详解 Windows 8 虚拟化技术 Hyper-V

详解详解 WindowsWindows 8 8 虚拟化技虚拟化技术术 Hyper VHyper V 无论是一名软件开发人员 IT 管理员还是只是一位发烧友 许多人都需要运行多个操 作系统 传统解决方案是在多台不同的计算机上运行 考虑并不是每个人都可以拥有一整 套实验室来容纳所有这些计算机 因此可通过虚拟化来节省空间和时间 通过 Hyper V 可以在同一台计算机上同时运行多个 32 位或 64 位 操作系统 操作 系统不直接使用计算机硬件 而是在一个虚拟机 VM 内运行 Hyper V 使开发人员能够轻 松地维护多个测试环境 并提供一种简单的机制在这些环境间快速切换 而不会产生额外 的硬件成本 例如 包含旧版本 Internet Explorer 以支持 Web 开发人员的预配置虚拟机 IT 管理员可以从 Windows Server 和 Windows 客户端中的 Hyper V 获得虚拟机奇偶校验 和通用管理体验方面的额外好处 而且 许多人都使用虚拟化来尝试新事物 而不愿意冒 险对正在使用的 PC 进行更改 Hyper V 介绍介绍 Hyper V 需要具有二级地址转换 SLAT 的 64 位系统 SLAT 是 Intel 和 AMD 生产的 最新一代 64 位处理器中提供的功能 Hyper V 还需要 64 位版本的 Windows 8 以及至少 4GB 内存 Hyper V 支持在虚拟机中同时创建 32 位和 64 位操作系统 Hyper V 的动态内存允许动态分配和取消分配虚拟机所需的内存 用户可以指定最小值 和最大值 并在虚拟机之间共享未使用的内存 Hyper V 可以在具有 4GB RAM 的计算机运 行 3 或 4 个虚拟机 但如果有 5 个或更多虚拟机 则需要更多 RAM 另一方面 Hyper V 还可以使用 32 个处理器和 512GB RAM 创建大型虚拟机 关于虚拟机的用户体验 Windows 8 提供了两个机制来访问虚拟机 虚拟机控制台和 远程桌面连接 虚拟机控制台 也称为 VMConnect 是虚拟机的控制台视图 它提供虚拟机的单个监 视器视图 分辨率最高为 1600 x1200 颜色为 32 位 通过该控制台 您可以查看虚拟机 的启动过程 为了获得更丰富的体验 可以使用远程桌面连接 RDC 连接到虚拟机 使用 RDC 虚 拟机可以利用物理 PC 上的功能 例如 虚拟机可以在多个监视器上显示其图形 类似地 如果 PC 启用了多点触控的界面 则虚拟机就可以使用该界面并提供触控体验 虚拟机还 可以通过利用物理系统的扬声器和麦克风来提供完整多媒体功能 根操作系统 管理 虚拟 机的主 Windows 操作系统 还可以与虚拟机共享其剪贴板和文件夹 最后 使用 RDC 还可以将任何 USB 设备直接连接到虚拟机 关于存储 可以向虚拟机中可用的 IDE 或 SCSI 控制器添加多个硬盘 可以使用直接 传递给虚拟机的虚拟硬盘 VHD 或 VHDX 文件 或实际磁盘 VHD 还可以位于远程文件 服务器上 可以轻松地维护一组常用的预定义 VHD 并在团队中共享 Hyper V 的 实时存储移动 Live Storage Move 功能可帮助虚拟机基本上摆脱对基础存 储设备的依赖 这样一来 您就可以在不停止虚拟机的情况下 将虚拟机的存储从一个本 地驱动器移动到另一个本地驱动器 或者移动到 USB 记忆棒或远程文件共享 此功能对 快速部署非常有帮助 当需要快速创建虚拟机时 可以从某个文件共享上维护的虚拟机库 中启动一个虚拟机 然后将该虚拟机的存 储移动到本地驱动器 Hyper V 的另一个出色功能是能够在虚拟机运行时拍摄虚拟机快照 快照可保存有关虚 拟机的所有内容 使您能够返回到虚拟机使用过程中以前的某个时间点 当您尝试调试 某 些棘手问题时 快照是一个非常有用的工具 同时 Hyper V 虚拟机还具有 Windows 的所 有易管理性优势 Windows Update 可以修补 Hyper V 组件 因此您不需要设置其他维护过 程 此外 安装 Hyper V 后 Windows 仍具有所有相同的固在功能 尽管如此 使用虚拟化也存在一定的限制 依赖特定硬件的功能或应用程序在虚拟机 中将无法正常工作 例如 依赖 TPM 受信任的平台模块 的 Windows BitLocker 和 Measured Boot 在虚拟机中可能无法正常运行 需要 GPU 处理的游戏或应用程序也可能无 法正常工作 此外 依赖小于 10 毫秒计时器的应用程序 实时高精度应用程序 如实时 音乐混合应用程序等 在虚拟机中运行时也可能出现问题 根操作系统也运行在 Hyper V 虚拟化层之上 但特殊之处在于它可以直接访问所有硬件 这就是具有特殊硬件要求的应 用程序能够在根操作系统中正常工作 而对延迟比较敏感的高精度应用程序 在根操作系统 中运行时仍可能出现问题的原因 提醒一下 虚拟机中使用的任何操作系统均需要获得相关许可 通过无线通过无线 NIC 支持虚拟机通信支持虚拟机通信 Hyper V 创建外部网络交换机非常简单 只需从下拉列表中选择物理网络适配器 NIC 然后单击 确定 即可 这在 Windows Server Hyper V 中一切正常 但为了在 Windows 8 中 获得类似的结果 则需要使用无线 NIC 工作 问题问题 Hyper V 中的虚拟交换机是 第 2 层交换机 这意味着它使用唯一标识每个 物理和 虚拟 网络适配器卡的 MAC 地址进行交换 确定特定以太网数据包采用的路线 源和目 标计算机的 MAC 地址在每个以太网数据包中发送 第 2 层交换机使用该信息确定它应将 传入数据包发送到何处 外部虚拟交换机通过物理 NIC 连接到外部环境 来自虚拟机并发 往外部环境中的某台计算机的以太网数据包通过此物理 NIC 发送出去 这意味着 该物理 NIC 必须能够传送连接到此虚拟交换机的所有虚拟机发来的流量 因此这意味着通过该物 理 NIC 传送的数据包将包含多个 MAC 地址 每个虚拟机的虚拟 NIC 分别有一个 这在 有线物理 NIC 上受支持 通过将 NIC 置于混杂模式 但在无线 NIC 上不受支持 因为 WiFi NIC 建立的无线通道及其接入点只允许具有 WiFi NIC 的 MAC 地址的以太网数据包 而不允许任何其他内容 换句话说 如果继续使用当前虚拟交换机体系结构 Hyper V 将 无法对外部交换机使用 WiFi NIC 虚拟机和外部计算机之间使用有线连接进行联网 解决方案解决方案 为了避开这一限制 Hyper V 使用了 Microsoft 网桥解决方案 该解决方案实现了 ARP 代理 对于 IPv4 和 NDP 代理 对于 IPv6 针对传出数据包使用 WiFi 适配器的 MAC 地址取代虚拟 NIC 的 MAC 地址 网桥会维护虚拟 NIC 的 IP 地址及其 MAC 地址之间 的内部映射 以确保外部的数据包发送到适当的虚拟 NIC Hyper V 在创建虚拟交换机的过程中集成网桥 因此在您使用 WiFi 适配器创建外部虚 拟交换机时 Hyper V 将 1 创建连接到 WiFi 适配器的单个适配器网桥 2 创建外部虚拟交换机 3 强迫外部虚拟交换机使用网桥 而不是直接使用 WiFi 适配器 在该模型中 以太网交换仍在虚拟交换机中进行 而 MAC 转换在网桥中进行 对于创 建外部网络的用户而言 无论是选择有线 NIC 还是无线 NIC 工作流程都是相同的 虚拟机和