Применение серверной виртуализации с hyper v реферат

Обновлено: 05.07.2024

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.

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.

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.

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.

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.

Всем занять свои места! Задраить люки! Приготовиться к погружению!
В этой статье я попытаюсь рассказать об архитектуре Hyper-V еще подробнее, чем я сделал это ранее.

Что же такое – Hyper-V?

Гипервизор

Гипервизор 1 рода

Microsoft Hyper-V
VMware ESX Server
Citrix XenServer

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

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

Создание, удаление и управление дочерними партициями, в том числе и удаленное, посредством WMI-провайдера.
Управление доступом к аппаратным устройствам, за исключением выделения процессорного времени и памяти – этим занимается гипервизор.
Управление питанием и обработка аппаратных ошибок, если таковые возникают.

Рис.6 Компоненты родительской партиции Hyper-V

Стек виртуализации

Служба управления виртуальными машинами (VMMS)
Рабочие процессы виртуальных машин (VMWP)
Виртуальные устройства
Драйвер виртуальной инфраструктуры (VID)
Библиотека интерфейсов гипервизора

Управление состоянием виртуальных машин (включено/выключено)
Добавление/удаление виртуальных устройств
Управление моментальными снимками

Starting
Active
Not Active
Taking Snapshot
Applying Snapshot
Deleting Snapshot
Merging Disk

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

Эмулируемые устройства – эмулируют определенные аппаратные устройства, такие, к примеру, как видеоадаптер VESA. Эмулируемых устройств достаточно много, к примеру: BIOS, DMA, APIC, шины ISA и PCI, контроллеры прерываний, таймеры, управление питанием, контроллеры последовательных портов, системный динамик, контроллер PS/2 клавиатуры и мыши, эмулируемый (Legacy) Ethernet-адаптер (DEC/Intel 21140), FDD, IDE-контроллер и видеоадаптер VESA/VGA. Именно поэтому для загрузки гостевой ОС может использоваться только виртуальный IDE-контроллер, а не SCSI, который является синтетическим устройством.
Синтетические устройства – не эмулируют реально существующие в природе железки. Примерами служат синтетический видеоадаптер, устройства взаимодействия с человеком (HID), сетевой адаптер, SCSI-контроллер, синтетический контроллер прерывания и контроллер памяти. Синтетические устройства могут использоваться только при условии установки компонент интеграции в гостевой ОС. Синтетические устройства обращаются к аппаратным устройствам сервера посредством провайдеров служб виртуализации, работающих в родительской партиции. Обращение идет через виртуальную шину VMBus, что намного быстрее, чем эмуляция физических устройств.

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 (в нашем случае – Windows 7)
ОС не из семейства Windows, но поддерживающая компоненты интеграции (Red Hat Enterprise Linux в нашем случае)
ОС, не поддерживающие компоненты интеграции (например, FreeBSD).

ОС Windows с установленными компонентами интеграции

Клиенты служб виртуализации. VSC представляют собой синтетические устройства, позволяющие осуществлять доступ к физическим устройствам посредством VMBus через VSP. VSC появляются в системе только после установки компонент интеграции, и позволяют использовать синтетические устройства. Без установки интеграционных компонент гостевая ОС может использовать только эмулируемые устройства. ОС Windows 7 и Windows Server 2008 R2 включает в себя компоненты интеграции, так что их не нужно устанавливать дополнительно.
Улучшения. Под этим имеются в виду модификации в коде ОС чтобы обеспечить работу ОС с гипервизором и тем самым повысить эффективность ее работы в виртуальной среде. Эти модификации касаются дисковой, сетевой, графической подсистем и подсистемы ввода-вывода. Windows Server 2008 R2 и Windows 7 уже содержат в себе необходимые модификации, на другие поддерживаемые ОС для этого необходимо установить компоненты интеграции.

Heartbeat – помогает определить, отвечает ли дочерняя партиция на запросы из родительской.
Обмен ключами реестра – позволяет обмениваться ключами реестра между дочерней и родительской партицией.
Синхронизация времени между хостовой и гостевой ОС
Завершение работы гостевой ОС
Служба теневого копирования томов (VSS), позволяющая получать консистентные резервные копии.

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

Выражаю огромную благодарность Mitch Tulloch и Microsoft Virtualization Team. На основе их книги Understanding Microsoft Virtualization Solutions и была подготовлена статья.

