что делает hyper v
Архитектура Hyper-V
Hyper-V — это технология виртуализации на базе низкоуровневой оболочки (или по-другому «гипервизора») для отдельных 64-разрядных версий Windows. Гипервизор ключевым компонентом технологии виртуализации. Это процессор-зависимая платформа виртуализации, позволяющая нескольким изолированным операционным системам использовать общую аппаратную платформу.
Hyper-V поддерживает изоляцию по разделам. Раздел — это логическая единица изоляции, поддерживаемая гипервизором, в котором работают операционные системы. У гипервизора Майкрософт должен быть по крайней мере один корневой (или по-другому «родительский») раздел под управлением Windows. Стек виртуализации запускается в родительском разделе и обладает прямым доступом к аппаратным устройствам. Затем корневой раздел порождает дочерние разделы, в которых и располагаются гостевые ОС. Корневой раздел создает дочерние с помощью API-интерфейса гипервызова.
У разделов нет доступа к физическому процессору и они не обрабатывают прерывания процессора. Вместо этого у них есть виртуальное представление процессора и они выполняются в виртуальном адресном пространстве, которое является частным для каждого гостевого раздела. Гипервизор управляет прерываниями процессора и перенаправляет их в соответствующий раздел. Кроме того, Hyper-V может аппаратным образом ускорять преобразование адресов между различными гостевыми виртуальными адресными пространствами с помощью модуля управления вводом/выводом памяти (IOMMU, Input Output Memory Management Unit), который работает независимо от аппаратного управления памятью, используемого процессором. Модуль IOMMU используется для изменения сопоставления адресов физической памяти с адресами, которые используют дочерние разделы.
У дочерних разделов также отсутствует прямой доступ к другим аппаратным ресурсам оборудования и есть виртуальное представление ресурсов в виде виртуальных устройств (VDev). Запросы к виртуальным устройствам перенаправляются через шину VMBus или через гипервизор к устройствам, находящимся в родительском разделе, который обрабатывает эти запросы. VMBus — это логический канал, по которому осуществляется взаимодействие между разделами. В родительских разделах находятся поставщики служб виртуализации (VSP, Virtualization Service Provider), которые подключаются к шине VMBus и обрабатывают запросы на доступ к устройствам от дочерних разделов. В дочерних разделах находятся клиенты служб виртуализации (VSC, Virtualization Service Client), которые перенаправляют запросы устройств через шину VMBus к поставщикам VSP родительского раздела. Этот процесс прозрачен для гостевой ОС.
Виртуальные устройства также могут использовать функцию виртуализации Windows Server под названием Enlightened I/O для подсистем хранения, сети, графической подсистемы и подсистемы ввода. Enlightened I/O — это специализированная, ориентированная на виртуализацию реализация протоколов связи высокого уровня (например SCSI), которые используют шину VMBus напрямую, в обход уровня эмуляции устройств. Это обеспечивает более эффективное взаимодействие, но требует наличия гостевой системы с поддержкой Enlightened I/O, которая знает о гипервизоре и VMBus Технология Hyper-V Еnlightened I/O и ядро с поддержкой определения гипервизора предоставляются при установке компонентов интеграции Hyper-V. Компоненты интеграции, к которым относятся драйверы клиента виртуальных серверов (VSC), также доступны для других клиентских операционных систем. Для Hyper-V необходим процессор с поддержкой аппаратной виртуализации, реализованной в таких технологиях, как Intel VT или AMD Virtualization (AMD-V).
На следующей схеме представлен общий обзор архитектуры среды Hyper-V.
Архитектура Hyper-V: Глубокое погружение
Что же такое – Hyper-V?
Hyper-V – это одна из технологий виртуализации серверов, позволяющая запускать на одном физическом сервере множество виртуальных ОС. Эти ОС именуются «гостевыми», а ОС, установленная на физическом сервере – «хостовой». Каждая гостевая операционная система запускается в своем изолированном окружении, и «думает», что работает на отдельном компьютере. О существовании других гостевых ОС и хостовой ОС они «не знают».
Эти изолированные окружения именуются «виртуальными машинами» (или сокращенно — ВМ). Виртуальные машины реализуются программно, и предоставляют гостевой ОС и приложениям доступ к аппаратным ресурсам сервера посредством гипервизора и виртуальных устройств. Как уже было сказано, гостевая ОС ведет себя так, как будто полностью контролирует физический сервер, и не имеет представления о существовании других виртуальных машин. Так же эти виртуальные окружения могут именоваться «партициями» (не путать с разделами на жестких дисках).
