Instalación y configuración del host de Hyper-V

Hyper-V es la nueva tecnología de Microsoft orientada hacia la virtualización de infraestructuras hardware.

Aunque Hyper-V recoge el testigo de su tecnología predecesora, Microsoft Virtual Server, y aunque se mantiene un pequeño grado de compatibilidad entre ambas (sobre todo en lo referente a la estructura de los discos duros virtuales), Hyper-V lleva mucho más allá el concepto de virtualización, y representa un cambio de enorme calado, en aspectos claves de la virtualización como el rendimiento, la flexibilidad o la arquitectura de implementación.

Por este motivo se debe considerar a Hyper-V como un producto nuevo, con una nueva tecnología, y no como la siguiente versión de Microsoft Virtual Server.

Hyper-V provee el entorno de ejecución, y las herramientas de administración, necesarias para desarrollar y mantener un entorno computacional completo basado en el uso de máquinas virtuales, permitiendo la ejecución simultánea, y completamente aislada de múltiples sistemas operativos sobre un hardware físico común.

Algunas de las ventajas del uso de Microsoft Hyper-V sobre otras tecnologías de virtualización son:

- Estabilidad y escalabilidad: la esencia de la tecnología usada por Hyper-V reside en una fina capa de software denominada hipervisor, que expone una mínima superficie de ataque. Además el hipervisor no incluye drivers de terceros, sino que se basa en el uso de los drivers incluidos en el propio sistema operativo Windows Server 2008 R2. Por último Hyper-V puede instalarse en modo server core (un modo especial de instalación de las distintas ediciones de Windows Server 2008 R2), o como producto independiente sin sistema operativo, y por lo tanto no requiere de la existencia de interfaz gráfico en el propio servidor en el que se instala. Todas estas características hacen que se reduzca enormemente el número factores causantes de posibles problemas o inestabilidades.

- Aumento del aislamiento entre máquinas virtuales: Hyper-V ha sido diseñado sobre la base de la existencia en el mercado de hardware específicamente diseñado para dar soporte a la virtualización. Este diseño posibilita un control mucho más ajustado de la asignación de recursos físicos a cada máquina virtual, y reduce las interferencias de rendimiento entre máquinas virtuales.

- Seguridad: los servidores virtuales están al menos tan expuestos a potenciales problemas de seguridad como los servidores físicos, y en muchos aspectos más aún. Hyper-V está diseñado con la seguridad y el aislamiento entre máquinas virtuales en mente, de tal manera que si una máquina virtual se ve comprometida, esto no signifique un riesgo de seguridad para el resto de máquinas virtuales alojadas en el mismo servidor.

- Rendimiento: nuevamente el diseño orientado hacia el uso de hardware específicamente apto para la implementación de virtualización permite obtener grandes mejoras en el rendimiento de cada máquina virtual y en el del servidor de Hyper-V. Entre estas mejoras se incluyen el uso de una capa de software de virtualización (hipervisor) mucho más liviana, y que por lo tanto consume menos recursos del servidor físico, el soporte para tecnología multicore en las máquinas virtuales, el soporte para máquinas virtuales de 64 bits, la arquitectura de hipervisor, que permite un acceso mucho más directo de la máquinas virtuales a los recursos hardware, y una arquitectura de compartición de recursos mucho más optimizada.

La arquitectura básica funcional de Hyper-V consta de 4 elementos:

i) Hardware físico: el servidor de Hyper-v, también llamado host de Hyper-v.

ii) Hipervisor: la capa de virtualización de hardware usada por Hyper-V. Hay varios tipos de hipervisores, el usado por Hyper-V pertenece al denominado tipo 1, que agrupa a los hipervisores que se ejecutan directamente sobre el hardware de un equipo, sin que intermedie un sistema operativo entre ambos.

iii) Partición primaria: en Hyper-v cada unidad de ejecución aislada se denomina partición; en las particiones se ejecutan sistemas operativos virtualizados. Como mínimo siempre debe existir una partición principal, llamada partición primaria, en la cual debe ejecutarse los componentes de virtualización de Windows Server 2008 R2. La partición primaria hospeda los componentes de gestión y administración de Hyper-V, interactúa directamente con los dispositivos físicos reales del servidor a través de drivers nativos, y ejecuta los proveedores de servicios de virtualización, o VSP, encargados de atender las peticiones de acceso de las particiones hijas a los recursos físicos del servidor.

iv) Particiones hijas: las particiones hijas ejecutan sistemas operativos virtuales que interactúan con dispositivos virtuales o VDevs, que son representaciones virtuales de los dispositivos reales; las peticiones de acceso a los VDevs son recibidas por consumidores de servicios de virtualización, o VSC, que también se ejecutan en las particiones hijas, y que se encargan de redirigir estas peticiones a los VSP que se ejecutan en la partición primaria.

Figura 1.- Arquitectura básica de Hyper-V

Requisitos para la instalación de Hyper-V

Hyper-V sólo puede ser instalado en equipos que cumplan con una serie de requisitos de hardware:

- Procesador con arquitectura x64.
- Soporte activo para virtualización asistida por hardware (HAV): este requisito debe ser cumplido tanto por la placa base, como por el procesador; en concreto el hardware debe implementar Intel VT ó AMD-V.
- Soporte hardware activo para Data Execution Prevention (DEP); este requisito debe ser cumplido tanto por la placa base, como por el procesador; en concreto el hardware debe implementar Intel XD bit ó AMD NX bit.
- Resto de requisitos establecidos por la edición de cada producto en concreto.

El rol de Hyper-V

En Windows Server 2008 R2 la tecnología de virtualización de Hyper-V se incluye como un rol del sistema operativo.

El rol de Hyper-V está presente en las ediciones Estándar, Enterprise y Data Center de Windows Server 2008 R2, y está disponible tanto en las instalaciones full como en las instalaciones de tipo "server core".

A igualdad de otras condiciones en general la instalación en modo "server core" proporcionará mayor estabilidad al sistema de virtualización y además dejará libre una mayor cantidad de recursos del servidor físico para usar en virtualización.

En el caso de instalación completa el rol de Hyper-V se activa desde la consola de administración de servidores.

Figura 2.- Rol de Hyper-V en la consola de administración de servidores

En el caso de instalaciones core, Hyper-V debe activarse mediante el comando: "Start /w ocsetup Microsoft-Hyper-V ".

La tecnología de Hyper-V también está disponible como un producto independiente del sistema operativo. En este caso recibe el nombre de Microsoft Hyper-V Server 2008 R2.

Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 sólo instala en el equipo servidor el software de la capa de hipervisor, y los componentes base del sistema de virtualización en la partición primaria.

Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 es un producto gratuito disponible para su descarga desde la página web de Microsoft en el link:
https://www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=48359dd2-1c3d-4506-ae0a-232d0314ccf6&displaylang=en

La elección entre usar Microsoft Hyper-V Server 2008 R2, o usar el rol de Hyper-V de alguna edición de Microsoft Windows Server 2008 R2, vendrá determinada por las características del escenario de virtualización que se quiera afrontar.

Figura 3.- Escenarios de virtualización

Una vez instalado el rol de Hyper-V en un servidor se dispone, en la partición primaria del mismo, de las herramientas de gestión de Hyper-V, que básicamente son dos: la consola de administración de Hyper-V, que es la herramienta básica de administración del rol de Hyper-V, y la Virtual Machine Connection, que es la herramienta que permite la interacción con la consola del sistema operativo ejecutado en las máquinas virtuales.

La consola de administración de Hyper-V, o Hyper-V Manager, es una consola de tipo mmc (Microsoft Management Console), que permite realizar todo tipo de operaciones sobre máquinas virtuales, discos virtuales y redes virtuales de Hyper-V, incluyendo, entre otros, la creación de estos elementos, el arranque y la parada de máquinas virtuales, la asignación de recursos del servidor a cada máquina virtual, la gestión de la seguridad, la gestión de snapshots...

Figura 4.- Consola de administración de Hyper-V

La consola de administración de Hyper-V permite la administración tanto del rol de Hyper-V del servidor local como de otros servidores de Hyper-V remotos, siempre y cuando se disponga de los permisos adecuados. De esta manera es posible gestionar de manera gráfica instalaciones de Hyper-V en modo "server core", o instalaciones de Hyper-V Server 2008 R2.

Por su parte la Virtual machine connection permite la gestión directa del sistema operativo de una máquina virtual de Hyper-V concreta.

Figura 5.- Sesión de Virtual machine connection de Hyper-V

Usando Virtual machine connection pueden efectuarse las siguientes operaciones sobre una máquina virtual:

- Visualizar la salida de video generada por la sesión de consola de la máquina virtual, e interactuar con ella mediante teclado y ratón, de la misma forma que lo haría un usuario sentado ante la consola de un equipo físico.

- Controlar el estado de la máquina virtual.

- Gestionar snapshots de la máquina virtual.

- Gestionar algunos aspectos de la configuración de la máquina virtual, tales como la asignación de medios.

Para abrir una sesión de Virtual machine conection contra una máquina virtual en concreto, seleccionamos la opción "Conectar", en el menú contextual asociado a cada máquina virtual, dentro de la consola de Hyper-V manager.

Es posible usar ambas herramientas de gestión de Hyper-V, Hyper-V manager y Virtual Machine Connection, desde servidores Windows Server 2008 R2 que no tengan el rol Hyper-V instalado, o incluso desde sistemas operativos de tipo cliente, como pueden ser Windows 7 en sus ediciones Professional, Enterprise y Ultimate.

En el caso de Windows Server 2008 R2, sin el rol de Hyper-V instalado, las herramientas de gestión están disponibles como una característica del sistema operativo, perteneciente a la categoría "Herramientas de administración remota de del servidor", y dentro de esta al grupo de características "Herramientas de administración de roles".

Figura 6.- Característica de herramientas de administración de Hyper-V en Windows Server 2008 R2

En el caso de Windows 7 las herramientas deben descargarse previamente y luego instalarse. Las herramientas para Windows 7 se incluyen dentro de las RSAT (Remote Server Administration Tools) para Windows 7, y se pueden descargar gratuitamente de la web de Microsoft en la URL:
https://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=7d2f6ad7-656b-4313-a005-4e344e43997d&displayLang=es

Nota: también existen otras ediciones de RSAT y de conjuntos similares de herramientas para usar desde otros sistemas operativos.