Hyper -V - Hyper-V

Hyper-V
Vývojáři Microsoft
První vydání 2008 ; Před 13 lety ( 2008 )
Operační systém Windows Server
Windows 8 , Windows 8.1 , Windows 10 , Windows 11 (x64; Pro, Enterprise a Education)
Předchůdce Windows Virtual PC
Typ Nativní hypervisor
webová stránka dokumenty .microsoft .com /en-us /virtualizace /hyper-v-on-windows /o /

Microsoft Hyper-V s kódovým označením Viridian a krátce známý před jeho vydáním jako Windows Server Virtualization , je nativní hypervisor ; může vytvářet virtuální stroje na systémech x86-64 se systémem Windows . Počínaje Windows 8 , Hyper-V nahradil Windows Virtual PC jako hardwarovou virtualizační komponentu klientských edic Windows NT . Počítač serveru běží Hyper-V je možné nakonfigurovat tak, aby vystavit jednotlivé virtuální stroje s jednou nebo více sítěmi. Hyper-V byl poprvé vydán se systémem Windows Server 2008 a je k dispozici bez dalších poplatků od Windows Server 2012 a Windows 8. Samostatný Windows Hyper-V Server je zdarma, ale pouze s rozhraním příkazového řádku .

Dějiny

Beta verze Hyper-V byla dodána s určitými edicemi x86-64 systému Windows Server 2008. Finalizovaná verze byla vydána 26. června 2008 a byla dodána prostřednictvím služby Windows Update . Hyper-V byla od té doby vydána s každou verzí systému Windows Server.

Microsoft poskytuje Hyper-V prostřednictvím dvou kanálů:

  1. Část systému Windows: Hyper-V je volitelná součást systému Windows Server 2008 a novějších. Je také k dispozici v x64 SKU pro edice Pro a Enterprise pro Windows 8 , Windows 8.1 a Windows 10 .
  2. Server Hyper-V: Jedná se o bezplatnou verzi systému Windows Server s omezenými funkcemi a komponentou Hyper-V.

Server Hyper-V

Hyper-V Server 2008 byl vydán 1. října 2008. Skládá se z role Windows Server 2008 Server Core a role Hyper-V; ostatní role Windows Server 2008 jsou zakázány a služby Windows jsou omezené . Server Hyper-V Server 2008 je omezen na rozhraní příkazového řádku používané ke konfiguraci hostitelského operačního systému, fyzického hardwaru a softwaru. Rozhraní CLI ovládané z nabídky a některé volně stahovatelné soubory skriptů zjednodušují konfiguraci. Server Hyper-V navíc podporuje vzdálený přístup prostřednictvím připojení ke vzdálené ploše . Správa a konfigurace hostitelského operačního systému a hostujících virtuálních počítačů se však obecně provádí prostřednictvím sítě pomocí konzoly Microsoft Management Console na jiném počítači se systémem Windows nebo System Center Virtual Machine Manager . To umožňuje mnohem snazší konfiguraci „point and click“ a monitorování serveru Hyper-V.

Server Hyper-V Server 2008 R2 (edice systému Windows Server 2008 R2 ) byl k dispozici v září 2009 a obsahuje Windows PowerShell v2 pro lepší ovládání CLI. Vzdálený přístup k serveru Hyper-V vyžaduje konfiguraci CLI síťových rozhraní a brány Windows Firewall. Také použití počítače se systémem Windows Vista ke správě serveru Hyper-V Server 2008 R2 není plně podporováno.

Architektura

Blokové schéma Hyper-V ukazující hromádku čtyř vrstev od hardwaru po uživatelský režim
Hyper-V architektura

Hyper-V implementuje izolaci virtuálních počítačů z hlediska oddílu . Oddíl je logická izolační jednotka podporovaná hypervisorem, ve které se spouští každý hostovaný operační systém . V instanci hypervisoru musí být alespoň jeden nadřazený oddíl se spuštěnou podporovanou verzí systému Windows Server (2008 a novější). Virtualizační software běží v nadřazeném oddílu a má přímý přístup k hardwarovým zařízením. Nadřazený oddíl vytváří podřízené oddíly, které hostují hostující operační systémy. Nadřazený oddíl vytváří podřízené oddíly pomocí hypercall API, což je rozhraní pro programování aplikací vystavené Hyper-V.

