Приложение A. Архитектура и компоненты Hyper-V

Виртуализация не является новым свойством или технологией, которую любой решил иметь в своей среде сегодня ночью. на самом деле она достаточно древняя. В середине 60-х имелся ряд компьютеров, которые применяли виртуализацию, например, такие как IBM M44/44X, в которых могли исполняться множество виртуальных машин с применением абстракций оборудования и программного обеспечения. Она известна как первая система с виртуализацией и прородительница самого термина виртуальная машина.

Хотя Hyper-V переживает свою пятую версию, технология виртуализации Microsoft очень зрелая. Всё началось в 1988 году в компании с названием Connectix. Она имела такие инновационные продукты как Connectix Virtual PC и Virtual Server, эмуляцию программного обеспечения x86 для Mac, Windows и OS/2.

В 2003 Microsoft приобрёл Connectix и годом позже выпустил Microsoft Virtual PC и Microsoft Virtual Server 2005. После целого ряда улучшений в архитектуре на протяжении проекта Viridian, Microsoft выпустил в 2008 Hyper-V, вторая версия появилась в 2009 (Windows Server 2008 R2), третья в 2012 (Windows Server 2012), а годом позже в 2013 была выпущена четвёртая версия (Windows Server 2012 R2), текущая версия под номером пять появилась в 2016 (Windows Server 2016).

В последние годы Microsoft доказал, что Hyper-V является сильным, конкурентоспособным решением для виртуализации серверов и предоставляет масштабируемую, гибкую инфраструктуру, высокие доступность и надёжность. Чтобы лучше понять различные модели виртуализации и то, ак создаются и управляются сами ВМ в Hyper-V, очень важно ознакомиться с его ядром, архитектурой и компонентами. Осуществив это, вы поймёте как он работает; вы сможете сравнить его с прочими решениями и легко выявлять неисправности.

Microsoft давно заявляла клиентам, что центры обработки данных Azur получают всю мощь от Microsoft Hyper-V и грядущий Azur Stack на самом деле позволит нам исполнять Azur в наших собственных центрах обработки данных поверх Windows Server 2016 Hyper-V.

Для получения дополнительной информации воспользуйтесь, пожалуйста, ссылкой: https://azure.microsoft.com/en-us/overview/azure-stack/.

за прошедшие годы Microsoft Hyper-V доказал, что он является масштабируемой платформой виртуализации любой и располагающейся где угодно рабочей нагрузки без каких либо исключений.

Данное приложение содержит хорошее объяснение наиболее важных компонентов архитектуры Hyper-V и сравнивает их с прочими версиями.

Общее представление о гипервизорах

VMM (Virtual Machine Manager, Диспетчер виртуальных машин), также известный как Hypervisor (Гипервизор), является тем программным обеспечением, которое отвечает за исполнение множества ВМ в одной системе. Он также отвечает за создание, сохранность, деление, доступ к системе и управление ВМ на уровне Гипервизора.

Имеются следующие типы Гипервизоров:

  • VMM 1 типа

  • Гибридный VMM

  • VMM 2 типа

ВММ 2 типа

Данный тип Гипервизора исполняется поверх имеющейся ОС. В основании у нас имеется оборудование, сама ОС и затем Гипервизор, работающий поверх них, как это отображается на следующей схеме:

 

Рисунок 1



Microsoft Virtual PC и VMware Workstation являются примерами программного обеспечения, которое применяет VMM 2 типа.

ВМ передают аппаратные запросы в Гипервизор, оттуда в ОС хоста и затем они наконец достигают самой аппаратуры. Это влечёт за собой ограничения на производительность и управление, вызываемые ОС хоста.

Тип 2 обычен для сред тестирования - ВМ с ограничениями оборудования - для исполнения прикладных программных средств, устанавливаемых в ОС самого хоста.

Гибридный ВММ

Когда мы применяем Гибридный тип VMM, Гипервизор работает на том же самом уровне, что и ОС, как это отображено на схеме внизу. Поскольку и Гипервизор, и ОС имеют один и тот же доступ к общим аппаратным средствам, причём с одним и тем же приоритетом, это не так быстро и безопасно, как могло бы быть. Этот тип применялся в предшественнике Hyper-V с названием Microsoft Virtual Server 2005:

 

Рисунок 2



ВММ 1 типа

VMM 1 типа является той разновидностью, которая имеет Гипервизор исполняющимся в тонком программном уровне между оборудованием и имеющимися разделами (partitions), а также управляет и координирует (orchestrating) доступ к аппаратным средствам. ОС самого хоста, называемая Родительским разделом (Parent Partition), работает на том же самом уровне, что и Дочерний раздел (Child Partition), называемый ВМ, что отображено на схеме внизу. Благодаря привилегированному доступу к аппаратным средствам, который имеется у Гипервизора, ему предоставляется большие безопасность, производительность и управление, нежели имеется у всех разделов. Данный тип применяется Hyper-V начиная с его первого выпуска:

 

Рисунок 3



Архитектура Hyper-V

Знание того как работает Hyper-V и как построена его архитектура сделает для вас более простым понимание его концепций и действий. Последующие разделы изучат наиболее важные компоненты в Hyper-V.