Hyper-V — это продукт виртуализации оборудования Майкрософт. Она позволяет создавать и запускать программную версию компьютера, называемую виртуальной машиной. Каждая виртуальная машина действует как полноценный компьютер, запускающий операционную систему и программы. Если вам нужны вычислительные ресурсы, виртуальные машины предоставляют больше гибкости, помогают экономить время и деньги и являются более эффективным способом использования оборудования, чем запуск одной операционной системы на физическом оборудовании.

Hyper-V выполняет каждую виртуальную машину в отдельном изолированном пространстве. Это означает, что на одном и том же оборудовании можно запускать несколько виртуальных машин одновременно. Это можно сделать, чтобы избежать таких проблем, как сбой, влияющих на другие рабочие нагрузки, или предоставить другим пользователям, группам или службам доступ к разным системам.

Некоторые способы, с помощью которых Hyper-V может помочь

Hyper-V может помочь:

Создание или расширение частной облачной среды. Предоставление более гибких ИТ-служб по запросу путем перемещения или расширения использования общих ресурсов и корректировки использования по мере изменения спроса.

Более эффективное использование оборудования. Консолидируйте серверы и рабочие нагрузки на меньшее число более мощных физических компьютеров, чтобы использовать меньше энергии и физического пространства.

Непрерывные деловые операции. Сократите влияние запланированного и незапланированного простоя рабочих нагрузок.

Установка или расширение инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI). Использование централизованной стратегии настольных систем с помощью VDI поможет повысить гибкость бизнеса и безопасность данных, а также упростить соответствие нормативным требованиям и управлять настольными операционными системами и приложениями. Разверните узлы Hyper-V и Узел виртуализации удаленных рабочих столов (узел виртуализации удаленных рабочих столов) на том же сервере, чтобы сделать личные виртуальные рабочие столы или пулы виртуальных рабочих столов доступными для пользователей.

Сделайте разработку и тестирование более эффективными. Воспроизведение различных вычислительных сред без необходимости покупать или поддерживать все необходимое оборудование, если используются только физические системы.

Hyper-V и другие продукты виртуализации

Hyper-V в Windows и Windows Server заменяет старые продукты виртуализации оборудования, такие как microsoft virtual pc, microsoft virtual Server и Windows Virtual pc. Hyper-V предлагает функции сети, производительности, хранения и безопасности, недоступные в этих старых продуктах.

Hyper-V и сторонние приложения виртуализации, для которых требуются одни и те же функции процессора, не совместимы. Это обусловлено тем, что функции процессора, известные как аппаратные расширения виртуализации, не предназначены для совместного использования. Дополнительные сведения см. в статье приложения виртуализации не работают вместе с Hyper-V, Device Guard и Credential Guard.

Какие функции имеет Hyper-V?

Hyper-V предлагает множество функций. Это обзор, сгруппированный по функциям, предоставляемым или помогающим в работе.

Вычислительная среда . Виртуальная машина Hyper-V включает те же основные компоненты, что и физический компьютер, например память, процессор, хранилище и сеть. Все эти части имеют функции и параметры, которые можно настроить разными способами для удовлетворения различных потребностей. служба хранилища и сети могут считаться своими категориями, из-за множества способов их настройки.

Аварийное восстановление и резервное копирование . для аварийного восстановления реплика Hyper-V создает копии виртуальных машин, предназначенные для хранения в другом физическом расположении, чтобы можно было восстановить виртуальную машину из копии. Для резервного копирования Hyper-V предлагает два типа. В одном из них используются сохраненные состояния, а в другом используется служба теневого копирования томов (VSS), что позволяет создавать резервные копии, совместимые с приложениями, для программ, поддерживающих VSS.

Оптимизация . Каждая поддерживаемая гостевая операционная система имеет настроенный набор служб и драйверов, называемый службами Integration Services, которые упрощают использование операционной системы на виртуальной машине Hyper-V.

Переносимость — такие функции, как динамическая миграция, миграция хранилища и импорт и экспорт, упрощают перемещение и распространение виртуальной машины.

удаленное подключение . Hyper-V включает подключение к виртуальной машине, средство удаленного подключения для использования с Windows и Linux. В отличие от удаленный рабочий стол, это средство предоставляет доступ к консоли, что позволяет увидеть, что происходит на гостевом компьютере, даже если операционная система еще не загружена.

Безопасность — безопасная загрузка и экранированные виртуальные машины помогают защититься от вредоносных программ и другого несанкционированного доступа к виртуальной машине и ее данным.

сводные сведения о функциях, появившихся в этой версии, см. в статье новые возможности Hyper-V на Windows Server. Некоторые функции или части имеют ограничение на количество, которое можно настроить. Дополнительные сведения см. в разделе Планирование масштабируемости Hyper-V в Windows Server 2016.

Как получить Hyper-V

Hyper-V доступен в Windows server и Windows, в качестве роли сервера, доступной для 64-разрядных версий Windows Server. инструкции по серверу см. в разделе установка роли Hyper-V на сервере Windows. На Windows он доступен в виде функции в некоторых 64-разрядных версиях Windows. он также доступен как загружаемый, изолированный серверный продукт Microsoft Hyper-V server.

Поддерживаемые операционные системы

На виртуальных машинах будут работать многие операционные системы. В общем случае операционная система, использующая архитектуру x86, будет работать на виртуальной машине Hyper-V. Однако не все операционные системы, которые могут быть запущены, протестированы и поддерживаются корпорацией Майкрософт. Список поддерживаемых возможностей см. в следующих статьях:

Как работает Hyper-V

Hyper-V — это технология виртуализации на основе низкоуровневой оболочки. Hyper-V использует Windows гипервизор, для которого требуется физический процессор с конкретными функциями. сведения об оборудовании см. в статье требования к системе для Hyper-V на Windows Server.

В большинстве случаев гипервизор управляет взаимодействием между оборудованием и виртуальными машинами. Этот управляемый гипервизором доступ к оборудованию предоставляет виртуальным машинам изолированную среду, в которой они выполняются. В некоторых конфигурациях виртуальная машина или операционная система, работающая на виртуальной машине, имеет прямой доступ к графике, сети или оборудованию хранилища.

Что состоит из Hyper-V?

Hyper-V содержит необходимые части, которые работают вместе, чтобы можно было создавать и запускать виртуальные машины. Вместе эти компоненты называются платформой виртуализации. Они устанавливаются в качестве набора при установке роли Hyper-V. в число необходимых компонентов входят Windows гипервизор, служба управления виртуальными машинами Hyper-V, поставщик WMI виртуализации, шина виртуальной машины (VMbus), поставщик службы виртуализации (VSP) и драйвер виртуальной инфраструктуры (VID).

Hyper-V также имеет средства для управления и подключения. Их можно установить на том же компьютере, на котором установлена роль Hyper-V, и на компьютерах без установленной роли Hyper-V. Эти средства:

В диспетчере Hyper-V (иногда называется VMConnect)

Связанные технологии

Это некоторые технологии корпорации Майкрософт, которые часто используются с Hyper-V:

Различные технологии хранения: общие тома кластера, SMB 3,0, Локальные дисковые пространства

контейнеры Windows предлагают еще один подход к виртуализации. см. библиотеку контейнеров Windows в MSDN.

Microsoft Hyper-V представляет собой решение для виртуализации серверов в корпоративных средах. Hyper-V является ролью 64-х битной версии Windows Server 2008. В отличие от продуктов Microsoft Virtual Server или Virtual PC, Hyper-V обеспечивает виртуализацию на аппаратном уровне, с использованием технологий виртуализации, встроенных в процессоры. Таким образом, Hyper-V обеспечивает высокую производительность, практически равную производительности одной операционной системы, работающей на выделенном сервере.

Microsoft Hyper-V, как и VMware ESX позволяет консолидировать несколько серверов на одном физическом сервере. Виртуализация позволяет операционным системам и приложениям абстрагироваться от физического оборудования и конфигурации серверов. Независимость операционных систем и приложений от оборудования позволяет легко осуществлять миграцию с одного физического сервера на другой. Виртуализация на базе Hyper-V позволяет избавиться от необходимости покупки большого количества серверов, для обеспечения функционирования множества операционных систем или несовместимых между собой приложений.

Возможности виртуализации Microsoft Hyper-V значительно расширяются при помощи Microsoft System Center Virtual Machine Manager 2008 (SCVMM 2008).

SCVMM 2008 обеспечивает следующие возможности:

· Централизованное управление серверами виртуальных машин в масштабах предприятия. SCVMM 2008 поддерживает управление серверами Microsoft Hyper-V, Microsoft Virtual Server, VMware ESX и в будущем будет реализована поддержка Xen.

· Создание библиотеки шаблонов виртуальных машин. Шаблоны виртуальных машин представляют собой наборы образов предустановленных операционных систем, которые могут быть развёрнуты за считанные минуты.

· Мониторинг и размещение виртуальных машин в соответствие с загруженностью физических серверов.

· Миграция (конвертирование) физических серверов в виртуальные машины - технология P2V. Технология P2V позволяет произвести перенос физического сервера на виртуальный без остановки работы. Таким образом, появляется возможность онлайнового резервирования целого сервера, и в случае выхода его из строя, можно в течение минуты запустить виртуальный сервер и продолжить работу.

· Миграция (конвертирование) виртуальных машин других форматов в виртуальные машины Hyper-V - технология V2V. Данная технология аналогична P2V, но при этом позволяет переносить виртуальные машины Microsoft Virtual Server или VMware ESX в Hyper-V.

· Управление кластерами Hyper-V.

Рис. 2.1 Виртуализация серверов на базе Microsoft Hyper-V

Кластеры Hyper-V. Hyper-V может работать в режиме кластера. Ресурсом кластера, построенного на базе Microsoft Hyper-V, является виртуальная машина. Таким образом появляется возможность обеспечить отказоустойчивость целого сервера, причём независимо от того, какие приложения или операционная система на нём работают. Такие приложения, как Microsoft Exchange Server или SQL Server сами по себе поддерживают кластеризацию (высокую доступность), но большинство приложений кластеризацию не поддерживают, именно для них можно использовать кластер виртуальных машин Hyper-V. В случае выхода из строя физического сервера с одной или более виртуальными машинами, происходит автоматических запуск виртуальных машин на оставшихся физических серверах.

Как и VMware, Hyper-V предоставляет возможность выполнения моментальных снимков (snapshots) состояния виртуального сервера, что позволяет очень быстро восстановить сервер на момент создания снимка, причём после восстановления все приложения и службы остаются запущенными и в работающем состоянии, никакая перезагрузка или повторный запуск приложений не требуется. Такие возможности не обеспечивает ни одна система резервного копирования.

2.2 Виртуализация серверов уровня операционной системы.

Виртуализация на уровне операционной системы — виртуализирует физический сервер на уровне ОС, позволяя запускать изолированные и безопасные виртуальные серверы на одном физическом сервере. Эта технология не позволяет запускать ОС с ядрами, отличными от типа ядра базовой ОС. При виртуализации на уровне операционной системы не существует отдельного слоя гипервизора. Вместо этого сама хостовая операционная система отвечает за разделение аппаратных ресурсов между несколькими виртуальными серверами и поддержку их независимости друг от друга. Основные компьютерные программы для виртуализации операционной системы:

· iCore Virtual Accounts

Parallels Virtuozzo Containers — занимает ведущее решение для виртуализации ОС. Имеет возможность создавать множество изолированных контейнеров на одном физическом сервере и экземпляре ОС, что обеспечивает максимально эффективное управление, допустим, датацентром.

Такой способ виртуализации позволяет ИТ-компаниям размещать сотни серверов с подобными ОС на одном физическом сервере с одним экземпляром ОС. Благодаря тонкой архитектуре Parallels Virtuozzo виртуальные серверы могут работать с производительностью, сравнимой с производительностью отдельных серверов. Parallels Virtuozzo использует "родные" аппаратные и программные драйверы, что обеспечивает максимальную производительность сервера и позволяет размещать на нем такие ресурсоемкие приложения, как базы данных и почтовые серверы.

Виртуализация на уровне основной операционной системы предполагает создание единого уровня распределения системных ресурсов среди всех виртуальных серверов (контейнеров). При таком подходе дополнительная нагрузка на сервер составляет всего 2%, что обеспечивает бОльшую вместимость физического сервера, максимальную производительность виртуальных серверов и уникальные возможности управления виртуальной средой. Эти возможности включают динамическое перераспределение ресурсов и создание обратных ссылок на основную операционную систему сервера, что обеспечивает максимально быстрое выполнение операций.

2.3 Виртуализация приложений.

Виртуализация приложений подразумевает эмуляцию ресурсов операционной системы (реестра, файлов, и т.д.). Данная технология позволяет использовать на одном компьютере, а точнее в одной и той же операционной системе несколько несовместимых между собой приложений одновременно. Виртуализация приложений реализуется на базе продукта Microsoft Application Virtualization (AppV). AppV позволяет пользователям запускать одно и тоже заранее сконфигурированное приложение или группу приложений с сервера. При этом приложения будут работать независимо друг от друга, не внося никаких изменений в операционную систему. Причем всё это происходит прозрачно для пользователя, как будто он работает с обычным локально-установленным приложением.