Podřízený oddíl nemá přístup k fyzickému procesoru ani nezpracovává jeho skutečná přerušení . Místo toho má virtuální pohled na procesor a běží na virtuální adrese hosta , což v závislosti na konfiguraci hypervisoru nemusí nutně být celý virtuální adresní prostor . V závislosti na konfiguraci virtuálního počítače může Hyper-V vystavit každému oddílu pouze podmnožinu procesorů. Hypervisor zpracovává přerušení procesoru a přesměruje je na příslušný oddíl pomocí logického řadiče přerušení (SynIC). Hyper-V může hardwarově urychlit překlad adres hostovaných virtuálních adresních prostorů pomocí překladu adres druhé úrovně poskytovaného CPU, označovaného jako EPT na Intel a RVI (dříve NPT) na AMD.

Podřízené oddíly nemají přímý přístup k hardwarovým prostředkům, ale místo toho mají virtuální pohled na prostředky, pokud jde o virtuální zařízení . Jakýkoli požadavek na virtuální zařízení je přes VMBus přesměrován na zařízení v nadřazeném oddílu, který bude požadavky spravovat. VMBus je logický kanál, který umožňuje komunikaci mezi oddíly. Odpověď je také přesměrována přes VMBus. Pokud jsou zařízení v nadřazeném oddílu také virtuální zařízení, bude přesměrováno dále, dokud nedosáhne nadřazeného oddílu, kde získá přístup k fyzickým zařízením. Nadřazené oddíly používají poskytovatele virtualizačních služeb (VSP), který se připojuje k VMBus a zpracovává požadavky na přístup k zařízení z podřízených oddílů. Virtuální zařízení podřízeného oddílu interně provozují klienta virtualizační služby (VSC), který přesměruje požadavek na VSP v nadřazeném oddílu prostřednictvím VMBus. Celý tento proces je pro hostující OS transparentní.

Virtuální zařízení mohou mimo jiné využívat také funkci virtualizace systému Windows Server s názvem Enlightened I/O pro úložné, síťové a grafické subsystémy. Enlightened I/O je specializovaná implementace virtuálních komunikačních protokolů na vysoké úrovni, jako je SCSI , která umožňuje obejít jakoukoli vrstvu emulace zařízení a přímo využívá výhod VMBus. Díky tomu je komunikace efektivnější, ale vyžaduje, aby hostující OS podporoval Enlightened I/O.

V současné době podporují Enlightened I/O pouze následující operační systémy, což jim umožňuje běžet rychleji jako hostované operační systémy pod Hyper-V než jiné operační systémy, které potřebují používat pomaleji emulovaný hardware:

Požadavky na systém

Role Hyper-V je k dispozici pouze ve verzích x86-64 Standard, Enterprise a Datacenter edice Windows Server 2008 a novějších, jakož i edic Pro, Enterprise a Education Windows 8 a novějších. Na Windows Server jej lze nainstalovat bez ohledu na to, zda je instalace úplnou nebo základní instalací. Hyper-V lze navíc zpřístupnit jako součást operačního systému Hyper-V Server, což je bezplatná verze systému Windows Server. Ať tak či onak, hostitelský počítač potřebuje následující.

Velikost paměti přiřazené virtuálním počítačům závisí na operačním systému:

  • Windows Server 2008 Standard podporuje až 31 GB paměti pro běh virtuálních počítačů, plus 1 GB pro hostitelský operační systém.
  • Windows Server 2008 R2 Standard podporuje až 32 GB, ale edice Enterprise a Datacenter podporují až 2 TB. Server Hyper-V Server 2008 R2 podporuje až 1 TB.
  • Windows Server 2012 podporuje až 4 TB.

Počet CPU přiřazených jednotlivým virtuálním strojům také závisí na operačním systému:

  • Windows Server 2008 a 2008 R2 podporují 1, 2 nebo 4 CPU na VM; totéž platí pro Hyper-V Server 2008 R2
  • Windows Server 2012 podporuje až 64 procesorů na virtuální počítač

Existuje také maximum pro počet souběžně aktivních virtuálních počítačů.

  • Windows Server 2008 a 2008 R2 podporují 384 na server; Hyper-V Server 2008 podporuje totéž
  • Windows Server 2012 podporuje 1024 na server; totéž platí pro Hyper-V Server 2012
  • Windows Server 2016 podporuje 8 000 na klastr a na uzel

Podporovaní hosté

Windows Server 2008 R2

Následující tabulka uvádí podporované hostující operační systémy na Windows Server 2008 R2 SP1.

Hostující operační systém Virtuální CPU
OS Edice Číslo Architektura
Windows Server 2012 Hyper-V, Standard, Datacenter 1–4 x86-64
Windows Home Server 2011 Standard 1–4 x86-64
Windows Server 2008 R2 SP1 Web, Standard, Enterprise, Datacenter 1–4 x86-64
Windows Server 2008 SP2 Web, Standard, Enterprise, Datacenter 1–4 IA-32 , x86-64
Windows Server 2003 R2 SP2 Web, Standard, Enterprise, Datacenter 1 nebo 2 IA-32 , x86-64
Windows 2000 SP4 Profesionální, server, pokročilý server 1 IA-32
Windows 7 Profesionální, Enterprise, Ultimate 1–4 IA-32 , x86-64
Windows Vista Business, Enterprise, Ultimate 1–4 IA-32 , x86-64
Windows XP SP3 Profesionální 1 nebo 2 IA-32 , x86-64
Windows XP SP2 Professional, Professional x64 Edition 1 IA-32 , x86-64
SUSE Linux Enterprise Server 10 SP4 nebo 11 SP1 – SP3 N/A 1–4 IA-32 , x86-64
Red Hat Enterprise Linux 5.5–7.0 Red Hat kompatibilní jádro 1–4 IA-32 , x86-64
CentOS 5,5–7,5 N/A 1–4 IA-32 , x86-64
Ubuntu 12.04–20.04 Jádro kompatibilní s Debianem 1–4 IA-32 , x86-64
Debian 7.0 Jádro kompatibilní s Debianem 1–4 IA-32 , x86-64
Oracle Linux 6.4 Red Hat kompatibilní jádro 1–4 IA-32 , x86-64

Fedora 8 nebo 9 nejsou podporovány; byly však hlášeny ke spuštění.

Podpora třetích stran pro FreeBSD 8.2 a novější hosty je poskytována prostřednictvím partnerství mezi NetApp a Citrix . To zahrnuje emulované i paravirtualizované provozní režimy a také několik integračních služeb HyperV.

Produkty virtualizace desktopů ( VDI ) od společností třetích stran (například Quest Software vWorkspace, Citrix XenDesktop, Systancia AppliDis Fusion a Ericom PowerTerm WebConnect) poskytují možnost hostovat a centrálně spravovat desktopové virtuální stroje v datovém centru a zároveň koncovým uživatelům poskytovat plnou Zkušenosti s počítačem na PC.

Hostující operační systémy s osvícenými I/O a jádrem s hypervisorem, jako je Windows Server 2008 a novější verze serveru, Windows Vista SP1 a novější klienti a nabídky od Citrix XenServer a Novell, budou moci lépe využívat hostitelské zdroje, protože ovladače VSC v tito hosté komunikují s VSP přímo přes VMBus. Neosvícené operační systémy poběží s emulovanými I/O; Nicméně, integrace komponent (které zahrnují ovladače VSC) jsou k dispozici pro Windows Server 2003 SP2, Windows Vista SP1 a Linux pro dosažení lepšího výkonu.

Podpora Linuxu

20. července 2009 společnost Microsoft odeslala ovladače Hyper-V k zahrnutí do jádra Linuxu podle podmínek GPL . Společnost Microsoft byla povinna odeslat kód, když bylo zjištěno, že začlenili síťový ovladač Hyper-V s komponentami licencovanými GPL staticky propojenými s binárními soubory s uzavřeným zdrojem. Jádra začínající na 2.6.32 mohou zahrnovat vestavěnou podporu paravirtualizace Hyper-V, která zlepšuje výkon virtuálních hostujících systémů Linux v hostitelském prostředí Windows. Hyper-V poskytuje základní virtualizační podporu pro hosty Linuxu ihned po vybalení. Paravirtualization podpora vyžaduje instalaci ovladačů Linux Integration Components nebo Satori InputVSC. V Hyper -V lze také paravirtualizovat hostované distribuce Linuxu podporující Xen . Od roku 2013 společnost Microsoft tímto způsobem oficiálně podporovala pouze SUSE Linux Enterprise Server 10 SP1/SP2 (x86 a x64), i když by měl být možné spustit jakýkoli Linux s podporou Xen. V únoru 2008 Red Hat a Microsoft podepsaly virtualizační pakt pro interoperabilitu hypervisoru s jejich příslušnými serverovými operačními systémy, aby mohla být Red Hat Enterprise Linux 5 oficiálně podporována na Hyper-V.

Při pohledu na kód Hyper-V, který společnost Microsoft zaslala jádru Linuxu, bylo zjištěno, že někdo uvnitř společnosti Microsoft uložil konstantu v šestnáctkové soustavě jako „0x__B16B00B5__“. V hexspeaku to znamená „VELKÉ BOOBSY “. Poté, co se to zjistilo, se Microsoft za incident omluvil a odeslal opravu ke změně hodnoty.

Windows Server 2012

Hyper-V v systému Windows Server 2012 a Windows Server 2012 R2 mění výše uvedený seznam podpory takto:

  1. Hyper-V v systému Windows Server 2012 přidává podporu pro Windows 8.1 (až 32 procesorů) a Windows Server 2012 R2 (64 procesorů); Hyper-V v systému Windows Server 2012 R2 přidává podporu pro Windows 10 (32 procesorů) a Windows Server 2016 (64 procesorů).
  2. Minimální podporovaná verze CentOS je 6.0.
  3. Minimální podporovaná verze Red Hat Enterprise Linux je 5.7.
  4. Maximální počet podporovaných procesorů pro operační systémy Windows Server a Linux se zvýšil ze čtyř na 64.

Windows Server 2012 R2

Hyper-V na Windows Server 2012 R2 přidal VM 2. generace.

Zpětná kompatibilita

Hyper-V, jako Microsoft Virtual Server a Windows Virtual PC , ukládá každý hostující OS do jednoho virtuálního souboru na pevném disku. Podporuje starší formát .vhd i novější .vhdx . Starší soubory .vhd z Virtual Server 2005, Virtual PC 2004 a Virtual PC 2007 lze kopírovat a používat v Hyper-V, ale jakýkoli starý software pro integraci virtuálních počítačů (ekvivalenty Hyper-V Integration Services) musí být z virtuálního počítače odstraněn. Poté, co je migrovaný hostující OS nakonfigurován a spuštěn pomocí Hyper-V, hostující OS detekuje změny (virtuálního) hardwaru. Instalací „Hyper-V Integration Services“ se nainstaluje pět služeb za účelem zlepšení výkonu a současně se přidají nové ovladače pro video a síťové karty pro hosty.

Omezení

Zvuk

Hyper-V virtualizuje zvukový hardware. Před Windows 8.1 a Windows Server 2012 R2 bylo možné tento problém vyřešit připojením k virtuálnímu počítači pomocí připojení ke vzdálené ploše přes síťové připojení a pomocí jeho funkce přesměrování zvuku. Windows 8.1 a Windows Server 2012 R2 přidávají rozšířený režim relace, který poskytuje přesměrování bez připojení k síti.

Průchod optických jednotek

Optické jednotky virtualizované v hostovaném virtuálním počítači jsou jen pro čtení. Oficiálně Hyper-V nepodporuje optické jednotky hostitele/root operačního systému, které by se mohly přenášet na hostujících virtuálních počítačích. V důsledku toho není podporováno vypalování na disky, zvukové disky CD, video CD/DVD-Video; existuje však řešení pomocí protokolu iSCSI . O nastavení cíle iSCSI na hostitelském počítači pomocí optické jednotky pak může hovořit standardní iniciátor Microsoft iSCSI. Společnost Microsoft vyrábí vlastní software iSCSI Target nebo lze použít alternativní produkty třetích stran.

Ovládání VT-x/AMD-V

Hyper-V používá VT-x na Intel nebo AMD-V na virtualizaci AMD x86 . Vzhledem k tomu, že Hyper-V je nativní hypervisor , pokud je nainstalován, software třetích stran nemůže používat VT-x nebo AMD-V. Emulátor zařízení Intel HAXM Android (používaný systémem Android Studio nebo Microsoft Visual Studio ) například nelze spustit, pokud je nainstalován Hyper-V.

Klientské operační systémy

x64 SKU Windows 8, 8.1, 10 Pro, Enterprise, Education, přicházejí se speciální verzí Hyper-V s názvem Client Hyper-V.

Funkce přidané podle verze

Windows Server 2012

Windows Server 2012 představil v Hyper-V mnoho nových funkcí.

  • Rozšiřitelný virtuální přepínač Hyper-V
  • Virtualizace sítě
  • Více nájemců
  • Fondy zdrojů úložiště
  • Formát disku .vhdx podporující virtuální pevné disky až 64 TB s odolností proti výpadku napájení
  • Virtuální Fibre Channel
  • Přenesený přenos dat
  • Replika Hyper-V
  • Meziprostorové připojení
  • Cloudové zálohování

Windows Server 2012 R2

V systému Windows Server 2012 R2 společnost Microsoft představila další sadu nových funkcí.

  • Sdílený virtuální pevný disk
  • Kvalita služby úložiště
  • Virtuální stroj 2. generace
  • Vylepšený režim relace
  • Automatická aktivace virtuálního stroje

Windows Server 2016

Hyper-V v systémech Windows Server 2016 a Windows 10 1607 přidává

  • Vnořená virtualizace (pouze procesory Intel, hostitelské i hostované instance Hyper-V musí být Windows Server 2016 nebo Windows 10 nebo novější)
  • Discrete Device Assignment (DDA), umožňující přímé předávání kompatibilních zařízení PCI Express hostujícím virtuálním strojům
  • Kontejnery Windows (k dosažení izolace spíše na úrovni aplikace než na úrovni operačního systému)
  • Stíněné virtuální počítače využívající vzdálené atestační servery
  • Monitorování využití zdrojů hostitelského CPU hostem a ochrana (omezení využití CPU hostem)

Windows Server 2019

Hyper-V v systému Windows Server 2019 a Windows 10 1809 přidává

  • Vylepšení štítovaných virtuálních počítačů včetně kompatibility s Linuxem
  • Šifrované sítě virtuálních počítačů
  • vSwitch Příjem segmentu sloučení
  • Vícefronta dynamického virtuálního počítače (d. VMMQ)
  • Podpora trvalé paměti
  • Významná vylepšení funkcí a výkonu pro Storage Spaces Direct a Failover Clustering

Viz také

Reference

Další čtení

  1. „Funkční specifikace nejvyšší úrovně hypervisoru“ . Microsoft . 2016 . Citováno 2017-04-04 .
  2. Koens, Dimitri (2013). „Rychlá reference Hyper-V“ (PDF) . Dimension IT TV . Citováno 2017-04-04 .
  3. Howard, John (2006). „Prezentační snímky WinHEC 2006“ . Virtualizační blog . Microsoft . Archivovány od originálu na 2015-12-20 . Citováno 2017-04-04 .
  4. Radzikowski, Przemek (2009). "Srovnávání Hyper-V na Windows Server 2008 R2 x64" . Citováno 2017-04-04 .
  5. Posey, Brien; Zerger, Pete; Henley, Chris (2013). Praktická příručka: Porozumění Hyper-V v systému Windows Server 2012 . Software Veeam . Archivovány od originálu na 2014-04-13 . Citováno 2017-04-04 .

externí odkazy