Windows до Hyper-V

Прежде чем мы погрузимся в подробности архитектуры Hyper-V, будет проще понять что произойдёт после установки Hyper-V, взглянув на Windows без Hyper-V, что отображено на схеме внизу:

 

Рисунок 4



В установленном обычным образом Windows доступ инструкция подразделяется на четыре уровня привилегий в процессоре, называемых Кольцами (Ring). Наиболее привилегированным является Ring 0, имеющий прямой доступ к оборудованию и именно в нём располагается Ядро (Kernel) Windows. Ring 3 отвечает за размещение пользовательского уровня и именно в нём исполняется большая часть приложений с наинизшим уровнем привилегий доступа.

Windows после Hyper-V

После установки Hyper-V ему необходимы более высокие привилегии, чем имеются у Ring 0. Помимо этого он должен иметь выделенный доступ ко всему оборудованию. Это возможно благодаря новым возможностям самых последних создаваемых Intel и Amd процессоров, называемых Intel-VT и AMD-V, соответственно, которые позволяют создание пятого кольца с названием Ring -1. Hyper-V применяет это кольцо для добавления своего Гипервизора, имеющего более высокие привилегии и выполняющегося под Ring 0, управляющим всем доступом к физическим компонентам, как это отображает следующая схема:

 

Рисунок 5



Сама архитектура ОС претерпевает некоторые изменения после установки Hyper-V. Сразу после первой загрузки, файл Начальной загрузки операционной системы (Operating System Boot Loader, winload.exe) проверяет используемый процессор и загружает образ Гипервизора в -1 Кольцо (применяя соответствующие файлы Hvix64.exe для процессоров Intel и Hvax64.exe для процессоров AMD. Затем Windows Server устанавливается для работы поверх Гипервизора и все ВМ работают в нём.

После установки Hyper-V Windows Server имеет тот же самый уровень привилегий, что и ВМ и отвечает за управление ВМ с использованием различных компонентов.

Компоненты архитектуры Hyper-V

Hyper-V имеет множество компонентов, которые отвечают за предоставление решения повсеместного управления ВМ и свою ОС управления (Management OS). Приводимая ниже схема показывает наиболее важные компоненты Hyper-V, которые будут объясняться в последующих разделах:

 

Рисунок 6



Гипервизор

Небольшой Гипервизор Hyper-V (почти 20 МБ) отвечает за управление, отделение и контроль доступа к разделам (Partitions). Кроме того он отвечает за изоляцию всех разделов друг от друга в высокой безопасностью и надёжностью.

Разделы

При наличии Hyper-V сама ОС хоста и все ВМ исполняются и разделяют одни и те же доступ и привилегии в Гипервизоре и все они носят название Разделов (Partitions). Однако ОС хоста исполняет последовательности компонентов для управления своими ВМ и по этой причине имеет название Родительского раздела (Parent partition) или ОС управления, а ВМ называются Дочерними разделами (Child partitions) или Гостевыми ОС.

Стек виртуализации

Создание и исполнение ВМ осуществляется последовательностью виртуальных устройств и программных компонентов, имеющих название Стека виртуализации, который исполняется в Родительском разделе. Эти последовательности компонент работают совместно со своим Гипервизором.

VSP (Virtualization Service Provider Поставщик службы виртуализации) является компонентом, который управляет запросами ввода/ вывода в основании данной ВМ в её Родительском разделе. VMBus (Virtual Machine Bus, Шина виртуальной машины) отвечает за обмен данными, обслуживание и доставку устройств между разделами Родителя и Дочерними через выделенные каналы, доступные между VSP и VSCs (Virtualization Service Clients, Виртуальными службами клиентов). VSP применяет VMBus для взаимодействия с Дочерними разделами используя VSCs для предоставления синтетических (искусственных) драйверов, исполняющихся в Дочерних разделах.

Для каждой запущенной ВМ в её Родительском разделе создаётся рабочий процесс (Worker process). Рабочий процесс и VMMS (Virtual Machine Management Service, Служба управления Виртуальными машинами) являются компонентами режима пользователя, которые предоставляют Родительскому разделу ту самую возможность создания, запуска, останова, сохранения и удаления ВМ. Все эти задачи координируются VID (Virtual Infrastructure Driver, Драйвером виртуальной инфраструктуры), который управляет взаимодействием между Родительским и Дочерними разделами.

Сопоставление Информированного (высокая производительность) и Эмулированного (низкая производительность)

Доступ между разделами и Гипервизором осуществляется специальным интерфейсом, имеющим название Гипервызовов (Hypercall). Это обеспечивает то, что все ВМ могут осуществлять доступ к оборудованию с использованием таких компонентов как VID, VMBus, VSCs и VSPs. Эти механизмы предоставляются в процессе установки ICs (Integration Components, Компонентов интеграции). Некоторые операционные системы Windows и Linux имеют уже установленные в их Ядрах (Kernel) пакеты компонентов интеграции. Имеющие эти компоенеты ВМ имеют название Информированных ВМ (Enlightened VM). Для старых ОС или ОС не имеющих такой поддержки, сам Родительский раздел перехватывает взаимодействие ВМ, эмулируя все Гипервызовы. Результатом является более низкая производительность, поскольку ОС управления требуется работать в качестве моста чтобы сделать возможным доступ всем ВМ к имеющемуся оборудованию. Именно поэтому очень важно чтобы все имеющиеся ВМ работали с самой последней версией IC.

Улучшения резервного копирования

В Windows Server 2016 Hyper-V, Microsoft сделал достаточно значительные изменения в имеющуюся архитектуру резервного копирования. Они дают Hyper-V такую поддержку, что любой, включая партнёров резервного копирования, может осуществлять запросы к WMI Hyper-V и запрашивать моментальные снимки VSS (Volume Shadow Copy Service, Службы теневой копии тома) для любой ВМ, а затем двигаться далее и сделать независимым весь процесс резервного копирования.

В Hyper-V Windows Server 2016 вся архитектура резервного копирования выглядит аналогично приводимой ниже схеме:

 

Рисунок 7



Как вы видите на схеме, внизу у нас имеется наш хост Hyper-V; приложение резервного копирования вначале вызывает WMI Hyper-V для получения всех ВМ, для которых оно желает выполнить резервное копирование в любом Наборе бекапов и затем данное приложение резервного копирования вызовет VSS и VDS (Virtual Disk Service, Службу виртуального диска) для организации (orchestrate) отдельного моментального аппаратного снимка в сервере хранения. Основная цель здесь состоит в получении модели, при которой вне зависимости от того, сколько у вас имеется ВМ, а ткаже вне зависимости от имеющегося у вас масштаба она не должна оказывать воздействие на вашу систему.

Если мы сравним резервное копирование с предыдущим редакциями Hyper-V, имелось два возможных варианта осуществления моментальных снимков:

  • Первый состоял в моментальном снимке данной ВМ, а второй заключался в снимке на основании оборудования, причём эти две операции были тесно взаимосвязаны, поэтому вы не могли выполнять одну, не осуществляя другую. Однако в Hyper-V Windows Server 2016 все приложения резервного копирования затрачивают тот же самый промежуток времени, который необходим для получения Набора ВМ (Set of VM) с согласованными данными, а затем осуществлять аппаратный моментальный снимок как отдельную операцию, что является основным изменением в Windows Server 2016.

  • Вторым улучшением, над которым работает Microsoft являпется новая технология с названием RCT (Resilient Change Tracking, Эластичное отслеживание изменений) и MRT (Modified Region Table, Таблица изменённой области).

Для RCT и MRT имеются две цели. Первая состоит в улучшении резервного копирования всех предыдущих архитектур Hyper-V, что имело результатом полное резервное копирование всех виртуальных жёстких дисков данных ВМ, что означает, что всякий раз, когда вы выполняете резервное копирование (ежедневное, выполняемое каждый час или какое- либо другое), все данные отправляются через сетевую среду всякий раз и всегда, причём эта архитектура не может достаточно хорошо масштабироваться. Следовательно, чтобы избежать отправки всех необходимых даныых через имеющуюся сетевую среду, все производители резервного копирования, в настоящее время, реализуют фильтрацию файловой системы для отслеживания изменений блоков в данном хранилище, однако наличие сторонних фильтров файловой системы в ядре ОС хоста является потенциально приводящей к крушению системы ошибкой, а вторая проблема будет воздействовать на профилирвоание производительности хранилища. В Windows Server 2016 Microsoft построил некоторую систему, в которой у вовсе вас нет нужды помещать какой- либо фильтр файловой системы, имеется расширенный период времени, в течени и которого все ВМ будут исполняться с файлами .avhdx, или дисками приращений, причём Microsoft старается подавить воздействие этого на производительность.

В Windows Server 2016, Microsoft предоставляет естественное отслеживание изменение блока как некоторую часть всей платформы. При помощи RCT и MRT он может получать таблицу размещения блоков, которая имеется в каждом файле виртуального жёсткого диска (.VHDX), а также хранить отслеживание всех изменённых блоков; однако они не записывают эти данные, поскольку конкретное приложение резервного копирования имеет ещё где-то копию первоначальных данных, что тем самым предотвращает двойное копирование таких данных. Величайшее достижение RCT и MRT состоит в том, что они тесно вплетены в файл VHDX; таким образом, где бы не существовал этот файл, они остаются вместе с ним, что очень очень удобно когда дело доходит до сценариев мобильности ВМ и устойчивости к разрушению файла VHDX.

Файл MRT записывается в режиме сквозной записи и применяет крупную грануляцию отслеживания; в то время как файл RCT имеет более тонкую грануляцию и применяет обычную запись. Режим сквозной записи (write-through) обеспечивает даже в случае внезапной утраты электропитания сам файл MRT всё ещё будет иметь надлежащую запись того, что было изменено на данном диске. Файл RCT имеет более тонкую гранулированность (16k)для лучшего соответствия сценарию, необходимому на протяжении обычных действий. Эти файли были разделены для улучшения общей производительности хранения. Весь файл RCT не будет превышать 6 МБ, а файл MRT не будет расти выше 76 кБ.

Следующий снимок экрана отображает отслеживание изменения блока в Hyper-V Windows Server 2016 в процессе операции резервного копирования:

 

Рисунок 8



Имеются два важных момента применения VHDX, о которых следует знать, если вы планируете исполнять ВМ с VHD вместо VHDX в Windows Server 2016, поскольку если ваша ВМ имеет версию 5.0, тогда вы не получите каких- либо преимуществ от поддержки RCT. Применение ВМ с настройкой версии 5.0 может иметь место на хостах, работающих под управлением Windows Server 2012 R2 и 2012 R2, которые не поддерживают RCT; поэтому если вы находитесь в любой из этих ситуаций, вы получите воздействие на производительность в процессе резервного копирования, поскольку Microsoft в данном случае не будет применять RCT и вместо этого будет использовать диск приращений (аналогично Windows Server 2012 R2). Microsoft также поддерживает резервное копирование для гостевых кластеров в Windows Server 2016 с применением инфраструктуры RCT, причём гостевые кластеры являются группами ВМ, совместно использующими виртуальные жёсткие диски. Однако, для того чтобы осуществлять это, Microsoft ввёл новый формат файла с названием VHDX (VHD Set) VHDS является очень маленьким файлом, который имеет целую пачку файлов .avhdx, сопровождающих его.

С введенирем файла набора VHD (VHD Set), Microsoft может получать преимущество такого хранения моментального снимка и затем обновлять все настройки ВМ чтобы соответствовать правильной конфигурации. Сам файл VHDS является файлом относительных ссылок и содержит метаданные контрольных точек. Никакие данные пользователей не хранятся в самом файле VHDS. Вы можете представлять себе файл VHDS как внешний файл совместно используемых между ВМ (гостевыми кластерами) настроек, поскольку в Windows Server 2012 R2, если у вас есть две ВМ, использующих совместно файл VHDX, тогда каждая ВМ имеет свой собственный файл настроек, что создаёт существенные проблемы при обновлении метаданных и повторной синхронизации всех имеющихся изменений. Однако, в Windows Server 2016, если у вас имеются две ВМ гостевого кластера, причём каждая имеет свою собственную конфигурацию, зависящую от совместно используемого файла VHDS, который является на самом деле файлом настроек, это делает для нас возможным иметь одно место для обновлений в случае, когда присутствуют изменения в лежащем в основе всего хранилище. Файл Набора VHD (VHD Set) позволяет решать проблемы, связанные с координацией обновлений во всех конфигурациях ВМ путём централизации всех путей файлов VHD в едином файле Набора VHD. Файл Набора VHD также предоставляет использование в GUI или в PowerShell некоторого дружественного имени файла. Файл Набора VHD может применяться аналогично любому прочему файлу VHD; он может запрашиваться, мигрировать и монтироваться. Первичной причиной для файла Набора VHD (VHDS) является наличие поддержки для резервного копирования в гостевых кластерах.

[Замечание]Замечание

Отметим, что Миграция в реальном времени хранилища, Стандартные контрольные точки или Промышленные контрольные точки через Диспетчер Hyper-V или PowerShell пока не поддерживаются Набором VHD. Однако восстановление контрольных точек поддерживается только для резервного копирования и репликации.

Различия между Windows Server 2016 Hyper-V, Нано сервером, Сервером Hyper-V, Клиентом Hyper-V и VMware

Роль, которая устанавливается на Windows Server 2016 (Сервер ядра или Полный сервер), Роль, которую можно установить на Нано сервер, его свободно распространяемая версия с названием Сервер Hyper-V, а также Hyper-V, который поставляется с Windows 10 под названием Клиента Hyper-V, все они являются четырьмя различными версиями Hyper-V. Следующий раздел разъяснит различия между всеми этими версиями и сравнит Hyper-V с его конкурентом, VMwrae.

Улучшения ограничений Hyper-V

Начиная со своей первой версии, Hyper-V был сильно улучшен. Новые ограничения, в сравнении с предыдущей версией, повышены в 16 раз. Это достаточно выразительно для третьего выпуска.

Приводимая ниже таблица отображает улучшения на основе Hyper-V Windows Server 2008 R2:

Ресурс Windows Server 2008 R2 Hyper-V Windows Server 2012 R2 Hyper-V Windows Server 2016 Hyper-V

Логические процессоры

64

320

512

Физическая память

1ТБ

4ТБ

24ТБ

Виртуальных ЦПУ на хост

512

2 048

2 048

Виртуальных ЦПУ на ВМ

4

64

240

Память ВМ

64ГБ

1ТБ

12ТБ

Активных ВМ на хост

384

1 024

1 024

Узлов на кластер

16

64

64

Максимальное число ВМ на кластер

1 000

8 000

8 000

Windows Server 2016 Hyper-V

Hyper-V одна из наиболее очаровательных и улучшенных функциональностей Windows Server 2016. Версия Hyper-V Windows Server 2016 выходит за рамки виртуализации и помогает нам представить верную инфраструктуру для размещения нашей облачной среды.

Hyper-V может быть установлен в качестве роли и в Стандартной редакции Windows Server, и в редакции Центра данных.

Единственная разница между Windows Server 2012 и 2012 R2 в Стандартной редакции состоит в лицензировании двух свободных версий ОС Windows Server, в то время как в редакции Центра данных число лицензий не ограничено.

Однако, в Windows Server 2016 имеются существенные различия между данными двумя редакциями.

Приводимая далее таблица отображает разницу между Стандартной редакцией и редакцией Центра данных в Windows Server 2016:

Ресурс Редакция Центра данных Windows Server 2016 Стандартная редакция Windows Server 2016

Основная функциональность Windows Server

Да

Да

Число ОС/ Контейнеров Hyper-V

Без ограничений

2

Число Контейнеров Windows Server

Без ограничений

Без ограничений

Нано сервер

Да

Да

Функции хранения для программно управляемого центра данных включая Непосредственно подключаемые Пространства хранения и Реплику хранения

Да

Не доступны

Ограждённые ВМ

Да

Не доступны

Сетевой стек для программно управляемого центра данных

Да

Не доступны

Модель лицензирования

Ядро + CAL

Ядро + CAL

Как вы можете отметить в предыдущей таблице, редакция Центра данных спроектирована для частных и гибридных окружений с высокой степенью виртуализации, а Стандартная редакция служит для (физических) сред с низкой степенью виртуализации либо без неё.

В Windows Server 2016, для редакций Стандартной и Центра данных, Microsoft также изменил модель лицензирования с по-процессорной на лицензирование по ядрам.

Следующие моменты послужат вам руководством для лицензирования Стандартной редакции и редакции Центра данных Windows Server 2016:

  • Все физические ядра в сервере должны иметь лицензии. Другими словами, серверы лицензируются на основе общего числа ядер процессора в имеющемся физическом сервере.

  • Для каждого сервера вам необходим минимум в 16 лицензия на ядра.

  • Вам необходимо иметь как минимум, по 8 лицензий на ядра для каждого физического процессора.

  • Лицензии на ядра продаются пакетом по две.

  • Восемь пакетов по два ядра будут минимальным требованием для лицензирования каждого физического сервера.

[Замечание]Замечание

Пакет на два ядра для каждой редакции составляет одну восьмую от стоимости лицензии на два процессора для соответствующих редакций Windows Server 2012 R2.

  • Стандартная редакция предоставляет права для до двух OSE или контейнеров Hyper-V при лицензировании всех имеющихся физических ядер в данном сервере. Для каждых двух дополнительных ВМ все имеющиеся в сервере ядра должны быть лицензированы вновь.

  • Стоимость лицензии на 16 ядер редакции Центра данных и Стандартной редакции Windows Server 2016 будет той же, что и стоимость лицензии двух процессоров для соответствующих редакций версии Windows Server 2012 R2.

  • Имеющиеся серверы пользователей, в соответствии с соглашением гарантированного Программного обеспечения (Software Assurance) получат необходимые допуски по ядрам согласно документации.

Следующая таблица иллюстрирует новую модель лицензирования на основе общего числа лицензий из пакетов по два ядра:

Общее число необходимых лицензий пакетов по 2 ядра
(Минимально 8 ядер на процессор; 16 ядер на сервер)
ЦПУ в сервере Физических ядер в ЦПУ

 

2

4

6

8

10

1

8

8

8

8

8

2

8

8

8

8

10

4

16

16

16

16

20

 

Стоимости лицензий

 

Требуются дополнительные лицензии

Стандартная редакция Windows Server 2016 может требовать дополнительного лицензирования.

Нано сервер

Нано сервер новая выхолощенная (headless) опция установки только для 64-бит, которая устанавливает "минимально необходимую ОС", имеющую результатом отпечаток впечатляюще малых размеров, что имеет результатом большее время без простоев и меньшую поверхность для атак. Пользователи могут выбрать добавление ролей по мере необходимости, включая роли Hyper-V, горизонтально масштабируемого (scale out) Файлового сервера, сервера DNS и сервера IIS. Пользователь также может выбрать установку свойств, включающую поддержку Контейнера, Защитника (Defender), Кластеризации, Настроек желаемого состояния (DSC) Desired State Configuration, а также поддержку Экранированных (Shielded) ВМ.

В Windows Server 2016 Нано сервер доступен в:

  • Физических машинах

  • ВМ

  • Контейнерах Hyper-V

  • Контейнерах Windows Server

Он поддерживает следующие встроенные роли и функции:

  • Hyper-V, включая поддержку контейнера и Экранированной ВМ

  • Соединения мостом Центров данных

  • Защитника (Defender)

  • Сервера DNS

  • Настроек желаемого состояния (Desired State Configuration)

  • Кластеризации

  • IIS

  • NPDS (Network Performance Diagnostics Service, Службы диагностик сетевой производительности)

  • Диспетчер системного центра Виртуальных машин (System Center Virtual Machine Manager) и Диспетчер опаераций системного центра (System Center Operations Manager)

  • Безопасного запуска (Secure Startup)

  • Горизонтально масштабируемого Файлового сервера (Scale out File Server), включая Реплику хранения (Storage Replica), MPIO (ввод/ вывод со множеством путей), инициатора SCSI и Дедупликации данных.

Роль Hyper-V Windows Server 2016 может быть установлена на Нано сервер; именно она является той ключевой ролью Нано сервера, которая усекает отпечаток ОС и минимизирует общее число перезагрузок, требующееся при использовании Hyper-V для работы в качестве хоста виртуализации. Нано сервер может быть кластеризован, в том числе для отказоустойчивых кластеров.

Hyper-V работает аналогичным образом на Нано сервере, включая всю обсуждаемую в данной книге функциональность, как это имеет место в Windows Server 2016, за исключением ряда предостережений:

  • Всё управление должно осуществляться удалённо, с применением другого компьютера Windows Server 2016. Также для управления средой нано сервера можно применять консоли Удалённого управления, такие как Диспетчер Hyper-V, Диспетчер отказоустойчивого кластера, удалённую работу с PowerShell, а также инструменты управления такие как Диспетчер Системного центра Виртуальных машин и новый SMT (Server Management Tool, Инструментарий управления сервером) Azur на основе веб- интерфейса.

  • RemoteFX не доступен

Microsoft Hyper-V Server 2016

Hyper-V Server 2016, свободно распространяемое решение виртуализации от Microsoft, имеет все включённые в Windows Server 2016 Hyper-V свойства, за исключением RemoteFX, другими словами, RDVH (Remote Desktop Virtualization Host, Хост виртуализации Удалённых рабочих мест) не поддерживается в свободно поставляемом сервере Hyper-V.

Единственная разница состоит в том, что Hyper-V Server Microsoft не содержит лицензий ВМ и какого- либо графического интерфейса. Управление должно осуществляться удалённо с применением PowerShell, Диспетчера Hyper-V с другого Windows Server 2016 или с Windows 10.

Все прочие свойства и ограничения Hyper-V в Windows Server 2016, включая Отказоустойчивый кластер (Failover Cluster), Миграция в реальном времени без совместного использования (Shared Nothing Live Migration), Дискретное назначение устройств (Discrete Device Assignment), и реплика Hyper-V (Hyper-V Replica) содержатся в свободно распространяемой версии Hyper-V.

Клиент Hyper-V

В Windows 8 Microsoft впервые ввёл версию Клиента Hyper-V, причём его третья версия была запущена в Windows 10. Пользователи могут получать ту же самую практику, что и для Hyper-V Windows Server 2016 на своих рабочих местах и планшетах, что делает более простыми их сценарии тестирования и разработки.

Клиент Hyper-V в Windows 10 выходит за пределы простой виртуализации и помогает разработчикам Windows применять контейнеры, привнося Контейнеры Hyper-V в Windows 10. Это даёт ещё большую мощь в руки разработчиков для построения впечатляющих облачных приложений, получающих преимущества от естественных возможностей контейнеров в Windows.

Так как Контейнеры Windows используют свой собственный экземпляр ядра Windows, такой контейнер является реальным контейнером сервера во всём что простирается вплоть до его ядра. Помимо этого, при помощи гибкости контейнеров времени исполнения Windows (Контейнеров Windows Server или Контейнеров Hyper-V), построенные в Windows 10 контейнеры могут исполняться в Windows Server 2016 либо как Контейнеры Windows Server, либо как Контейнеры Hyper-V.

Также должна быть включена функция Hyper-V, так как Windows 10 поддерживает только контейнеры Hyper-V.

Клиент Hyper-V присутствует только в версии Windows 10 Pro или Enterprise и требует тех же свойств ЦПУ, что и Windows Server 2016, называемых SLAT (Second Level Address Translation, Трансляцией адресов второго уровня).

Хотя клиент Hyper-V очень похож на свою серверную версию, имеется ряд компонентов, которые присутствуют только в Windows Server 2016 Hyper-V. Вот перечень компонентов, которые вы можете обнаружить только в его серверной версии:

  • Реплика Hyper-V

  • Возможность Remote FX для виртуализации GPU

  • DDA (Discrete Device Assignment, Дискретное назначение устройств)

  • Миграция в реальном времени и Миграция в реальном времени без совместного использования (Shared Nothing Live Migration)

  • Ускоряемые ReFS операции VHDX

  • Сетевые среды SR-IOV

  • RDMA (Remote Direct Memory Access, Удалённый прямой доступ к памяти) и SET (Switch Embedded Teaming, Встроенное в коммутатор группирование)

  • Виртуальный Fibre Channel

  • Виртуализация сетевой среды

  • Отказоустойчивая кластеризация

  • Экранированные ВМ (Shielded VM)

  • Мониторинг ВМ

Даже при этих ограничениях Клиент Hyper-V имеет различные интересные свойства, такие как Миграция хранилища, VHDX, ВМ работающие с совместными ресурсами SMB 3.1, интегрированный PowerShell, Диспетчер Hyper-V, Расширяемый коммутатор Hyper-V, Контроль уровня обслуживания (QoS), Промышленные Контрольные точки, те же самые аппаратные ограничения на ВМ, что и у Windows Server 2016 Hyper-V, Динамическую память, Изменение размера памяти времени исполнения, Встроенную виртуализацию, Охранника DHCP, Зеркалирование порта, Именование устройства NIC и многое другое.

Windows Server 2016 Hyper-V X VMware vSphere 6.5

VMware является действующим конкурентом Hyper-V и текущая версия 6.5 предлагает VMware vSphere в качестве свободно распространяемого и автономно работающего Гипервизора, vSphere Standard, Enterprise и Enterprise Plus.

Приводимый ниже перечень сравнивает все свойства, имеющиеся в свободно распространяемой версии Hyper-V с VMware Sphere и Enterprise Plus:

Свойство Windows Server 2012 R2 Windows Server 2016 VMware vSphere 6.5 VMware vSphere 6.5 Enterprise Plus

Логические процессоры

320

512

576

576

Физическая память

4ТБ

24ТБ

12ТБ

12ТБ

Виртуальные ЦПУ в хосте

2 048

2 048

4 096

4 096

Виртуальные ЦПУ на ВМ

64

240

8

128

Память на ВМ

1ТБ

12ТБ

6 128ГБ

6 128ГБ

Активные ВМ в хосте

1 024

1 024

1 024

1 024

Гостевой NUMA

Да

Да

Да

Да

Максимальное число узлов

64

64

Нет сведений

64

Максимальное число ВМ в кластере

ВМ с миграцией в реальном времени

8 000

8 000

Нет сведений

8 000

ВМ с миграцией в реальном времени с компрессией

Да

Да

Нет

Да

ВМ с миграцией в реальном времени и применением RDMA

Да

Да

Нет сведений

Нет

Одновременная миграция в реальном времени при 1GbE

Без ограничений

Без ограничений

Нет сведений

4

Одновременная миграция в реальном времени при 10GbE

Без ограничений

Без ограничений

Нет сведений

8

Миграция хранилища в реальном времени

Да

Да

Нет

Да

Миграция в реальном времени без совместного использования

Да

Да

Нет

Да

Накатываемые на кластер обновления

Да

Да

Нет сведений

Да

Реплика ВМ в горячем режиме/ Добавление виртуального диска

Да

Да

Нет сведений

Нет

Встроенная поддержка 4-кБ диска

Да

Да

Нет

Нет

Максимальный размер Виртуального диска

64ТБ

64ТБ

2ТБ

62ТБ

Максимальный размер Пробрасываемого диска

256ТБ+

256ТБ+

64ТБ

64ТБ

Расширяемый сетевой коммутатор

Да

Да

Нет

Сторонних производителей

Сетевая виртуализация

Да

Да

Нет

Требует сети vCloud и безопасности

Разгрузка задач IPsec

Да

Да

Нет

Нет

SR-IOV
Виртуальные NIC в ВМ
Именование устройств NIC ВМ

Да
12
Нет

Да
12
Нет

Нет сведений
10
Нет сведений

Нет
10
Нет

Мониторинг приложений гостевой ОС

Да

Да

Нет

Нет

Гостевая кластеризация с миграцией в реальном времени

Да

Да

Нет сведений

Нет

Гостевая кластеризация с Динамической памятью

Да

Да

Нет сведений

Нет

Экранированные ВМ

Нет

Да

Нет сведений

Нет

DDA - проброс GPU

Нет

Да

Да

Да

Автоматическая активация Виртуальной машины

AVMA (Automatic Virtual Machine Activation, Автоматическая активация Виртуальной машины) является функция, которая была введена в Windows Server 2012 R2. AVMA связывает необходимую активацию ВМ с виртуальным сервером лицензий и активирует все ВМ при их запуске. Это избавляет от необходимости ввода информации о лицензировании и активирует каждую ВМ индивидуально.

Чтобы получить преимущества данной функциональности, AVMA требует чтобы ваш хост применял Windows Server 2012 R2 Datacenter или более позднюю версию и чтобы такая ОС гостевой виртуальной машины была бы либо Windows Server 2012 R2 Datacenter, либо Windows Server 2012 R2 Standard, или более поздних версий.

Ото процесс осуществляемый за один шаг. Когда хост Hyper-V активирован и исполняются все гостевые ВМ (естественно без активации), единственный остающийся шаг состоит в у становке необходимого ключа AVMA на таких гостевых ВМ (Datacenter или Standard). Чтобы установить данный ключ вручную при помощи командной строки, воспользуйтесь, пожалуйста, следующим синтаксисом в поднимаемой внутри такой гостевой ОС командной строке:


C:\>slmgr.vbs /ipk <AVMA Key>
 	   

Вот общедоступные ключи AVMA которые можно применять для Windows Server 2012 R2.

Редакция Ключ AVMA

Datacenter

Y4TGP-NPTV9-HTC2H-7MGQ3-DV4TW

Standard

DBGBW-NPF86-BJVTX-K3WKJ-MTB6V

Essential

K2XGM-NMBT3-2R6Q8-WF2FK-P36R2

Вот общедоступные ключи AVMA которые можно применять для Windows Server 2016.

Редакция Ключ AVMA

Datacenter

TMJ3Y-NTRTM-FJYXT-T22BY-CWG3J

Standard

C3RCX-M6NRP-6CXC9-TW2F2-4RHYD

Essential

B4YNW-62DX9-W8V6M-82649-MHBKQ

Весь этот процесс не требует сетевого соединения или выхода в Интернет какого- либо вида между данным хостом и данным гостем.

Сравнение технологии Hyper-V

Для лучшего понимания технологий Hyper-V следующая, созданная Мистером Беном Армстронгом (Главным управляющим программы в команде Hyper-V), таблица иллюстрирует все сценарии, где могут применяться конфликтные свойства Hyper-V:

 

Рисунок 9



Ссылки: