微软Hyper-V+虚拟化基础架构规划及最佳实践
基于Hyper-V的虚拟化技术在计算机基础课程实践教学中的应用
基于Hyper-V的虚拟化技术在计算机基础课程实践教学中的应用金沂【摘要】计算机基础课程实践教学作为计算机教学的重要环节,对学生实践能力与创新能力的培养起着非常关键的作用.如何提高实践教学的质量,加强学生实践能力的培养,提高其综合素质,是实现计算机基础教育培养目标的重要抓手.计算机实践教学的研究方兴未艾,计算机软硬件、网络技术的发展成果大量应用与计算机实践教学,虚拟化技术是其中重要的组成部分.通过对虚拟化技术发展的介绍与分析,探索基于微软虚拟化产品的计算机实践教学环境及架构方式;并总结出虚拟化实验教学平台的优势及应用意义.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2014(030)005【总页数】3页(P51-53)【关键词】虚拟化计算机实践教学;Hyper-V【作者】金沂【作者单位】青海大学计算机技术与应用系,西宁,810086【正文语种】中文【中图分类】TP3110 引言计算机应用基础课程作为计算机教学的第一层次，是大学本科生的必修课程。
它的教学目标是培养学生掌握在未来信息化社会里更好地学习、工作和生活所必须具备的计算机基础知识和基本操作技能，并进行计算机文化道德规范教育。
1 虚拟化技术在计算机实践教学中的应用背景随着计算机技术的不断发展，计算机硬件与软件的发展更是日新月异，计算机实践教学面临着前所未有的挑战与机遇。
首先，计算机教学内容需要不断更新，计算机科学发展的最新知识的引入必不可少。
教学内容的“与时俱进”要求实验教学内容与实验教学平台、环境及实践教学方法不断更新，但计算机实践教学平台及环境的升级、更新需要巨大资金支持及较长的时间周期。
许多高校的计算机教学与实践出现了不断发展的教学需求与现实中硬件设备及软件不相匹配的矛盾，主要表现在计算机硬件资源与操作系统更新相对滞后、实验教学机器设备陈旧、故障率高、真实环境难于操作等问题，因而计算机的实践教学也因此受到了较大影响。
如何利用有限的计算机资源，完成更多的计算机实践教学任务，成为各个学校亟待解决的问题。
Windows Server 2012 操作系统部署和服务器虚拟化Hype-V部署配置
*注：计算机型号不同，可能开机选择启动设备的快捷键不同，通常情况下均是 F12
5 / 65
Microsoft OEM ROK Windows Server 2012 操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册 10) 系统将自动进入到区域选择界面，在这个界面将确定计算机的安装界面语言和区域 设置，保持默认即可。
9)
在‘确认安装所选内容’页面，单击‘指定备用源路径’。
3 / 65
Microsoft OEM ROK Windows Server 2012 操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册 10) 弹出‘添加角色和功能向导’的‘指定备用源路径’对话框。在‘路径’右侧的文 本框中输入‘步骤一中的 DVD 驱动器盘符:\Sources\SxS\’，单击‘确定’。
11) 在‘确认安装所选内容’页面，单击‘安装’。 12) 安装成功后，单击‘关闭’。 2. Windows7-USB-DVDTools 此工具用来制作 USB 安装 盘 2) 安装步骤都选择默认设置，安装完成后，会在桌面出现如下图标： 1) 找到位于 E:\LabData\Windows7-USB-DVD-Tool.exe 文件，双击运行安装。
7) 8) 9)
在‘选择功能’页面，单击‘下一步’。 在‘Hyper-V’页面，单击‘下一步’。 在‘创建虚拟交换机’页面，单击‘下一步’。
10) 在‘虚拟机迁移’页面，单击‘下一步’。 11) 在‘默认存储’页面，将‘虚拟机硬盘文件’和‘虚拟机配置文件’的路径改成 ‘D:\Hyper-V\’，单击‘下一步’。
microsoftoemrokwindowsserver2012操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册2065microsoftoemrokwindowsserver2012操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册2165microsoftoemrokwindowsserver2012操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册2265microsoftoemrokwindowsserver2012操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册2365microsoftoemrokwindowsserver2012操作系统部署和服务器虚拟化专题实验手册24安装集成服务可以提高速度也可以使你的鼠标在虚拟机与物理机之间自由切在windowsserver2008r2虚拟机连接窗口菜单栏中单击操作选择插入集成服务安装盘
HyperV实施方案
HyperV实施方案【HyperV实施方案】一、项目背景随着云计算和虚拟化技术的快速发展，越来越多的企业开始采用虚拟化技术来提高服务器资源利用率和灵便性。
HyperV作为微软推出的虚拟化平台，具有高可靠性、高性能和易管理等优势，成为企业选择的重要方案之一。
本文将针对某企业的HyperV实施方案进行详细阐述。
二、项目目标本项目的目标是在某企业的服务器环境中实施HyperV虚拟化平台，以提高服务器资源的利用率、降低硬件成本和简化管理工作。
具体目标如下：1. 实施HyperV平台，创建虚拟机来承载企业的各类应用和服务；2. 优化服务器资源利用率，提高硬件利用效率；3. 提供高可靠性和高性能的虚拟化环境；4. 简化管理工作，提高运维效率。
三、项目实施步骤1. 需求分析阶段在这个阶段，我们将与企业的IT团队进行深入沟通，了解他们的需求和期望。
通过与他们的合作，我们将明确以下几个方面的需求：- 服务器资源需求：了解企业当前的服务器资源使用情况，确定需要虚拟化的服务器数量和配置要求。
- 应用和服务需求：了解企业需要部署的各类应用和服务，包括操作系统、数据库、Web服务器等，以确定虚拟机的配置和性能要求。
- 网络和存储需求：了解企业的网络和存储环境，确定网络带宽和存储容量的要求。
2. 设计方案阶段根据需求分析阶段的结果，我们将制定详细的设计方案，包括以下几个方面：- 服务器规划：确定需要购置的服务器数量和配置，考虑到企业的需求和扩展性。
- 虚拟机配置：根据应用和服务的需求，确定虚拟机的配置要求，包括CPU、内存、存储等。
- 网络规划：设计虚拟机之间和虚拟机与外部网络之间的网络连接方案，确保网络性能和安全性。
- 存储规划：确定存储设备的选择和配置，以满足虚拟机的存储需求。
3. 环境准备阶段在这个阶段，我们将完成以下几个任务：- 采购硬件设备：根据设计方案，购买所需的服务器、网络设备和存储设备。
- 环境搭建：安装和配置服务器、网络设备和存储设备，搭建HyperV虚拟化平台。
微软Hyper-V虚拟化概述和安全指南说明书
WMI Provider
VM Service
VM Worker Processes
Guest Partitions
Guest Applications
Ring 3: User Mode
Provided by:
Windows Hyper-V ISV
Server Core
Virtualization
Windows Kernel
{ Guest OS
SAP
Dept File / Print
VM Host
Guest VMs can not see/detect threats in the VM host due to the virtualizing behavior of the host.
This attack approach is similar, yet much more insidious, than the approach rootkits take to hide their presence.
Requires hardware assisted virtualization
AMD AMD-V Intel VT
Data Execution Prevention (DEP) should be enabled
Hyper-V Architecture
Root Partition
Virtualization Stack
Hosted virtualization Hypervisor virtualization
Virtual Machine Monitor Arrangements
Hosted Virtualization
Guest 1 Guest 2
部署hyper-V实现桌面虚拟化的步骤（图文教程）
部署hyper-V实现桌⾯虚拟化的步骤（图⽂教程）部署hyper-V的硬件需求如下：需要⼀个64位处理器，特别是具有Intel虚拟化技术（Intel VT）或AMD虚拟化（AMD-V）技术的处理器。
另外还要求硬件强制实施数据执⾏保护（DEP）必须可⽤并已启⽤，也就是必须启⽤Intel XD位（执⾏禁⽤位）或AMD NX（⽆执⾏位）。
微软实现桌⾯虚拟化的具体环境如下：服务实施前需准备的：1.需要DNS、DHCP、域环境的⽀持（这三种服务可以部署在同⼀台服务器。
其中DHCP⽤来给虚拟机分配IP地址）。
2.服务器都需要配置DNS地址，且DNS服务器需要指向域控制器的ip地址，RD服务器还需加⼊到域环境中，成为域成员。
相关服务在之前的博⽂有详细部署过程，若有问题可⾃⾏查看或百度，这⾥就不再写了，我这⾥所⽤到的服务器都为Windows server 2016版本。
当环境搭建好后，开始部署hyper-v：⼀、安装Remote Desktop主机：1、在RD服务器上，使⽤域管理员登录，然后，打开服务器控制台，单击“添加⾓⾊和功能”：2、默认跳过该页⾯：3、选择“远程桌⾯服务安装”，并单击“下⼀步”：4、这⾥选择默认的“标准部署”，然后单击“下⼀步”：5、这⾥选择“基于虚拟机的桌⾯部署”，并单击“下⼀步”：6、保持默认，单击“下⼀步”：7、在左侧窗格中选择当前主机，将当前主机添加到右侧窗格中，然后单击“下⼀步”：8、同上：9、同上：10、这⾥勾选“需要时重启.....”的默认复选框，然后单击“部署”：11、等待完成（刚开始是挂起状态，不⽤担⼼，抽根烟，耐⼼等待，期间会重启⼀次，还需⼿动输⼊密码进⼊系统，进⼊系统后，什么都不要管，然后等待）：12、等待安装成功后，单击“关闭”：⼆、制作Windows 10 虚拟机模板：1、打开hyper-V管理器：2、右击服务器名称，然后选择“虚拟交换机管理器”选项：3、选择“外部”，然后单击“创建虚拟交换机”：4、设置虚拟交换机的名称，然后单击“确定”：5、在弹出的警⽰框中单击“是”：6、待虚拟交换机创建完成后，创建虚拟机，如下所⽰：7、单击“下⼀步”，跳过默认页：8、在此定义虚拟机的名称和安装位置，然后单击“下⼀步”：9、保持默认，单击“下⼀步”：10、这⾥根据实际需求来定义虚拟机的内存，然后单击“下⼀步”：11、这⾥选择刚刚创建的虚拟交换机，然后单击“下⼀步”：12、这⾥根据实际需求来定义磁盘的⼤⼩及名称、存放位置等信息：13、选择准备好的ISO系统映像，并添加进来，然后单击“下⼀步”：14、确认⽆误后，单击“完成”：15、现在即可看到创建的虚拟机，右击虚拟机并点击“启动”和“连接”：16、打开控制台后，开始安装虚拟机的操作系统，该虚拟机将作为⼀个模板，所以安装完成后，可根据需要安装所需的软件并激活系统，这⾥就不截图了。
Hyper VNetworking 网络虚拟化
Microsoft Virtual Academy上午下午(01) 微软虚拟化简介(05) Hyper-V 管理(02) Hyper-V 基础结构(06) Hyper-V 高可用性和实时迁移(03) Hyper-V 网络(07) 与System Center 2012 VirtualMachine Manager 的集成(04) Hyper-V 存储(08) 与其他System Center 2012 组件的集成** 午餐休息**Microsoft Virtual Academy合成适配器旧版（仿真）适配器Windows Server 2003 SP2 Windows Server 2008 Windows Server 2008 R2 Windows Server 2012 Linux (SLES 10, 11) RHEL 5.x/6.xCentOS5.x/6.x Windows XP Windows Vista Windows 7 Windows 8 OpenSUSE 等.•我如何确保网络多租户？•IP 地址管理一直很难。
•如果VM 争夺带宽怎么办？•完全平衡网络架构•我如何与现有架构集成？•如何进行网络计量？•我可以专门将一个NIC 指定给工作负载吗?租户2：多个VM 工作负载数据中心租户1：多个VM 工作负载租户2：多个VM工作负载数据中心租户1：多个VM 工作负载协作租户2：多个VM 工作负载数据中心租户1：多个VM 工作负载1525$$$$$$租户2：多个VM 工作负载数据中心租户1：多个VM 工作负载云数据中心Woodgrove BankBlue 10.1.0.0/16Contoso BankRed 10.1.0.0/16u Win 8 主机Blue 10.1.1.21Red110.1.1.11到Internet (10.1.1.1)Hyper-V 交换机Red210.1.1.12Green 10.1.1.31隔离的4, 7隔离的4, 7社区4, 9社区4, 9物理网络物理服务器Woodgrove VM Contoso VM Woodgrove network Contoso networkHyper-V 机器虚拟化•在一台物理服务器上运行多个虚拟服务器•每个VM 都认为自己是一台物理服务器Hyper-V 网络虚拟化•在一个物理网络上运行多个虚拟网络•每个虚拟网络都认为自己是一个物理架构租户2：多个VM工作负载数据中心租户1：多个VM 工作负载Hyper-V 可扩展交换机PVLANS ARP/ND中毒保护DHCP Guard保护虚拟端口ACL 到虚拟机的T runk Mode监控与端口镜像Windows PowerShell与WMI 管理Hyper-V 可扩展交换机允许与客户现有网络基础结构、监控和安全工具的更深入集成物理NIC 根分区Extensible Switch 扩展协议Host NIC VM NIC VM1VM NIC VM2▪“捕获”扩展可以检查流量并生成新的流量用于报告▪“捕获”扩展不会修改现有的可扩展交换机的流量▪例子：inMon 的sflow “捕获”扩展(NDIS)物理NIC 根分区Extensible Switch扩展协议扩展MiniportHost NIC VM NICVM1VM NIC VM2▪Windows 过滤平台(WFP) 扩展可以使用WFP API 检查、丢弃、修改和插入数据包▪Windows 反病毒和防火墙软件使用WFP 进行流量过滤▪例子：5NINE 软件的虚拟防火墙“捕获”扩展(NDIS)Windows 过滤平台(WFP)过滤引擎BFE 服务防火墙Callout物理NIC 根分区Extensible Switch扩展协议扩展MiniportHost NIC VM NIC VM1VM NIC VM2“捕获”扩展(NDIS)Windows 过滤平台(WFP)Forwarding Extensions “转发”扩展(NDIS)▪“转发”扩展管理流量，定义每个数据包的目的地▪“转发”扩展可以捕获并过滤流量▪例子：–Cisco Nexus 1000V 和UCS –NEC ProgrammableFlow 的vPFS OpenFlow•开放、可扩展虚拟交换机•Nexus 1000 支持•Openflow支持•网络内省•更多…•高级网络功能•ACLs•PVLAN•……更多……•Windows NIC 协作•网络QoS•保留与限制每个VNIC 带宽•网络计量•DVMQ•SR-IOV 网络支持•减少延迟及CPU 占用•支持实时迁移•减少网络路径的延迟•减少处理网络流量的CPU 占用•提高吞吐量•支持实时迁移未使用SR-IOV 的网络I/O 路径Physical NIC根分区Hyper-V 交换机路由VLAN 过滤数据拷贝虚拟机虚拟NIC•减少网络路径的延迟•减少处理网络流量的CPU 占用•提高吞吐量•支持实时迁移使用SR-IOV 的网络I/O 路径根分区Hyper-V 交换机路由VLAN 过滤数据拷贝虚拟机虚拟NIC SR-IOV 物理NIC虚拟机网络栈Software NIC ▪启用IOV (VM NIC 属性)▪虚拟功能“已分配”▪自动创建了协作▪T 通过VF 的流量打开IOV ▪中断协作▪重新分配虚拟功能▪假设资源均可用▪与平常一样进行迁移实时迁移迁移后▪从VM 中去掉VF VM 具有连通性，即使有以下情况▪交换机非IOV 模式▪没有IOV 物理NIC▪不同的NIC 供应商▪不同的NIC 固件SR-IOV 启用与实时迁移SR-IOV 物理NIC 物理NIC 软件交换机（IOV 模式）“协作”软件NIC 虚拟功能SR-IOV 物理NIC软件交换机（IOV 模式）“协作”虚拟功能▪未使用软件路径IPsec 任务卸载：微软希望在接下来的几年内显著增加Internet 协议安全（IPsec ）的部署。
微软HyperV技术分析
微软HyperV技术分析毫无疑问，在业界，微软Microsoft是当之无愧的软件霸主，不仅仅在操作系统上占据巨大的市场份额，更在数据库、迁入式移动计算、搜索引擎等各个方面都具有很强的影响力，在各个领域都不容忽视。
由于低估微软在产品创新和销售执行方面的能力，众多的企业在与微软的竞争中遭遇挫折。
Virtualization and Consolidation with Hyper-V微软进入虚拟化领域已经很有一段时间了（微软在2003年收购了推出了Virtual PC软件的Connectix公司，并在其后推出了Virtual Server服务器虚拟化软件），在Hpyer-V推出之前，微软在虚拟化领域尤其是服务器虚拟化领域可说是略显不自信，与竞争对手VMware的频频新品相比，Virtual PC和Virtual Server的发布和宣传都十分低调，毕竟，VMware/Xen等产品凭借出色的性能已经占据了大半江山。
而现在，随着Hyper-V的正式推出，企业级虚拟化领域极可能会引起一场风暴，市场格局有可能迅速改变。
为什么微软的Hyper-V会具有这样的能力呢？Hyper-V是一个Hypervisor（系统管理程序），开发代号为Viridian，它主要作用就是管理、调度虚拟机的创建和运行，并提供硬件资源的虚拟化。
Hyper-V 是微软伴随Windows Server 2008最新推出的服务器虚拟化解决方案，在Windows Server 2008发布的时候，集成了一个Beta版本的Hyper-V，微软承诺在180天之内会提供正式版的Hyper-V。
Window Server 2008是4月份发布的，180天就是不到6个月，因此微软会在9月到10月之间发布正式版的Hyper-V，而目前已经到了RTM阶段，可以正常使用了。
Hyper-V跟微软自家的Virtual PC、Virtual Server等产品相比，有着很显著的区别，和竞争对手VMware Server/ESX Server也有很大不同：Hyper-V 在构架上绝对是一个突破性的进展！Hyper-V虚拟化细节架构微软发布的架构图资料有很多，然而主要内容都很相似，就是上图那样。
WINDOWS SERVER 2012 R2 HYPER-V 虚拟化解决方案 v1.1
FOR GARGOYLEX86 群啊版权没有，随便拿去目录1.HYPER-V简介 _____________________________________________________________________________________ 12.HYPER-V的安装___________________________________________________________________________________ 33.设置 HYPER-V 的网络 __________________________________________________________________________ 194.Gargoyle虚拟机的设置_________________________________________________________________________ 255.DSM 虚拟机的安装 ______________________________________________________________________________ 416.作者信息 __________________________________________________________________________________________ 58HYPER-V简介HYPER-V是微软的一款虚拟化产品，是微软第一个采用类似Vmware和Citrix开源Xen一样的基于hypervisor的技术。
这也意味着微软会更加直接地与市场先行者VMware展开竞争，但竞争的方式会有所不同。
HYPER-V是微软提出的一种系统管理程序虚拟化技术，能够实现桌面虚拟化[1] 。
HYPER-V最初预定在2008年第一季度，与Windows Server 2008同时发布。
HYPER-V Server 2012完成RTM版发布。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Hyper-V 网络最佳实践
• 选择适合的虚拟机网卡类型
– 仿真网卡：推荐使用，10Gbps，性能好CPU占用低 – 虚拟网卡：只有需要PXE和不支持仿真网卡时使用
• 优化性能
– 使用NIC Teaming – 针对高流量负载考虑使用支持TOE的网卡和启用巨型帧
存储与虚拟化
• 存储是虚拟化基础架构规划中一个非常重要的方 面
– 存储设备是虚拟化高级特性的基础
• • • • 高可用性 实时迁移 统一备份 …
– 存储结构将影响虚拟基础架构的备份与 灾难恢复方案 – 集中的存储
• 避免存储空间的浪费，降低成本 • 灵活可扩展的数据存储架构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
虚拟化存储
• Hyper-V 支持的存储类型
– 使用 支持TOE and offload 的硬件
虚拟网络
• 统一规划虚拟网络与物理网络
– 虚拟服务器的网络将会对现有网络布局产生影 响 VM2 VM1 – 利用虚拟机的 VLAN VLAN VLAN 1 2 支持特性 VMBUS – 专用的虚拟服务器管理网络
Trunk 端口 虚拟网络交换机
Trunk 端口
高可用性
• 虚拟化基础架构的规划需要考虑虚拟机的可用性 需求
– 单一物理节点的失败将影响到多台虚拟机的运行 – 能为非原生高可用的应用提供高可用性 – 增加IT管理的灵活性
基础设施资源池
• 基于 Hyper-V 群集的高可用服务器资源池
资源池
Hyper-V
网络
Hyper-V
SAN
单站点和多站点 Hyper-V 群集容灾方案
<<服务器虚拟化可能的受攻击表面>>
服务器整合？ 虚拟化？ 服务器迁移？
现有物理服务器环境
对当前环境进行评估并建议正确的技术
MAP 工具用户 为不同的迁移场景 生成报告
Hyper-V 实验
单个站点群集
主站点
多站点群集
辅助站点
SAN SAN
SAN
存储阵列
主存储阵列
辅助存储阵列
虚拟化的安全
• 保障虚拟化物理设施的安全 • 实现虚拟机主机和虚拟机操作系统级别的 加固 • 机密数据所在磁盘文件的加密保护 Bitlocker • 虚拟服务器管理网络与虚拟机网络的隔离 • 审计对虚拟化环境的操作和管理事件
VMBus
模拟
VMBus
内核模式
Windows hypervisor “专为 Windows 设计” 的服务器硬件
2
规划虚拟化的 IT 基础架构
• 要从企业战略发展的角度仔细规划服务器虚拟化基 础架构
– 虚拟化将会对整个 IT 基础架构产生重大深远的影响
• • • • • • • • 数据存储管理 网络结构 安全策略与实现 数据保护与灾难恢复 虚拟机的管理 监视机制的实现 高可用性方案 补丁和更新管理
• 按需增长，适用于测试环境和数据增长量小的场景。 • 管理友好的存储方式
• 直通硬盘(Pass-through)
– 优点：虚拟机直接写硬盘，不需要通过VHD – 缺点:
• 无法使用虚拟机快照 • 整个硬盘完全给一个虚拟机使用
Hyper-V 存储设备最佳实践（2）
• 利用MPIO 提供SAN 路径和带宽优势 • 在宿主机上，使 ISCSI 达到最佳性能
张利俊 资深架构师 开发工具及平台事业部
牛可 MVP 微软最有价值专家 北京安锐卓越信息技术有限公司
Hyper-V 的架构
根分区 子分区
虚拟化堆栈
WMI Provider VM Service VM 工作 进程
提供: OS Hyper-V MS / XenSource / Novell ISV/IHV/OEM
选择虚拟化服务器硬件平台
• 选择多核心处理器
– AMD-V / Intel VT X64 – WS08R2 支持 64 个逻辑处理器 – *尽可能使用相同的服务器型号
• 内存
– 每核最低配置2 GB – 每核建议配置4 GB – WS08R2 支持 1TB 的物理内存
• 网络
– 最少两块 1GE 网络接口 – 建议四块 1GE 网络接口
– 虚拟化将会深入到 IT 运维的每个环节
规划需要考虑的方面
• 规划虚拟化基础架构的过程
– 平衡 业务的需求、管理的需求、虚拟化提供的 功能特性
• 需要考虑的三个方面
– 规划基于 Hyper-V 的虚拟基础架构核心 – 规划服务器虚拟架构的管理与运营基础架构 – 规划现有物理环境到虚拟架构的迁移
– FC SAN / iSCSI SAN / NAS CIFS – DAS – SSD!
<<Hyper-V 存储连接方式>>
Hyper-V 存储设备最佳实践
• 性能从最快到最慢
– 固定硬盘（Fixed disk）VHDs/直通硬盘 (Pass Through disk)
• 性能很相近
– 动态扩展 VHDs
应用程序
应用程序
应用程序 用户模式
Windows Server 2008
Windows Server 2003, 2008 Windows 内核
Windows 内核
非 hypervisor 感知的操作系统
启用 Xen 的 Linux 内核 Hypercall 适配器
Linux VSCs
VSP
VSC
VMBus