Впервые появившись в составе Windows Server 2008, ныне Hyper-V существует в виде самостоятельного продукта Hyper-V Server (де-факто являющегося сильно урезанной Windows Server 2008), и в новой версии – R2 – вышедшего на рынок систем виртуализации Enterprise-класса. Версия R2 поддерживает некоторые новые функции, и речь в статье пойдет именно об этой версии.
Гипервизор
Термин «гипервизор» уходит корнями в 1972 год, когда компания IBM реализовала виртуализацию в своих мэйнфреймах System/370. Это стало прорывом в ИТ, поскольку позволило обойти архитектурные ограничения и высокую цену использования мэйнфреймов.
Гипервизор – это платформа виртуализации, позволяющая запускать на одном физическом компьютере несколько операционных систем. Именно гипервизор предоставляет изолированное окружение для каждой виртуальной машины, и именно он предоставляет гостевым ОС доступ к аппаратному обеспечению компьютера.
Гипервизоры можно разделить на два типа по способу запуска (на «голом железе» или внутри ОС) и на два типа по архитектуре (монолитная и микроядерная).
Гипервизор 1 рода
Гипервизор 1 типа запускается непосредственно на физическом «железе» и управляет им самостоятельно. Гостевые ОС, запущенные внутри виртуальных машин, располагаются уровнем выше, как показано на рис.1.
Рис.1 Гипервизор 1 рода запускается на «голом железе».
Гипервизор 2 рода
В отличие от 1 рода, гипервизор 2 рода запускается внутри хостовой ОС (см. рис.2).
Рис.2 Гипервизор 2 рода запускается внутри гостевых ОС
Виртуальные машины при этом запускаются в пользовательском пространстве хостовой ОС, что не самым лучшим образом сказывается на производительности.
Примерами гипервизоров 2 рода служат MS Virtual Server и VMware Server, а так же продукты десктопной виртуализации – MS VirtualPC и VMware Workstation.
Монолитный гипервизор
Гипервизоры монолитной архитектуры включают драйверы аппаратных устройств в свой код (см. рис. 3).
Рис. 3. Монолитная архитектура
Микроядерная архитектура
При микроядерной архитектуре драйверы устройств работают внутри хостовой ОС.
Хостовая ОС в этом случае запускается в таком же виртуальном окружении, как и все ВМ, и именуется «родительской партицией». Все остальные окружения, соответственно – «дочерние». Единственная разница между родительской и дочерними партициями состоит в том, что только родительская партиция имеет непосредственный доступ к оборудованию сервера. Выделением памяти же и планировкой процессорного времени занимается сам гипервизор.
Рис. 4. Микроядерная архитектура
Архитектура Hyper-V
На рис.5 показаны основные элементы архитектуры Hyper-V.
Рис.5 Архитектура Hyper-V
Как видно из рисунка, гипервизор работает на следующем уровне после железа – что характерно для гипервизоров 1 рода. Уровнем выше гипервизора работают родительская и дочерние партиции. Партиции в данном случае – это области изоляции, внутри которых работают операционные системы. Не нужно путать их, к примеру, с разделами на жестком диске. В родительской партиции запускается хостовая ОС (Windows Server 2008 R2) и стек виртуализации. Так же именно из родительской партиции происходит управление внешними устройствами, а так же дочерними партициями. Дочерние же партиции, как легко догадаться – создаются из родительской партиции и предназначены для запуска гостевых ОС. Все партиции связаны с гипервизором через интерфейс гипервызовов, предоставляющий операционным системам специальный API. Если кого-то из разработчиков интересуют подробности API гипервызовов — информация имеется в MSDN.
Родительская партиция
Рис.6 Компоненты родительской партиции Hyper-V
Стек виртуализации
Рабочий процесс виртуальной машины (VMWP)
Для управления виртуальной машиной из родительской партиции запускается особый процесс – рабочий процесс виртуальной машины (VMWP). Процесс этот работает на уровне пользователя. Для каждой запущенной виртуальной машины служба VMMS запускает отдельный рабочий процесс. Это позволяет изолировать виртуальные машины друг от друга. Для повышения безопасности, рабочие процессы запускаются под встроенным пользовательским аккаунтом Network Service.
Процесс VMWP используется для управления соответствующей виртуальной машиной. В его задачи входит:
Создание, конфигурация и запуск виртуальной машины
Пауза и продолжение работы (Pause/Resume)
Сохранение и восстановление состояния (Save/Restore State)
Создание моментальных снимков (снапшотов)
Кроме того, именно рабочий процесс эмулирует виртуальную материнскую плату (VMB), которая используется для предоставления памяти гостевой ОС, управления прерываниями и виртуальными устройствами.
Виртуальные устройства
Драйвер виртуальной инфраструктуры (VID)
Драйвер виртуальной инфраструктуры (vid.sys) работает на уровне ядра и осуществляет управление партициями, виртуальными процессорами и памятью. Так же этот драйвер является промежуточным звеном между гипервизором и компонентами стека виртуализации уровня пользователя.
Библиотека интерфейса гипервизора
Библиотека интерфейса гипервизора (WinHv.sys) – это DLL уровня ядра, которая загружается как в хостовой, так и в гостевых ОС, при условии установки компонент интеграции. Эта библиотека предоставляет интерфейс гипервызовов, использующийся для взаимодействия ОС и гипервизора.
Провайдеры служб виртуализации (VSP)
Провайдеры служб виртуализации работают в родительской партиции и предоставляют гостевым ОС доступ к аппаратным устройствам через клиент служб виртуализации (VSC). Связь между VSP и VSC осуществляется через виртуальную шину VMBus.
Шина виртуальных машин (VMBus)
Назначение VMBus состоит в предоставлении высокоскоростного доступа между родительской и дочерними партициями, в то время как остальные способы доступа значительно медленнее из-за высоких накладных расходах при эмуляции устройств.
Если гостевая ОС не поддерживает работу интеграционных компонент – приходится использовать эмуляцию устройств. Это означает, что гипервизору приходится перехватывать вызовы гостевых ОС и перенаправлять их к эмулируемым устройствам, которые, напоминаю, эмулируются рабочим процессом виртуальной машины. Поскольку рабочий процесс запускается в пространстве пользователя, использование эмулируемых устройств приводит к значительному снижению производительности по сравнению с использованием VMBus. Именно поэтому рекомендуется устанавливать компоненты интеграции сразу же после установки гостевой ОС.
Как уже было сказано, при использовании VMBus взаимодействие между хостовой и гостевой ОС происходит по клиент-серверной модели. В родительской партиции запущены провайдеры служб виртуализации (VSP), которые являются серверной частью, а в дочерних партициях – клиентская часть – VSC. VSC перенаправляет запросы гостевой ОС через VMBus к VSP в родительской партиции, а сам VSP переадресовывает запрос драйверу устройства. Этот процесс взаимодействия абсолютно прозрачен для гостевой ОС.
Дочерние партиции
Вернемся к нашему рисунку с архитектурой Hyper-V, только немного сократим его, поскольку нас интересуют лишь дочерние партиции.
Рис. 7 Дочерние партиции
ОС Windows с установленными компонентами интеграции
ОС не из семейства Windows, но поддерживающая компоненты интеграции
Существуют так же ОС, не относящиеся к семейству Windows, но поддерживающие компоненты интеграции.На данный момент – это только SUSE Linux Enterprise Server и Red Hat Enterprise Linux. Такие ОС при установке компонент интеграции используют VSC сторонних разработчиков для взаимодействия с VSC по VMBus и доступа к оборудованию. Компоненты интеграции для Linux разработаны компанией Microsoft совместно с Citrix и доступны для загрузки в Microsoft Download Center. Поскольку компоненты интеграции для Linux были выпущены под лицензией GPL v2, ведутся работы по интеграции их в ядро Linux через Linux Driver Project, что позволит значительно расширить список поддерживаемых гостевых ОС.
Вместо заключения
На этом я, пожалуй, закончу свою вторую статью, посвященную архитектуре Hyper-V. Предыдущая статья вызвала у некоторых читателей вопросы, и надеюсь, что теперь я на них ответил.
Надеюсь, что чтение не было слишком скучным. Я достаточно часто использовал «академический язык», но это было необходимо, поскольку тематика статьи предполагает очень большой объем теории и практически нуль целых нуль десятых практики.
Выражаю огромную благодарность Mitch Tulloch и Microsoft Virtualization Team. На основе их книги Understanding Microsoft Virtualization Solutions и была подготовлена статья.
Hyper v для чего нужен
Вы разработчик программного обеспечения, ИТ-специалист или просто увлекаетесь технологиями? Тогда вам наверняка приходится работать с несколькими операционными системами. Hyper-V позволяет запускать несколько операционных систем в виде виртуальных машин в Windows.
В частности, Hyper-V предоставляет возможность выполнять виртуализацию оборудования. Это означает, что каждая виртуальная машина работает на виртуальном оборудовании. Hyper-V позволяет создавать виртуальные жесткие диски, виртуальные коммутаторы и ряд других виртуальных устройств, каждое из которых можно добавить в виртуальную машину.
Причины использовать виртуализацию
Виртуализация позволяет выполнять следующие операции.
