一:Hyper-V角色和技术描述

传统的数据中心的物理服务器运行的是专用工作负载。数据中心的每台服务器都是为了运行一种工作负载的单一目的而设计、购买、部署和维护的。如果以后工作负载停用或者升级,则物理服务器要么改作他用,要么停用。这种做法有几个显著不足,包括:

1) 运营成本高:服务器利用率低下造成物理空间分配和电源消耗不优化。

2) 部署周期长:购置过程很长,加上手动部署、数据中心每次增加新工作负载时都要使用新的服务器。

虚拟化带来了新一代的数据中心。利用虚拟化技术,每个工作负载不再需要专用服务器,而是可以在同一台服务器上运行多个工作负载。这解决了服务器利用率低下的问题;还减少了物理服务器的总体数量,从而降低了数据中心的整体能耗。

Hyper-V 技术可虚拟化硬件以提供可在一个物理计算机上同时运行多个操作系统的环境。Hyper-V 可让你创建和管理虚拟机及其资源。每个虚拟机都是可单独运行其各自操作系统的虚拟化计算机系统。在虚拟机内运行的操作系统被称为“来宾操作系统”。

Hyper-V 角色可让你利用内置于 Windows Server中的虚拟化技术创建和管理虚拟化的计算环境。安装 Hyper-V 角色会安装所需的组件,并会安装管理工具(可选)。所需的组件包括 Windows 虚拟机监控程序、Hyper-V 虚拟机管理服务、虚拟化 WMI 提供程序及其他虚拟化组件,如虚拟机总线 (VMbus)、虚拟化服务提供程序 (VSP) 和虚拟基础结构驱动程序 (VID)。如图所示。

Hyper-V Server 2012 R2介绍_服务器

Hyper-V 角色的管理工具包括:

? 基于 GUI 的管理工具:Hyper-V 管理器、Microsoft 管理控制台 (MMC) 管理单元以及虚拟机连接(此连接提供了对虚拟机视频输出的访问权,从而使你可以与虚拟机进行互动)。

? 特定于 Hyper-V 的 Windows PowerShell cmdlet。Windows Server包括 Hyper-V 模块,提供了对 GUI 中所有可用功能以及整个 GUI 中不可用功能的命令行访问权。

如果使用服务器管理器安装 Hyper-V 角色,除非专门排除管理工具,否则还将包括管理工具。如果使用 Windows PowerShell 安装 Hyper-V 角色,默认情况下将不包括管理工具。若要安装工具,则使用参数 –IncludeManagementTools。

二:实际应用:

Hyper-V 提供了基础结构,这样你可以虚拟化应用程序和工作负载,用来支持旨在提高效率和降低成本的各种商业目标,如:

l 建立或扩展私有云环境。Hyper-V 可帮助你接触或扩展共享资源的用途,并随着需求的变化而调整利用率,以根据需要提供更灵活的 IT 服务。

l 提高硬件利用率。通过将服务器和工作负载合并到数量更少但功能更强大的物理计算机上,可以减少对资源(如电源和物理空间)的消耗。

l 改进业务连续性。Hyper-V 可帮助你将计划和非计划停机对工作负载的影响降到最低限度。

l 建立或扩展虚拟机基础结构 (VDI)。包含 VDI 的集中式桌面策略可帮助你提高业务灵活性和数据安全性,还可简化法规遵从性以及对桌面操作系统和应用程序的管理。在同一物理计算机上部署 Hyper-V 和远程桌面虚拟化主机(RD 虚拟化主机),以制作向用户提供的个人虚拟机或虚拟机池。

l 提高部署和测试活动的效率。使用虚拟机可以无需获取或维护所有硬件而再现不同的计算环境,否则的话则会需要。

三:Hyper-V硬件要求:

Hyper-V 需要一个 64 位处理器,包括以下要求:

l 硬件协助的虚拟化。包括虚拟化选项(具体来说是 Intel 虚拟化技术 (Intel VT) 或 AMD 虚拟化 (AMD-V) 技术)的处理器提供此功能。

l 硬件强制实施的数据执行保护 (DEP) 必须可用且已启用。具体地说就是,你必须启用 Intel XD 位(执行禁用位)或 AMD NX 位(无执行位)。

四:Hyper-V历史:

