Ниже представлены некоторые основные особенности исходной версии платформы Microsoft Hyper-V:

• Поддержка различных ОС
  Hyper-V поддерживает одновременное выполнение различных типов ОС, в т. ч. 32-разрядных и 64-разрядных ОС на различных серверных платформах (например, Windows, Linux и  др.).
• Расширяемость
  Технология Hyper-V имеет стандартные интерфейсы инструментария управления Windows  (WMI) и программные интерфейсы API, которые позволяют независимым поставщикам ПО и разработчикам быстро создавать настраиваемые средства и расширения для платформы виртуализации.
• Балансировка сетевой нагрузки
  Hyper-V предоставляет возможности виртуального переключения, которые обеспечивают использование службы балансировки сетевой нагрузки Windows для балансировки нагрузки на виртуальных машинах с различных серверов.
• Микроядерная архитектура
  Hyper-V имеет 64-разрядную микроядерную архитектуру низкоуровневой оболочки, которая позволяет платформе предоставлять различные методы поддержки устройств, дополнительную производительность и безопасность.
• Аппаратная виртуализация
  Для работы Hyper-V необходимо использование технологий аппаратной виртуализации Intel-VT или AMD-V.
• Архитектура совместного использования оборудования
  Hyper-V использует архитектуру поставщиков (VSP) и клиентов служб виртуализации (VSC), что обеспечивает расширенный доступ и использование аппаратных ресурсов (например, дисков, сети и видео).
• Быстрая миграция
  Hyper-V позволяет перенести запущенную виртуальную машину с одного физического главного компьютера на другой с минимальными задержками. Это осуществляется при помощи высокодоступных средств управления Windows Server 2008 и System Center.
• Масштабируемость
  Hyper-V поддерживает несколько процессоров и ядер на уровне главного компьютера, а также расширенный доступ к памяти на уровне виртуальных машин. Эта поддержка обеспечивает масштабируемость сред виртуализации для размещения большого количества виртуальных машин на одном узле. При этом возможности быстрой миграции также позволяют выполнять масштабирование на нескольких узлах.
• Поддержка симметричной мультипроцессорной архитектуры (SMP)
  Hyper-V поддерживает до четырех процессоров в среде виртуальных машин для использования многопотоковых приложений на виртуальной машине.
• Моментальные снимки виртуальных машин
  Hyper-V обеспечивает возможность создания моментальных снимков работающих виртуальных машин для быстрого возврата к предыдущему состоянию, что оптимизирует решения по резервному копированию и восстановлению.

Все эти функции подробно рассматриваются в этой главе, но наиболее интересными представляются функции, добавленные в Hyper-V в версии R2. Эти функции описаны ниже.

Новые возможности Hyper-V R2

В версии Windows Server 2008 R2 в роль Hyper-V добавлены новые функции. Они повышают гибкость, производительность и масштабируемость Hyper-V. Рассмотрим их более подробно.

Повышенная гибкость

Hyper-V R2 содержит следующие новые функции, которые повышают гибкость развертывания и обслуживания инфраструктуры виртуализации сервера:

• Динамическая миграция
  Hyper-V R2 содержит функцию динамической миграции, которая позволяет перемещать виртуальную машину с одного сервера Hyper-V на другой без прерывания сетевого подключения, без простоев в работе пользователя и без прекращения обслуживания. Перемещение сопровождается всего лишь уменьшением производительности в течение нескольких секунд. Динамическая миграция позволяет обеспечить высокую доступность серверов и приложений, запущенных на кластеризованных серверах Hyper-V в среде виртуализованного центра обработки данных. Динамическая миграция также упрощает процесс обновления и обслуживания оборудования главного компьютера, а также предоставляет новые возможности, например возможность балансировки сетевой нагрузки для максимально эффективного энергопотребления или оптимального использования процессора. Динамическая миграция подробно описывается ниже в разделе «Работа с динамической миграцией».
• Общие тома кластера
  Общие тома кластера — это новая функция системы отказоустойчивых кластеров Windows Server 2008 R2. Она предоставляет единое и непротиворечивое пространство имен файлов, которая позволяет всем узлам кластера обращаться к одному и тому же устройству хранения. Использование общих томов кластера настоятельно рекомендуется при динамической миграции и описывается ниже в разделе «Работа с динамической миграцией».
• Поддержка «горячего» добавления и удаления средств хранения
  Версия R2 Hyper-V позволяет добавлять или удалять виртуальные жесткие диски и транзитные диски на работающей виртуальной машине без завершения ее работы и перезапуска. Это позволяет без простоев настроить все пространство хранения, используемое виртуальной машиной, в соответствии с изменением рабочей нагрузки. Кроме того, это предоставляет новые возможности резервного копирования в Microsoft SQL Server, Microsoft Exchange Server и в центрах обработки данных. Для использования этой функции виртуальные и транзитные диски должны быть подключены к виртуальной машине с помощью виртуального контроллера SCSI. Дополнительные сведения о добавлении контроллеров SCSI в виртуальные машины см. ниже в разделе «Управление виртуальными машинами».
• Режим совместимости процессора
  Новый режим совместимости процессора, доступный в версии Hyper-V R2, позволяет переносить виртуальную машину с одного главного компьютера на другой при совпадении архитектуры их процессоров (AMD или Intel). Это облегчает обновление инфраструктуры главного компьютера Hyper-V путем упрощения миграции виртуальных машин с компьютеров со старым оборудованием на компьютеры с более новым оборудованием. Кроме того, это также обеспечивает гибкость миграции виртуальных машин между узлами кластера. Например, режим совместимости процессора можно использовать для миграции виртуальных машин с узла Intel Core 2 на узел Intel Pentium 4 или с узла AMD Opteron на узел AMD Athlon. Обратите внимание на то, что режим совместимости процессоров позволяет выполнять миграцию виртуальных машин только при совпадении архитектуры процессоров узлов. Другими словами, поддерживается миграция AMD-AMD и Intel-Intel. Перенос виртуальных машин с главного компьютера одной архитектуры на главный компьютер другой архитектуры не поддерживается. Другими словами, миграция AMD-Intel и Intel-AMD не поддерживается. Дополнительные сведения о режиме совместимости процессоров и его настройке см. во врезке  «Принцип работы. режим совместимости процессора».

Повышенная производительность

Hyper-V R2 содержит следующие новые функции, которые могут повысить производительность инфраструктуры виртуализации сервера:

• Поддержка до 384 одновременно запущенных виртуальных машин и до 512 виртуальных процессоров на каждом сервере
  При наличии соответствующего оборудования сервера Hyper-V R2 можно использовать для выхода на недостижимые ранее уровни консолидации серверов. Например, на одном главном компьютере Hyper-V можно разместить:
  • 384 виртуальных машин с одним процессором (существенно меньше ограничения в 512 виртуальных процессоров)
  • 256 виртуальных машин с двумя процессорами (всего 512 виртуальных процессоров)
  • 128 виртуальных машин с четырьмя процессорами (всего 512 виртуальных процессоров)

  Также можно работать с любыми сочетаниями одноядерных, двухъядерных и четырехъядерных процессоров, если общее количество виртуальных машин не превышает 384, а общее количество виртуальных процессоров, выделенных виртуальным машинам, не превышает 512. Такие возможности позволяют Hyper-V R2 обеспечивать максимально возможные на рынке значения плотности виртуальных машин на данный момент. Для сравнения: предыдущая версия Hyper-V в Windows Server 2008 SP2 поддерживала всего до 24 логических процессоров и до 192 виртуальных машин. Обратите внимание на то, что при использовании отказоустойчивых кластеров Hyper-V R2 поддерживает до 64 виртуальных машин на узел кластера.

• Поддержка преобразования адресов второго уровня (SLAT)
  В версии Hyper-V R2 процессор обрабатывает преобразования адресов на виртуальных машинах, а не в коде Hyper-V, который программным образом выполняет сопоставления таблиц. Таким образом, технология SLAT создает второй уровень страниц под таблицами страниц архитектуры x86/x64 процессоров x86/x64 за счет слоя косвенного обращения от доступа к памяти виртуальной машины до доступа к физической памяти.

  При применении соответствующих процессоров (например, процессоров Intel с расширенными таблицами страниц EPT начиная с поколения i7 или последних моделей процессоров AMD с вложенными таблицами страниц NPT) Hyper-V R2 существенно увеличивает производительность системы во многих случаях.  Повышение производительности вызвано улучшением технологии управления памятью и снижением количества копий памяти, необходимых для использования этих функций процессора. Производительность повышается в особенности при работе с крупными наборами данных (например, с Microsoft SQL Server). Использование памяти для низкоуровневой оболочки Microsoft Hypervisor может сократиться с 5 процентов до 1 процента от общей физической памяти. Таким образом, дочерним разделам будет доступно больше памяти, что позволяет добиться высокой степени консолидации.

• VM Chimney
  Эта функция позволяет передавать трафик TCP/IP для виртуальной машины на физический адаптер сети главного компьютера. Для этого физический сетевой адаптер и ОС должны поддерживать функцию разгрузки TCP Chimney, что позволит повысить производительность виртуальной машины за счет снижения нагрузки ЦП для логических процессоров. Поддержка разгрузки TCP Chimney в Microsoft Windows появилась в версиях

  Windows Vista и Windows Server 2008. Функция VM Chimney по умолчанию отключена. Для работы ее необходимо включить на физическом сетевом адаптере и в главной операционной системе.Подробные сведения см. на странице https://support.microsoft.com/kb/951037.

  Обратите внимание на то, что эту функцию могут использовать не все приложения. В частности, приложения, использующие предварительно размещенные буферы и продолжительные подключения с большими объемами передачи данных, получат наибольшие преимущества от включения этой функции. Кроме того, следует помнить о том, что физические сетевые адаптеры с поддержкой разгрузки TCP Chimney могут обрабатывать ограниченное количество разгруженных подключений, которые используются всеми виртуальными машинами узла.

• Поддержка очереди виртуальных машин (VMQ)
  Hyper-V R2 предоставляет поддержку очередей устройства виртуальных машин (VMDq) — технологии Intel Virtualization Technology For Connectivity. VMQ передает задачу по сортировке трафика данных виртуальных машин из диспетчера Virtual Machine Manager в сетевой контроллер. Это позволяет одному физическому сетевому адаптеру отображаться в гостевой системе в виде нескольких сетевых адаптеров (очередей), что оптимизирует использование ЦП и позволяет повысить пропускную способность сети, а также обеспечивает улучшенные возможности управления трафиком виртуальной машины. После этого главный компьютер не сохраняет данные прямого доступа к памяти (DMA) со стороны устройств в собственном буфере, так как сетевой адаптер может воспользоваться таким доступом для направления пакетов в память виртуальной машины. Сокращение пути ввода-вывода обеспечивает повышение производительности. Дополнительные сведения об очереди VMDq см. на веб-сайте Intel по адресу http://www.intel.com/network/connectivity/vtc_vmdq.htm.

• Поддержка кадров крупного размера
  Кадры крупного размера — это кадры Ethernet, содержащие более 1500 байт полезной нагрузки. Кадры крупного размера ранее были доступны в невиртуальных средах. Hyper-V R2 предоставляет возможность работы с ними в виртуальных машинах и поддерживает кадры размером до 9014 байт (если это поддерживается базовой физической сетью).

  В результате это позволяет повысить пропускную способность сети и сократить интенсивность использования ЦП при переносе крупных файлов.

Повышенная масштабируемость

Hyper-V R2 содержит следующие новые функции, которые повышают масштабируемость инфраструктуры виртуализации сервера:

• Поддержка до 64 логических процессоров в главном пуле процессоров
  Количество логических процессоров, поддерживаемое в этой версии Hyper-V, увеличено в четыре раза по сравнению со старой версией Hyper-V. Это позволяет предприятиям использовать последние модели крупных и масштабируемых серверных систем для максимизации преимуществ от консолидации существующих рабочих нагрузок. Кроме того, использование подобных серверных систем облегчает предоставление нескольких процессоров для каждой виртуальной машины. Hyper-V поддерживает до четырех логических виртуальных процессоров на виртуальную машину.
• Поддержка парковки ядер
  Функция парковки ядер позволяет Windows и Hyper-V консолидировать обработку данных на минимальном количестве ядер процессора. Для этого неактивные ядра процессора приостанавливаются путем перевода их в состояние C (состояние «парковки»). Это позволяет запланировать работу виртуальных машин на одном узле, а не распределять их на несколько узлов. Преимущество этого состоит в приближении к модели экологических вычислений за счет снижения количества энергии, необходимой ЦП узлов центра обработки данных.

Сравнение Hyper-V и Virtual Server

Широкие возможности Hyper-V уже привели к тому, что эта технология заменяет Microsoft Virtual Server во многих организациях, ранее использовавших Virtual Server для консолидации серверов, обеспечения непрерывности работы, тестирования и разработки. При этом Virtual Server до сих пор может найти применение в корпоративной инфраструктуре виртуализации. В таблице 2-1 приводится сравнение некоторых функций и технических данных Hyper-V и Virtual Server.

Таблица 2-1 Сравнение компонентов и технических характеристик Virtual Server 2005 R2 SP1 и Hyper-V R2

Компонент или технические данные	Virtual Server 2005 R2 SP1	Hyper-V R2
Архитектура
Тип виртуализации	Размещенные системы	На основе низкоуровневой оболочки
Производительность и масштабируемость
32-разрядные виртуальные машины	Да	Да
64-разрядные виртуальные машины	Нет	Да
32-разрядные узлы	Да	Нет
64-разрядные узлы	Нет	Да
Виртуальные машины с несколькими процессорами	Нет	Да
Максимальный объем гостевой оперативной памяти на каждую виртуальную машину	3,6 ГБ	64 ГБ
Максимальное количество гостевых ЦП на каждую виртуальную машину	1	4
Максимальная оперативная память узла	256 ГБ	1 ТБ
Максимальное количество запущенных виртуальных машин	64	384
Управление ресурсами	Да	Да
Доступность
Переключение гостевых систем при отказе	Да	Да
Переключение главных компьютеров при отказе	Да	Да
Миграция узлов	Да	Да
Моментальные снимки виртуальных машин	Нет	Да
Управление
Возможность расширения и управления через скрипты	Да, COM	Да, WMI
Пользовательский интерфейс	Веб-интерфейс	Интерфейс MMC 3 0
Интеграция SCVMM	SCVMM 2007	SCVMM 2008

Дополнительные сведения Для получения дополнительных сведений о возможностях Virtual Server и его загрузки перейдите на страницу https://www.microsoft.com/windowsserversystem/virtualserver/downloads.aspx. Для получения сведений о миграции виртуальных машин с Virtual Server на Hyper-V обратитесь к разделу «Virtual Machine Migration Guide: How To Migrate from Virtual Server to Hyper-V» в библиотеке TechNet по адресу  https://technet.microsoft.com/en-us/library/dd296684.aspx.