Запуск программного обеспечения, для которого требуются более старые версии Windows или операционные системы, отличные от Windows.
Эксперименты с другими операционными системами. Hyper-V существенно упрощает создание и удаление различных операционных систем.
Тестирование программного обеспечения в нескольких операционных системах с помощью нескольких виртуальных машин. Благодаря Hyper-V их можно запускать на настольном компьютере или ноутбуке. Эти виртуальные машины можно экспортировать, а затем импортировать в любую другую систему Hyper-V, включая Azure.
Системные требования
Технология Hyper-V доступна в 64-разрядных версиях Windows 10 Pro, Office 365 для предприятий и образовательных учреждений. Она недоступна в версии Home Edition.
Обновите операционную систему Windows 10 Home Edition до Windows 10 Pro, открыв обновление параметров > и > активациюбезопасности. Здесь вы можете посетить Store и приобрести обновление.
Большинство компьютеров работают под управлением Hyper-V, однако каждая виртуальная машина работает под управлением полностью отдельной операционной системы. Как правило, на компьютере с 4ГБ ОЗУ можно запустить одну или несколько виртуальных машин, однако для запуска дополнительных виртуальных машин либо установки и запуска ресурсоемкого ПО, такого как игры, видеоредакторы или программы для технического проектирования, потребуются дополнительные ресурсы.
Дополнительные сведения о требованиях Hyper-V к системе и о том, как проверить, будет ли Hyper-V работать на конкретном компьютере, см. в статье Справочник по требования к системе для Hyper-V.
Операционные системы, которые можно запустить на виртуальной машине
Hyper-V в Windows поддерживает много операционных систем на виртуальных машинах, в том числе различные выпуски Linux, FreeBSD и Windows.
Напоминаем, что необходимо иметь действующую лицензию на все операционные системы, используемые на виртуальной машине.
Дополнительные сведения об операционных системах, которые поддерживаются как гостевые в Hyper-V в Windows, см. в статьях Гостевые операционные системы, поддерживаемые в Windows и Гостевые операционные системы, поддерживаемые в Linux.
Различия между Hyper-V в Windows и Windows Server
Некоторые функции работают по-разному в Hyper-V для Windows и Windows Server.
Компоненты Hyper-V, доступные только в Windows Server:
Компоненты Hyper-V, доступные только в Windows 10:
Модель управления памятью отличается в Hyper-V в Windows. При управлении памятью Hyper-V на сервере предполагается, что на нем запущены только виртуальные машины. В Hyper-V для Windows при управлении памятью учитывается тот факт, что кроме виртуальных машин на большинстве клиентских компьютеров работает локальное программное обеспечение.
Ограничения
Программы, которые зависят от наличия определенного оборудования, не будут нормально работать на виртуальной машине. Например, это игры или приложения, которым нужны графические процессоры. С приложениями, использующими таймеры длительностью менее 10мс, например приложениями для микширования музыки в режиме реального времени или приложениями, чувствительными к задержкам, также возможны проблемы.
Кроме того, если включен Hyper-V, проблемы могут возникать и с чувствительными к задержкам высокоточными приложениями, работающими в операционной системе сервера виртуальных машин. Это связано с тем, что при включенной виртуализации ОС сервера виртуальных машин тоже работает поверх уровня виртуализации Hyper-V, как и гостевые операционные системы. Однако отличие операционной системы сервера виртуальных машин от гостевых ОС заключается в том, что она имеет прямой доступ к оборудованию, что обеспечивает правильную работу приложений с особыми требованиями к оборудованию.
В последнее время пользователи все чаще слышат о таком понятии, как «виртуализация». Считается, что ее применение – это круто и современно. Но вот далеко не каждый юзер четко понимает, что представляет собой виртуализация в целом и в частности. Попробуем пролить свет на этот вопрос и затронем системы виртуализации серверов. Сегодня именно эти технологии являются передовыми, поскольку имеют множество преимуществ и в плане безопасности, и в плане администрирования.
Что такое виртуализация?
Начнем с самого простого – определения термина, описывающего виртуализацию как таковую. Отметим сразу, что в Интернете можно найти и скачать какое-нибудь пособие по этому вопросу вроде справочника «Виртуализация сервера для чайников» PDF-формата. Но при изучении материала неподготовленный юзер может столкнуться с большим количеством непонятных определений. Поэтому попытаемся разъяснить суть вопроса, так сказать, на пальцах.
Прежде всего, при рассмотрении технологии виртуализации серверов остановимся на начальном понятии. Что же такое виртуализация? Следуя простой логике, нетрудно догадаться, что этот термин описывает создание некоего эмулятора (подобия) какого-то физического или программного компонента. Иными словами, это – интерактивная (виртуальная) модель, не существующая в реальности. Однако здесь свои нюансы.
Основные типы виртуализации и используемые технологии
Дело в том, что в понятии виртуализации различают три основных направления:
Для понимания самым простым примером может быть использование так называемых терминальных серверов, которые предоставляют пользователям собственные вычислительные ресурсы. Пользовательская программа выполняется именно на удаленном сервере, а юзер видит только результат. Такой подход позволяет снизить системные требования к пользовательскому терминалу, конфигурация которого устарела и не может справиться с заданными вычислениями.
Для приложений такие технологии применяются также достаточно широко. Например, это может быть виртуализация 1С-сервера. Суть процесса состоит в том, что программа запускается на одном изолированном сервере, а доступ к ней получает большое количество удаленных пользователей. Обновление программного пакета производится из единого источника, не говоря уже о наивысшем уровне безопасности всей системы.
Наконец, подразумевается создание интерактивной компьютерной среды, виртуализация сервера в которой полностью повторяет реальную конфигурацию «железных» собратьев. Что это означает? Да то, что, по большому счету, на одном компьютере можно создать один или несколько дополнительных, которые будут работать в режиме реального времени, как если бы они существовали в действительности (системы виртуализации серверов будут рассмотрены более подробно чуть позже).
При этом совершенно не важно, какая именно операционная система будет установлена на каждом таком терминале. По большому счету на основную (хостовую) ОС и виртуальную машину это не оказывает никакого влияния. Это похоже на взаимодействие компьютеров с разными ОС в локальной сети, но в данном случае виртуальные терминалы могут быть и не связаны между собой.
Выбор оборудования
Одним из явных и неоспоримых преимуществ виртуальных серверов является снижение материальных затрат на создание полнофункциональной программно-аппаратной структуры. Например, имеется две программы, которые для нормальной работы требуют наличия 128 Мб оперативной памяти, но их нельзя устанавливать на один физический сервер. Как поступить в этом случае? Можно приобрести два раздельных сервера по 128 Мб и установить их раздельно, а можно купить один с 128 Мб «оперативки», создать на нем два виртуальных сервера и установить два приложения именно на них.
Если кто еще не понял, во втором случае использование оперативной памяти будет более рациональным, а материальные расходы существенно ниже, чем при покупке двух независимых устройств. Но только этим дело не ограничивается.
Преимущества в системе безопасности
Как правило, сама серверная структура подразумевает наличие нескольких аппаратов для выполнения тех или иных задач. В плане обеспечения безопасности системные администраторы устанавливают контроллеры домена Active Directory и интернет-шлюзы не на одном, а на разных серверах.
В случае попытки внешнего вмешательства первым атаке всегда подвергается шлюз. Если на сервере установлен еще и контроллер домена, то очень высока вероятность повреждения баз AD. В ситуации с целенаправленными действиями всем этим могут завладеть злоумышленники. Да и восстановление данных из резервной копии – это дело достаточно хлопотное, хоть и занимает оно относительно немного времени.
Если подойти к этому вопросу с другой стороны, можно отметить, что виртуализация сервера позволяет обойти ограничения по установке, а также быстро восстановить искомую конфигурацию, ведь бэкап хранится в самой виртуальной машине. Правда, как считается, виртуализация серверов с Windows Server (Hyper-V) в таком представлении выглядит ненадежной.
Кроме того, достаточно спорным остается вопрос лицензирования. Так, например, для Windows Server 2008 Standard предусмотрен запуск всего одной виртуальной машины, на Enterprise – четыре, а на Datacenter – вообще неограниченное число (причем даже копий).
Вопросы администрирования
Преимущества такого подхода, не говоря о системе безопасности и снижении затрат, даже когда производится виртуализация серверов с Windows Server, в первую очередь должны оценить системные администраторы, которые занимаются обслуживанием этих машин или локальных сетей.
Очень часто камнем преткновения становится создание резервных копий системы. Обычно при создании бэкапа требуется стороннее ПО, а считывание с оптического носителя или даже из Сети занимает большее время, по сравнению со скоростью работы дисковой подсистемы. Клонирование самого сервера и виртуальной машины можно произвести всего за пару кликов, а затем быстро развернуть работоспособную систему даже на «чистом» железе, после чего она будет работать без сбоев.
В VMware vSphere виртуализация серверов позволяет создавать и сохранять так называемые снимки самой виртуальной машины (snapshots), которые представляют собой специальные образы ее состояния в определенный момент времени. Они могут быть представлены в древовидной структуре в самой машине. Таким образом, восстановить работоспособность виртуальной машины намного проще. При этом можно произвольно выбирать точки восстановления, откатывая состояние назад, а потом вперед (Windows-системам такое может только сниться).
Программы виртуализации серверов
Если говорить о программном обеспечении, здесь для создания виртуальных машин можно использовать огромное количество приложений. В самом простом случае используются собственные средства Windows-систем, с помощью которых может производиться виртуализация серверов (Hyper-V – встроенный компонент).
Однако и эта технология обладает некоторыми недостатками, поэтому многие предпочитают программные пакеты вроде WMware, VirtualBox, QUEMI или даже MS Virtual PC. Хотя названиями такие приложения и разнятся, принципы работы с ними особо не отличаются (разве что в деталях и некоторых нюансах). С некоторыми версиями приложений может производиться и виртуализация серверов Linux, но эти системы подробно рассматриваться не будут, поскольку у нас большинство пользователей использует все-таки Windows.
Виртуализация сервера на Windows: простейшее решение
Со времени выхода седьмой версии Windows в ней появился встроенный компонент, называемый Hyper-V, что дало возможность создавать виртуальные машины собственными средствами системы без использования стороннего ПО.
Как и в любом другом приложении такого уровня, в этом пакете можно смоделировать будущий виртуальный компьютер, указав размер жесткого диска, объем оперативной памяти, наличие оптических приводов, желаемые характеристики графического или звукового чипа – в общем, всего того, что имеется в «железе» обычного серверного терминала.
Но тут нужно обратить внимание на включение самого модуля. Виртуализация серверов Hyper-V не может производиться без предварительного включения этого компонента в самой системе Windows.
В некоторых случаях может потребоваться и задействование активации поддержки соответствующей технологии в BIOS.
Использование сторонних программных продуктов
Тем не менее даже несмотря на средства, которыми может производиться виртуализация серверов Windows-систем, многие специалисты считают эту технологию несколько неэффективной и даже чрезмерно усложненной. Гораздо проще использовать уже готовый продукт, в котором аналогичные действия производятся на основе автоматического подбора параметров, а виртуальная машина обладает большими возможностями и гибкостью в управлении, настройке и использовании.
Речь идет об использовании таких программных продуктов, как Oracle VirtualBox, VMware Workstation (VMware vSphere) и других. Например, сервер виртуализации VMware может создаваться таким образом, чтобы сделанные внутри виртуальной машины аналоги компьютеров работали раздельно (независимо друг от друга). Такие системы можно использовать в процессах обучения, тестировании какого-либо программного обеспечения и т.д.
Кстати сказать, отдельно можно отметить, что при тестировании ПО в среде виртуальной машины можно использовать даже программы, зараженные вирусами, которые покажут свое действие только в гостевой системе. На основной (хостовой) ОС это не скажется ни коим образом.
Что же касается процесса создания компьютера внутри машины, в VMware vSphere виртуализация серверов, равно как и в Hyper-V, производится на основе «Мастера», однако, если сравнивать эту технологию с Windows-системами, сам процесс выглядит несколько проще, поскольку программа сама может предложить некое подобие шаблонов или автоматически вычислить нужные параметры будущего компьютера.
Основные недостатки виртуальных серверов
Но, несмотря на то, сколько преимуществ дает тому же сисадмину или конечному пользователю виртуализация сервера, у таких программ есть и некоторые существенные недостатки.
Во-первых, выше головы не прыгнешь. То есть виртуальная машина будет использовать ресурсы физического сервера (компьютера), причем не в полном, а в строго ограниченном объеме. Таким образом, чтобы виртуальный аппарат работал надлежащим образом, начальная конфигурация «железа» должна быть достаточно мощной. С другой стороны, покупка одного мощного сервера все равно выйдет намного дешевле, чем приобретение нескольких с более низкой конфигурацией.
Во-вторых, хотя и считается, что несколько серверов могут быть объединены в кластер, а при отказе одного из них можно «переехать» на другой, в том же Hyper-V этого добиться невозможно. И это выглядит как явный минус в вопросе отказоустойчивости.
В-третьих, явно спорным будет вопрос переноса в виртуальное пространство ресурсоемких СУБД или систем вроде Mailbox Server, Exchange Server и т.д. В этом случае будет наблюдаться явное торможение.
В-четвертых, для корректной работы такой инфраструктуры нельзя использовать исключительно виртуальные компоненты. В частности, это касается контроллеров доменов – хотя бы один из них в обязательном порядке должен быть «железным» и изначально доступным в Сети.
Наконец, в-пятых, виртуализация сервера таит в себе еще одну опасность: отказ физического хоста и хостовой операционной системы повлечет за собой автоматическое отключение всех сопутствующих компонентов. Это – так называемая единая точка отказа.
Резюме
Тем не менее, несмотря на некоторые недостатки, преимуществ у таких технологий явно больше. Если посмотреть на вопрос того, зачем нужна виртуализация серверов, здесь можно выделить несколько основных аспектов:
Собственно, преимуществ применения таких технологии гораздо больше. Хотя и может показаться, что есть некоторые серьезные недостатки, при правильной организации всей инфраструктуры и задействовании необходимых средств управления для бесперебойной работы в большинстве случаев появления таких ситуаций можно избежать.
Наконец, для многих открытым остается вопрос выбора программного обеспечения и практического внедрения виртуализации. Но тут лучше обратиться за помощью к специалистам, поскольку перед нами в данном случае стоял исключительно вопрос общего ознакомления с виртуализацией серверов и целесообразностью внедрения системы как таковой.
Hyper-V — виртуальная машина от Майкрософт, созданная на основе гипервизора, с аппаратной поддержкой виртуализации для 64 битных систем. Ранее гипервизор использовался только в серверных операционных системах Microsoft.
Microsoft Hyper-V работает только на 64 битных операционных системах Windows, в редакциях Pro (Профессиональная) и Enterprise (Корпоративная), в операционных системах Windows 8, Windows 8.1, Windows 10, а также в серверных операционных системах (Windows Server).
В редакциях указанных операционных систем присутствует компонент Hyper-V, отключенный по умолчанию. Пользователь может включить виртуальную машину Hyper-V, не устанавливая на свой компьютер посторонние программы для виртуализации (например, VirtualBox).
Гипервизор Hyper-V
Виртуальный гипервизор (Hyper-V) позволяет создать виртуальную машину для установки гостевой операционной системы. Используя виртуальную гостевую операционную систему, можно знакомиться с работой в новой операционной системе, тестировать настройки, экспериментировать, устанавливать незнакомые программы и т. д. Все эти действия никак не повлияют на работу и настройки реальной операционной системы, установленной на компьютере.
Гипервизор изначально создан для серверных операционных систем, поэтому работа в виртуальной машине Hyper-V имеет некоторые ограничения: отсутствует поддержка звуковых карт и записи CD/DVD дисков, в приложении имеются ограниченные, по сравнению с конкурентами, параметры визуальных настроек, нет возможности прямого копирования или вставки файлов между реальной и гостевой системами и т. д.
Для тестирования это не самое главное, поэтому более аскетические настройки Hyper-V, для некоторых пользователей будут более по душе, чем подобные настройки у более продвинутых конкурентов.
Имейте в виду, что при одновременной работе реальной (хостовой) и гостевой операционных систем, потребляются ресурсы одного компьютера, поэтому не стоит пробовать работу в виртуальной машине на слабом компьютере. Во время работы в виртуальной ОС, не используйте на реальном компьютере ресурсоемкие приложения для того, чтобы не тормозить работу компьютера.
В статье будет рассмотрена установка и настройка Hyper-V в операционной системе Windows 10. В Windows 8.1 или в Windows 8 настройки производятся подобным образом.
Установка Hyper-V
Сначала необходимо включить компонент Hyper-V. Войдите в «Панель управления», далее «Программы и компоненты», нажмите на «Включение или отключение компонентов Windows».
В окне «Компоненты Windows» поставьте галку напротив «Hyper-V», а затем нажмите на кнопку «ОК».
После поиска требуемых файлов и применения изменений, необходимо перезагрузить компьютер.
В меню «Пуск», в папке «Средства администрирования Windows», вы увидите классическое приложение Диспетчер Hyper-V. Запустите программу на компьютере.
В окне приложения нажмите на имя компьютера, справа откроется колонка со списком команд, которые доступны из меню «Действия».
Теперь можно настроить соединение с интернетом.
Нажмите на пункт «Диспетчер виртуальных коммутаторов». В следующем окне, в разделе «Создать виртуальный коммутатор» выберите тип коммутатора «Внешняя», а затем нажмите на кнопку «Создать виртуальный коммутатор».
Далее в пункте «Внешняя сеть» придумайте имя для виртуального коммутатора, затем из списка доступных сетевых адаптеров, выберите адаптер, используемый для подключения к интернету на вашем компьютере. После выбора настроек, нажмите на кнопку «ОК».
В открывшемся окне с предупреждением, согласитесь на применение изменений на компьютере.
Создание виртуальной машины Hyper-V
Для запуска процесса создания виртуальной машины, пройдите по пути: меню «Действие», «Создать», «Виртуальная машина…». Далее откроется мастер создания виртуальной машины.
В первом окне «Приступая к работе» нажмите на кнопку «Далее». В следующем окне «Укажите имя и местонахождение» дайте понятное имя для создаваемой виртуальной машины (я назвал «Windows 7×64»), и выберите место для ее сохранения.
По умолчанию, файлы виртуальной машины сохраняются на диске «С» в папке «ProgramData»:
На моем компьютере виртуальные машины сохраняются не на системном, а на другом диске в специальной папке («Virtual Machines»). Поэтому, если вы хотите сохранить виртуальную машину не в папке по умолчанию, поставьте галку напротив пункта «Сохранить виртуальную машину в другом месте», а затем выберите папку для сохранения. Папку для хранения файлов виртуальной машины создайте заранее.
В окне «Укажите поколение» по умолчанию выбрано «Поколение 1», которое подойдет для большинства случаев. «Поколение 2» загружается не со всех образов, по существу, это виртуальная машина с UEFI.
В окне «Выделите память» необходимо выбрать объем выделяемой памяти для этой виртуальной машины. Я выделил 2 ГБ памяти со своего компьютера из 8 ГБ.
В следующем окне «Настройка сети» выберите ранее созданный сетевой адаптер (виртуальный коммутатор).
В окне «Подключить виртуальный жесткий диск» отобразится информация об имени виртуальной машины, о ее расположении на жестком диске, объем дискового пространства, выделяемого для виртуальной машины (по умолчанию предлагалось 127 ГБ, я выбрал — 50 ГБ).
В окне «Параметры установки» можно выбрать вариант установки операционной системы: установить позднее или выбрать предпочтительный вариант установки.
Для установки ОС выберите пункт «Установить операционную систему с загрузочного компакт- или DVD-диска». Здесь выберите «Физический CD или DVD-диск» для установки системы с диска, помещенного в оптический привод, или выберите «Файл образа (.iso)» для установки операционной системы непосредственно с ISO образа ОС, который находится на компьютере.
При помощи кнопки «Обзор…» я выбрал образ операционной системы Windows 7 Максимальная SP1 x64, расположенный на внешнем жестком диске, который в данный момент подключен к моему компьютеру.
В окне «Завершение работы мастера создания виртуальной машины» отображена конфигурация созданной виртуальной машины. Нажмите на кнопку «Готово» для завершения создания ВМ.
После применения настроек, в окне «Диспетчер Hyper-V» появится созданная виртуальная машина, и отобразятся ее настройки.
Для запуска процесса установки, выделите виртуальную машину, в контекстном меню выберите «Подключить…».
В открывшемся окне войдите в меню «Действие», выберите команду «Пуск», или просто нажмите на зеленую кнопку «Пуск».
Далее в окне виртуальной машины Windows Hyper-V начнется процесс установки операционной системы на компьютер, в данном случае Windows 7.
На моем сайте вы можете прочитать подробные статьи о процессе установки операционных систем Windows.
После завершения установки операционной системы, гостевая ОС готова к работе. На этом изображении видно, что на моем (хостовом) компьютере работает операционная система Windows 10, а в окне запущена виртуальная машина Hyper-V с операционной системой Windows 7.
В виртуальной машине можно создавать снимки виртуальной системы (контрольные точки) для того, чтобы сохранить состояние операционной системы на определенный период времени.
Создать контрольную точку можно из окна приложения, Управлять контрольными точками (восстановить состояние виртуальной машины, удалить ненужные точки) можно из раздела «Контрольные точки» в Диспетчере Hyper-V.
Обмен файлами в Hyper-V
В виртуальной машине Hyper-V не работает перетаскивание и копирование файлов между физической и виртуальной операционными системами так, как это реализовано в VMware Workstation или в VirtualBox. Обмен данными между гостевой и установленной на ПК системами, можно реализовать с помощью общих сетевых папок.
Создайте и настройте в реальной операционной системе общую папку для доступа к общей папке из виртуальной системы. Затем создайте и настройте общую папку на виртуальной машине для доступа к общей папке с реальной системы. Как это сделать читайте здесь.
После завершения настроек вы можете обмениваться данными по сети, передавая файлы с компьютера в общую папку на виртуальной машине, или в обратном порядке, с виртуальной машины в общую папку, расположенную в операционной системе на компьютере.
Выводы статьи
Виртуальная машина Hyper-V от Microsoft встроена в редакции Pro и Enterprise в 64 битных операционных системах Windows 10, Windows 8.1, Windows 8. После установки и настройки гипервизора Hyper-V, создайте и установите виртуальную машину с гостевой операционной системой для тестирования программного обеспечения, которая не затрагивает основную операционную систему, установленную на компьютере.