1、 Windows Server 2008 With Hyper-V

Hyper-V首次出现是在Windows Server 2008中,作为windows server安装角色出现。主要功能有:

l 每个VM支持最大64G内存

l 每个VM最多支持4个虚拟CPU

l 使用.VHD格式作为Hyper-V虚拟机硬盘,支持最大2T,默认使用IDE设备

l 使用windows故障转移群集功能作为Hyper-V高可用

l 支持在群集间实施快速迁移

l 虚拟机快照

l 支持10Gbps虚拟网络以及VLANs支持

2、 Windows Server 2008 R2 With Hyper-V

Windows Server 2008 R2问世之后,在原有的基础上新增已经增强了一些功能,包括:

l 实时迁移。实时迁移使您能够以透明方式从一个故障转移群集节点移动到同一群集中的另一个节点,而无需断开网络连接,也不会感觉到停机时间。 实时迁移要求在运行 Hyper-V 的服务器上添加和配置故障转移群集角色。 此外,故障转移群集需要群集节点的共享存储。 这可以包含一个 iSCSI 或光纤信道存储区域网络 (SAN)。 所有虚拟机都存储在共享存储区域中,且运行的虚拟机状态是由其中一个节点管理的。

在运行 Hyper-V 的指定服务器上,在给定的时间点只能执行一次实时迁移(迁移到服务器或从服务器迁移)操作。这意味着将无法使用实时迁移同时移动多个虚拟机。

实时迁移需要 Windows Server 2008 R2 中的故障转移群集的新的群集共享卷 (CSV) 功能。 CSV 提供单个一致的文件命名空间,这样运行 Windows Server 2008 R2 的所有服务器都会看到同一个存储。如下图所示。

Hyper-V Server 2012 R2介绍_数据中心_02

通过实时迁移带来了更大的灵活性和价值:

? 提供更好的灵活性。包含运行 Hyper-V 的多个服务器的数据中心可以将正在运行的虚拟机移动到最佳的物理计算机,从而在不影响用户的情况下获得更佳的性能、伸缩性或合并。

? 降低成本。包含运行 Hyper-V 的多个服务器的数据中心可以向其服务器提供服务,而不会导致虚拟机停机,也不需要安排一个维护窗口。通过在需求较低的时间动态地增加合并率并关闭不使用的服务器,数据中心还能降低电源消耗。

? 提高生产效率。即使在维护过程中也有可能保持虚拟机联机,这会使用户和服务器管理员提高生产效率。

l 动态虚拟机存储。对虚拟机存储的改进包括对热插入存储器和热移除存储器的支持。 通过在虚拟机运行时支持添加或移除虚拟硬盘和物理磁盘,有可能快速重新配置虚拟机来满足不断变化的要求。还可以对虚拟机的现有 SCSI 控制器添加或移除虚拟硬盘和物理磁盘。 热插入和热移除存储器要求在来宾操作系统上安装 Hyper-V 集成服务(在 Windows Server 2008 R2 中附带)。

l 增强的处理器支持。现在最多可以有 32 个物理处理器内核。 增加的处理器支持使得在单个主机上运行更高要求的工作负荷成为可能。此外,还具有对第二层地址转换 (SLAT) 和 CPU 内核放置的支持。 CPU 内核放置使 Windows 和 Hyper-V 能够将处理过程合并到可能的最少数量的服务器内核,并挂起不活动的处理器内核。 SLAT 在 x86/x64 处理器的体系结构 x86/x64 分页表下添加了第二个分页级别。它提供一个从虚拟机内存访问到物理内存访问的间接层。 在虚拟化方案中,基于硬件的 SLAT 支持会提升性能。 在基于 Intel 的处理器上,这称为扩展页表 (EPT),而在基于 AMD 的处理器上,这称为嵌套页表 (NPT)。

l 增强的网络支持。已将对 Jumbo 帧的支持(先前在非虚拟环境中提供)扩展到虚拟机上。 此功能使虚拟机能够使用最大为 9,014 字节的 Jumbo 帧(如果基础物理网络支持)。

3、 Windows Server 2008 Service Pack 1

尽管Windows Server 2008 R2针对Hyper-V做了很大的改进,但是仍然有许多功能确实,比如动态内存,它允许了在Hyper-V中实施最大内存。在VDI方面增加了RemoteFX功能实现vGPU。

4、 Windows Server 2012 With Hyper-V

微软发布的Windows Server 2012(Hyper-V3.0)在企业级应用中更具优势,在高可用方面提供更多的解决方案,比如虚拟机复制,基于SMB3.0的共享虚拟机部署、Hyper-V群集、虚拟机迁移等,更符合企业实际应用环境(网卡捆绑,HBA卡支持)。实施更为强大的虚拟化平台。利用 Windows Server 2012 Hyper-V,组织现在比以前更容易利用虚拟化带来的成本节约,将多个服务器角色合并为独立的虚拟机,从而最优化地利用服务器硬件投资。可以使用 Hyper-V 在一台服务器上高效地并行运行多个操作系统,包括Microsoft Windows、Linux和其他操作系统。Windows Server 2012 用更多功能、更好的伸缩性、以及内置的可靠性机制对此进行了扩展。

在数据中心,在桌面,以及现在的云,Microsoft 虚拟化平台在 Hyper-V 及管理工具的引导下,让您的资金创造更大的价值。包括:

l Windows PowerShell 的 Hyper-V 模块

l Hyper-V 副本

l 在非群集和群集的虚拟机上执行实时迁移,并且同时执行一个以上的实时迁移

l 使用比以前可能使用的明显更大的计算和存储资源。处理硬件错误能力的改进,增加了虚拟化环境的复原能力和稳定性。

l 在不停机的情况下将运行中的虚拟机虚拟硬盘移到其他存储位置

l 虚拟光纤通道。从来宾操作系统内连接到光纤通道存储

l 创建高达 64 TB 的稳定、高性能的虚拟硬盘(VHDX)

l 网络虚拟化支持多用户管理,以及 Microsoft 伙伴可提供的扩展,从而添加监视、转发和筛选数据包的功能

l Hyper-V动态内存的改进,能够实施最大最小内存配额

l Hyper-V的卸载数据传输支持

l 数据中心桥接的改进

l NIC成组

Hyper-V Server 2012 R2介绍_服务器_03

5、 Windows Server 2012 R2新增功能

l 共享虚拟硬盘。用于构建高可用性基础结构,对于私有云部署以及用于管理大型工作负载的云托管环境而言,此功能特别重要。共享虚拟硬盘使多个虚拟机能够访问同一个虚拟硬盘 (VHDX) 文件,该文件提供 Windows 故障转移群集使用的共享存储。共享虚拟硬盘文件可以托管在群集共享卷 (CSV) 上,也可以托管在基于服务器消息块 (SMB) 的横向扩展文件服务器文件共享上。

l 调整虚拟机硬盘大小。通过在运行虚拟机的同时调整虚拟硬盘的大小,管理员可以在关联的虚拟机已联机或者虚拟硬盘数据磁盘被使用时,在虚拟硬盘上执行配置和维护操作。联机虚拟硬盘大小调整只适用于已附加到 SCSI 控制器的 VHDX 文件。当虚拟硬盘被使用时,可以通过用户界面增大或减小虚拟硬盘的大小。

l 存储服务质量。使用存储 QoS,可以针对虚拟机中的每个虚拟磁盘,以每秒 I/O 运算次数 (IOPS) 为单位指定最大和最小 I/O 负载。存储 QoS 确保一个虚拟硬盘的存储吞吐量不会影响同一主机中另一个虚拟硬盘的性能。

l 实时迁移。较大规模的部署(例如私有云部署或云托管提供商)中,此项更新可减少网络开销和 CPU 使用率,并可减少实时迁移所需的时间。Hyper-V 管理员可以根据其环境和要求配置相应的实时迁移性能选项。现在,可以使用以下实时迁移选项。

l 跨版本实时迁移。支持将 Windows Server 2012 中的 Hyper-V 虚拟机迁移到 Windows Server 2012 R2 中的 Hyper-V。

l 虚拟机代次。Windows Server 2012 R2 中的 Hyper-V 包括两个受支持的虚拟机代次。

? 第 1 代 为虚拟机提供的虚拟硬件与以往版本的 Hyper-V 中的虚拟硬件相同。

? 第 2 代 在虚拟机上提供以下新增功能:安全启动(默认情况下已启用)、从 SCSI 虚拟硬盘启动、从 SCSI 虚拟 DVD 启动、使用标准网络适配器执行 PXE 启动、UEFI 固件支持

l 增强会话模式。虚拟机连接增强了为需要连接到虚拟机的 Hyper-V 管理员提供的交互式会话体验。当你与虚拟机交互时,它可以提供类似于远程桌面连接的功能。在以往版本的 Hyper-V 中,虚拟机连接仅提供虚拟机屏幕、键盘和鼠标的重定向以及有限的复制功能。若要获取更多重定向功能,可以启动与虚拟机之间的远程桌面连接,但这需要提供虚拟机的网络路径。使用虚拟机连接时,可以重定向以下本地资源:显示器配置、音频、打印机、剪贴板、智能卡、驱动器、USB 设备、支持的即插即用设备

l 故障转移群集和Hyper-V。Hyper-V 已得到增强,可以检测未由 Windows 故障转移群集管理的存储设备(SMB 3.0 文件共享)上的物理存储故障。存储故障检测可以检测虚拟机启动磁盘或者与虚拟机关联的任何附加数据磁盘的故障。如果发生了这种事件,Windows 故障转移群集会确保在群集中的其他节点上重新定位并重新启动该虚拟机。这样便消除了检测不到非托管存储故障以及虚拟机资源不可用的情况。Hyper-V 和 Windows 故障转移群集已得到增强,可以检测虚拟机的网络连接问题。如果分配到虚拟机的物理网络遭受故障(例如交换机端口或网络适配器发生故障,或者网络电缆连接断开),Windows 故障转移群集会将该虚拟机移到群集中的其他节点,以恢复网络连接。

l Hyper-V副本。可以配置扩展复制。在扩展复制中,副本服务器会将有关主虚拟机上发生的更改的信息转发到第三台服务器(扩展的副本服务器)。有计划或无计划地从主服务器故障转移到副本服务器之后,扩展的副本服务器将提供进一步的业务连续性保护。与普通复制一样,可以使用 Hyper-V 管理器、Windows PowerShell 或 WMI 来配置扩展复制。现在,你可以配置复制频率,而以前它是一个固定值。还可以访问 24 个小时的恢复点。以前的版本只让你访问 15 个小时的恢复点。

l Linux支持。

? 改进视频 - 现在,为 Linux 虚拟机提供了特定于 Hyper-V 的视频驱动程序,它可以提供增强的视频体验,并改进了鼠标支持。

? 动态内存 - 现在,包括热添加和删除功能在内的动态内存完全受 Linux 虚拟机的支持。这意味着你可以在同一台主机上同时运行 Windows 和 Linux 虚拟机,同时还可以使用动态内存来确保将内存资源合理分配到主机上的每台虚拟机。

? 联机 VHDX 大小调整 - 在运行虚拟机时,可以调整连接到 Linux 虚拟机的虚拟硬盘的大小。

? 联机备份 - 现在,你可以使用现成的 Windows Server Backup 实用工具的 Windows Azure Online Backup 功能、System Center Data Protection Manager 或支持备份 Hyper-V 虚拟机的任何第三方备份解决方案,将运行中的 Linux 虚拟机备份到 Windows Azure。

l 虚拟机自动激活。虚拟机自动激活 (AVMA) 可让你在正确激活了 Windows Server 2012 R2 的计算机上安装虚拟机,而无需管理每一台虚拟机的产品密钥,即使在连接断开的环境中,也是如此。AVMA 会将虚拟机激活绑定到许可的虚拟化服务器,并在虚拟机启动时激活该虚拟机。AVMA 还提供有关使用情况的实时报告,以及有关虚拟机许可状态的历史数据。虚拟服务器上会提供报告和跟踪数据。AVMA 需要一台运行 Windows Server 2012 R2 Datacenter 的虚拟化服务器。来宾虚拟机上的操作系统必须是 Windows Server 2012 R2 Datacenter、Windows Server 2012 R2 Standard 或 Windows Server 2012 R2 Essentials。

l HNV网关。HNV 网关是执行站点到站点 (×××)、NAT 和转发功能的多租户网关。现在,可以更方便地设置一个网关,用于连接混合云方案中的多个租户 ××× 连接,支持将多个租户连接到 Internet,以及将数据中心网络中的网络流量转发到私有云方案中的虚拟网络。

l IPAM。HNV可以学习手动分配的或通过虚拟网络上的 DHCP 设置的虚拟机 IP 地址。

l NV+NIC成组。将 HNV 和 Windows NIC 组合相集成,以便能够将多个网络适配器放置在一个组中,实现带宽聚合和/或流量故障转移的目的,从而在网络组件发生故障时可以保持连接性。提高了 HNV 网络吞吐量和可靠性。可以在 NIC 组中启用虚拟化流量的入站和出站传播。 这意味着,离开主机或进入主机的流量可以利用 NIC 组中的所有网络适配器。

l NVGRE封装任务卸载。使用通用路由封装 (NVGRE) 任务卸载的网络虚拟化可让用户使用通用路由封装 (GRE) 封装的数据包,其中包含以下功能:大量发送卸载 (LSO)、接收方伸缩 (RSS)、虚拟机队列 (VMQ)

l Hyper-V 虚拟交换机扩展端口 ACL。企业和云服务提供商 (CSP) 可以配置 Hyper-V 虚拟交换机扩展端口访问控制列表 (ACL),以提供防火墙保护,并为数据中心的租户 VM 实施安全策略。由于端口 ACL 是在 Hyper-V 虚拟交换机上而非 VM 内部配置的,因此你可以管理多租户环境中所有租户的安全策略。

l 网络流量的动态负载平衡。Windows Server? 2012 提供并行的负载分配与故障转移,但不确保 NIC 组中 NIC 之间的负载分配处于平衡状态。在 Windows Server? 2012 R2 中,动态负载平衡会持续自动地在 NIC 组中的 NIC 之间移动通信流,以尽可能均衡地分担流量负载。

l Hyper-V 网络虚拟化能够与 Hyper-V 虚拟交换机的第三方转发扩展共存。Hyper-V 网络虚拟化 (HNV) 环境中的 Hyper-V 虚拟交换机上安装的转发 Hyper-V 虚拟交换机扩展可以转发 VM 客户地址 (CA) 空间或物理地址 (PA) 空间的数据包,因为交换机扩展现在能够与使用网络虚拟化通用路由封装 (NVGRE) 的网络虚拟化无缝共存。

l 使用 vRSS 缓解 VM 的流量瓶颈。在 Windows Server 2012 中,支持通过 SR-IOV 进行接收方缩放 (RSS);而现在在 Windows Server 2012 R2 中,VM 网络路径支持虚拟 RSS (vRSS),因此 VM 可承受更大的网络流量负载。

l 网络跟踪已简化,可提供更多详细信息。网络跟踪包含交换机和端口配置信息,并且可以更方便地使用和读取通过 Hyper-V 虚拟交换机以及你安装的任何转发扩展的跟踪数据包。

五:Hyper-V Server支持的操作系统

(一) 支持的Windows Server和Windows

1. Windows Server 2012/R2:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

2. Windows Server 2008R2/SP1:安装最新的Hyper-V集成服务

3. Windows Server 2008/SP2:安装最新的Hyper-V集成服务

4. Windows Home Server 2011:安装最新的Hyper-V集成服务

5. Windows Small Bussiness Server 2011:安装最新的Hyper-V集成服务

6. Windows Server 2003 SP2/R2: 安装最新的Hyper-V集成服务

7. Windows 8/8.1:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

8. Windows 7/SP1: 安装最新的Hyper-V集成服务

9. Windows Vista SP2:安装最新的Hyper-V集成服务

10. Windows Xp SP2/SP3:安装最新的Hyper-V集成服务

(二) 支持的Linux和Unix

1. RedHat Enterprise Linux6.4/6.5/6.6/7:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

2. RedHat Enterprise Linux5.5-6.3:安装最新的Hyper-V集成服务

3. CentOS6.4/6.5/6.6/7:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

4. CentOS5.5-6.3:安装最新的Hyper-V集成服务

5. Debian7.0-7.4:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

6. Oracle Linux6.4-7.0:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

7. SUSE 11SP2-12.3: 已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

8. Ubuntu12.04-14.10:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

9. FreeBSD10:已内置Hyper-V集成服务,不需要单独安装

10.FreeBSD8.4/9.1-9.3:安装最新的Hyper-V集成服务