Особенности Hyper-V

Подводя итог рассмотрению архитектуры Hyper-V, отметим ряд ключевых особенностей данного решения:

• Поддержка различных гостевых операционных систем, использующихся единовременно, в том числе 32- и 64-битных и различных серверных платформ, как Windows, Linux и т.д.
• Возможность расширения. Hyper-V основан на WMI - стандартах (Windows Management Instrumentation) и API (Application Programming Interfaces), что позволяет оперативно создавать собственные инструменты и утилиты, для усовершенствования платформы виртуализации.
• Балансировка нагрузки сети. Hyper-V может использовать NLB (Windows Network Load Balancing) для балансировки нагрузки между виртуальными машинами, запущенными на разных серверах.
• Микроядерная архитектура. Гипервизор Hyper-V является многоядерным 64-битным, что позволяет поддерживать различные методы повышения производительности и обеспечения безопасности.
• Разделение аппаратных ресурсов. Hyper-V включает Virtualization Service Provider (VSP) и Virtualization Service Client (VSC), архитектура которых обеспечивает расширенный доступ и использование аппаратных ресурсов, таких как жесткие диски, сетевые- и видеокарты.
• Быстрая миграция. Hyper-V предоставляет возможность миграции работающих виртуальных машин с одного физического компьютера на другой. При этом возможности Windows Server 2008 и инструментов управления System Center минимизируют время простоя виртуальной машины.
• Масштабируемость. Hyper-V поддерживает многопроцессорные и многоядерные хосты, что улучшает доступ виртуальных машин к ресурсам памяти. Кроме того, это позволяет поддерживать большее число виртуальных машин в рамках одного хоста, без потери возможности миграции.
• Поддержка SMP - систем (симметричных мультипроцессорных). Hyper-V поддерживает до четырех процессоров в среде одной виртуальной машины, что позволяет использовать преимущества многопоточных приложений.
• Снимки виртуальных машин. Hyper-V позволяет создавать снимки виртуальных машин, что позволяет вернуться в любой момент к предыдущему состоянию (резервное копирование и восстановление виртуальных машин).
• Live Migration. Начиная с Hyper-V R2 появилась возможность переноса виртуальной машины, без потери сетевого соединения, или прерывания в предоставлении сервисов, обеспечиваемых переносимой виртуальной машиной. Live Migration обеспечивает высокую доступность серверов и приложений, упрощает процесс модернизации и сопровождения серверного оборудования.
• Общие тома кластера. Функция Windows Server 2008 R2, которая предоставляет единое пространство имен таким образом, что все узлы кластера видят одно и то же хранилище.
• Поддержка возможности "горячей" замены. Можно добавлять, или удалять виртуальные жесткие диски без необходимости прекращения работы виртуальной машины.
• Режим совместимости процессоров. Можно переносить виртуальные машины на хосты с процессором той же архитектуры (AMD или Intel), что и на первоначальном хосте. К примеру, можно перенести виртуальную машину с хоста с процессоров Intel Core 2 на хост с Intel Pentium 4, или c AMD Opteron на AMD Athlon. Нельзя осуществить миграцию Intel-to-AMD или AMD-to-Intel.

Отметим, что последние четыре особенности относятся только к Hyper-V R2.

Hyper-V поддерживает следующие гостевые операционные системы:

• Windows Server 2008 (x86,x64) SP1\SP2 (R2).
• Windows HPC Server 2008.
• Windows Server 2003 (x86,x64) SP2 R2.
• Windows 2000 Server SP4.
• Windows 7^{1 исключая Home Edition}
• Windows Vista SP1\SP2 SP2^{2 исключая Home Edition} .
• Windows XP Professional SP2\SP3 (в т.ч. x64).
• SUSE Linux Enterprise Server 10 SP3.
• SUSE Linux Enterprise Server 11.
• Red Hat Enterprise Linux 5.2,5.3,5.4,5.5.
• CentOS.

Сравнение с Microsoft Virtual Server

Hyper - V не является ни первым, ни единственным решением виртуализации от Microsoft. Предыдущим решением, используемым для серверной виртуализации являлось MS Virtual Server. В данной части лекции мы приведем сравнение указанных решений.

Для более полной информации об отличиях Hyper-V и MS Virtual Server см. Tulloch M. "Understanding Microsoft Virtualizations Solutions".

Сценарии использования

Для иллюстрации возможностей Hyper-V приведем описания типовых сценариев использования данной технологии.

1. Консолидация серверов.

   Одно из наиболее классических применений технологий виртуализации серверов и рабочих станций - объединение нескольких серверов в единую систему при сохранении изоляции между ними. Преимуществом Hyper-V при этом является снижение общей стоимости владения оборудованием, которое достигается путем снижения требований к самому оборудованию, уменьшения расходов на энергообеспечение, охлаждение, сопровождение, хостинг, сопутствующего оборудования и комплектующих. Кроме того, Hyper-V позволяет объединить в единую среду 32- и 64-битные платформы.
2. Непрерывность предоставления услуг и восстановление после сбоев

   Непрерывность предоставления услуг предприятием достигается за счет минимизации времени плановых и внеплановых простоев. Для этого Hyper-V предоставляет функции резервного копирования и быстрой миграции. Использование отказоустойчивых кластеров Windows Server 2008 R2 Hyper-V позволяет оперативно провести восстановление системы после сбоев даже в случаях территориальной удаленности кластеров.
3. Разработка и тестирование

   Мы уже неоднократно указывали в качестве преимуществ виртуализации ИТ - инфраструктуры именно предоставляемые ею широкие возможности для тестирования и разработки. Технология Hyper-V позволяет смоделировать необходимую среду для тестирования и отладки приложений, без необходимости изменения фактической ИТ - инфраструктуры. Благодаря поддержки технологией Hyper-V большого количества разнообразных гостевых операционных систем, можно снизить затраты на разработку, улучшить качество разрабатываемых решений, упростить процессы тестирования и управления жизненным циклом разработки.
4. Динамический центр обработки данных

   Такие функции Hyper-V, как автоматическая реконфигурация виртуальных машин, гибкое управление ресурсами и быстрая миграция, при интеграции с Microsoft System Center позволяют создавать динамически центры обработки данных для оперативного реагирования при возникновении проблемных ситуаций и т.п.

Термины

Hyper-V - технология виртуализации на основе гипервизора для x64 систем.

Раздел (partition)- логическая единица разграничения, поддерживаемая гипервизором, в которой функционируют операционные системы.

VID (Virtualization Infrastructure Driver) - драйвер виртуальной машины. Осуществляет управление разделами, процессами виртуальной машины и памятью. Является промежуточным звеном между гипервизором и стеком виртуализации.

VM шина - обеспечивает высокоскоростное взаимодействие между родительским и дочерними разделами.

VSC (Virtualization Service Client) - клиент служб виртуализации. Располагается в дочерних разделах, перенаправляет запросы гостевой операционной системы родительскому разделу, через VM шину.

VSP (Virtualization Service Provider) - провайдер служб виртуализации. Располагаются в родительском разделе и обеспечивают доступ дочерних разделов к аппаратным ресурсам.

WinHv (Windows Hypervisor Library) - мост между драйверами операционных систем и гипервизором, который позволяет драйверам вызывать гипервизор с использованием стандартного для Windows соглашения о вызовах.

WMI (Windows Management Instrumentation) - набор инструментов, основанный на API для управления и контроля виртуальных машин.

VMMS (Virtual Machine Management Service) - служба управления виртуальными машинами. Отвечает за управление состоянием виртуальной машины, добавление и удаление устройств и управление снимками виртуальной машины.

Рабочий процесс виртуальной машины - процесс запускаемый родительским разделом для управления виртуальной машиной. Выполняется на уровне пользователя. Для каждого дочернего раздела создается свой рабочий процесс. Решает задачи создания, конфигурации и запуска, приостановления и возобновления работы, сохранения и восстановления состояния виртуальной машины.

Virtual Devices - виртуальные устройства - программные модули, реализующие конфигурацию и управление устройствами для виртуальных машин.

Краткие итоги

В данной лекции мы рассмотрели архитектуру и особенности решения Microsoft Hyper-V для виртуализации серверов, а также типовые сценарии использования данного решения.

Hyper-V технология базируется на гипервизоре первого типа (микроядерная архитектура) и значительно расширяет возможности виртуализации серверов, поскольку поддерживает широкий ряд гостевых операционных систем, а также многоядерную и многопроцессорную структуру виртуальных машин.

Архитектура Hyper-V поддерживает разделы (partition) - логические единицы разграничения. Каждый экземпляр гипервизора должен иметь один родительский раздел с Windows Server 2008.

Особенности работы с Hyper - V будут рассмотрены в "Работа с Hyper - V" и соответствующих практических занятиях.