Виртуализация приложений - это тип виртуализации, при котором происходит изоляция приложения от ресурсов операционной системы.

Основной принцип виртуализации приложений заключается в том, что само приложение физически выполняется на локальной машине, но при этом оно не имеет доступ ни к драйверам, ни к реестру, ни к файловой системе, все эти ресурсы эмулируются. Причём такая виртуализация остаётся прозрачной для пользователя, приложение работает точно так же, как будто оно установлено локально.

2.4Виртуализация представлений.

Виртуализация представлений подразумевает эмуляцию интерфейса пользователя. Т.е. пользователь видит приложение и работает с ним на своём терминале, хотя на самом деле приложение выполняется на удалённом сервере, а пользователю передаётся лишь картинка удалённого приложения. В зависимости от режима работы пользователь может видеть удалённый рабочий стол и запущенное на нём приложение, либо только само окно приложения. Это реализуется на базе Microsoft Terminal Services и на базе решений Citrix.

Виртуализация представлений - это тип виртуализации, при котором приложение выполняется на удалённом сервере, а пользователю на экран выводятся результаты его выполнения.

Типичным представителем виртуализации представлений является служба терминалов Microsoft Terminal Services, которая появилась еще в конце 90-х годов, и изначально использовалась для одновременного удалённого доступа к рабочему столу сервера с нескольких компьютеров. Службы терминалов постоянно совершенствовались и предлагали всё новые возможности.

Основной принцип виртуализации представления заключается в том, что пользователь просто видит экран удалённого сеанса, а на сервер передаются нажатия кнопок на клавиатуре и манипуляции мышью. Для самого пользователя всё выглядит так, как будто он работает с обычным рабочим столом на обычном компьютере.

Рис. 1.3 Виртуализация представлений

Технология виртуализации представлений даёт целый ряд преимуществ для бизнеса:

· Сокращение затрат на обслуживание программного обеспечения. В большинстве компаний количество системных администраторов, обслуживающих компьютеры пользователей, примерно в 10 раз больше, чем системных администраторов, обслуживающих сервера. И это естественно, т.к. число рабочих станций на порядок больше, чем серверов. При этом, у каждой рабочей станции своя операционная система и свои приложения, с которыми могут быть свои проблемы: сбой драйвера, неудачное обновление, неверные действия пользователя, действия вирусов и т.д. При использовании служб терминалов все эти проблемы практически исключаются. Требуется обслуживать только несколько серверов терминалов и только один экземпляр каждого приложения.

Повсеместный доступ и безопасность. Сотрудники компании получают возможность работать со всеми корпоративными приложениями удалённо. Взяв с собой в командировку ноутбук или нетбук, просто воспользовавшись любым компьютером дома, пользователь получает доступ ко всем бизнес-приложениям, расположенным в корпоративной сети. А поскольку на самом ноутбуке никакой корпоративной информации не хранится, то даже в случае его кражи, можно не беспокоиться о конфиденциальности информации предприятия. Весь трафик между клиентом и сервером полностью зашифрован.

Рис. 2.4 Виртуализация на базе Terminal Services

Внедрение служб терминалов на базе операционной системы Windows Server 2008 R2. В новом продукте службы терминалов были переименованы в Remote Desktop Services(RDS) и функционал был значительно расширен:

1. Появилась технология Terminal Services RemoteApp, позволяющая выводить на компьютер пользователя не весь рабочий стол удаленного сеанса, а лишь одно или несколько приложений (раньше это было возможно только с использованием решений Citrix). Теперь пользователь может просто запустить ярлычок приложения и работать с ним, как будто оно запущено локально, хотя на самом деле все вычисления по-прежнему будут выполняться на удалённом сервере.

3. Появилась выделенная роль сервера Terminal Services Gateway, которая позволяет подключаться к нескольким терминальным серверам, расположенным в корпоративной сети, без использования VPN подключения.

4. Появилась выделенная роль сервера Terminal Service Session Broker, которая позволяет балансировать нагрузку в пределах фермы терминальных серверов, объединённых в NLB-кластер. Session Broker равномерно распределяет пользователей по группе терминальных серверов, выравнивая нагрузку.

Также Microsoft Remote Desktop Services, позволяет пользователям копировать файлы между локальным компьютером и сервером терминалов, выводить на печать документы, подключать USB устройства, слышать звук, воспроизводимый в удалённом сеансе и использовать несколько мониторов одновременно.

Читайте также: