению работать на различных ОС, не заставляя беспокоиться насчет зависимостей ОС. Виртуализация серверов не попадает в эту категорию.

VMM типа 1 и гибридные VMM — это подходы, с использованием которых обычно можно столкнуться сегодня. Гибридная VMM — это этап, на котором VMM запущена вместе с ОС хост-компьютера и помогает создать виртуальные машины. Примерами гибридных VMM являются Microsoft Virtual Server, Microsoft Virtual PC, VMware Workstation и VMware Player. Следует отметить, что хотя эти типы решений отлично подходят для сценариев клиентов, где виртуальные компьютеры используются лишь в течении части времени, VMM также добавляют существенные системные издержки и, следовательно, не подходят для рабочих нагрузок, интенсивно использующих ресурсы.

В архитектуре VMM типа 1, уровень VMM работает прямо над оборудованием. Это часто называется уровнем гипервизора. Эта архитектура была первоначально разработана IBM в 1960-е годы для мэйнфреймов и недавно стала доступной на платформах x86/x64, как часть ряда решений, включая Windows Server 2008 Hyper-V.

Существуют доступные решения, на которых гипервизор является внедренной частью микропрограммного обеспечения. Это, однако, является лишь вариантом поставки и не влияет на технологию как таковую.

Глядя на VMM типа 1 можно обнаружить, по сути, два основных вида архитектуры решений гипервизора: микроядерную и монолитную. Оба этих подхода, как показано на рис. 2, являются настоящими VMM типа 1, у которых гипервизор установлен прямо на физическое оборудование.

*

Рис. 2. Две модели архитектуры решений гипервизора

Монолитный подход размещает гипервизор/VMM в едином уровне, который также включает большинство требуемых компонентов, таких как ядро, драйверы устройств и стек ввода/вывода. Это подход, используемый такими решениями, как VMware ESX и традиционные системы мэйнфреймов.

Микроядерный подход использует очень тонкий, специализированный гипервизор, выполняющий лишь основные задачи обеспечения изоляции разделов и управления памятью. Этот уровень не включает стека ввода/вывода или драйверов устройств. Это подход, используемый Hyper-V. В этой архитектуре стек виртуализации и драйверы конкретных устройств расположены в специальном разделе, именуемом родительским разделом.

Архитектура Windows Server Hyper-V

Функция Hyper-V, которая должна была составить конкуренцию Vmware ESX Server, изначально создавалась на основе новой микроядерной архитектуры. На рис. 3. показана архитектура Server 2008 Hyper-V.

Рис. 3. Архитектура Server 2008 Hyper-V

В отличие от модели виртуализации на базе хоста Virtual Server, которая требовала запуска функции виртуализации поверх операционной системы компьютера, Hyper-V представляет собой виртуальную среду, работающую непосредственно на аппаратном уровне, без обменов с операционной системой компьютера. Архитектура Hyper-V состоит из гипервизора микроядра, а также родительских и дочерних разделов.

Все версии Hyper-V имеют один родительский раздел. Этот раздел управляет функциями Hyper-V. Из родительского раздела запускается консоль Windows Server Virtualization. Кроме того, родительский раздел используется для запуска виртуальных машин (VM), поддерживающих потоковую эмуляцию старых аппаратных средств. Такие VM, построенные на готовых шаблонах, эмулирующих аппаратные средства, являются аналогами VM, работающих в продуктах с виртуализацией на базе хоста, например Virtual Server.

Гостевые VM запускаются из дочерних разделов Hyper-V. Дочерние разделы поддерживают два типа VM: высокопроизводительные VM на основе архитектуры VMBus и VM, управляемые системой-хостом. В первую группу входят VM с системами Windows Server 2003, Windows Vista, Server 2008 и Linux (поддерживающими Xen). Новую архитектуру VMBus отличает высокопроизводительный конвейер, функционирующий в оперативной памяти, соединяющий клиентов Virtualization Service Clients (VSC) на гостевых VM с провайдером Virtual Service Provider (VSP) хоста. VM, управляемые хостом, запускают платформы, не поддерживающие новую архитектуру VMBus: Windows NT, Windows 2000 и Linux (без поддержки технологии Xen, например SUSE Linux Server Enterprise 10).

Дополнительная информация