虚拟化三剑客专题-Hyper-V(中)

el/2024/5/21 21:04:25


Hyper-V提供广泛的操作系统支持(包括32/64位OS,例如Windows、Linux等操作系统)、虚拟VLAN的支持(对虚拟化环境中的虚拟机划分VLAN,以保证虚拟机间信息的相互隔离)、包含了全新的虚拟交换功能(运行Windows网络负载均衡服务,以对不同服务器上的多个虚拟机的负载进行均衡)等。

Hyper-V提供了扩展开发框架和API,以便企业能够将自行特有的硬件设备融入到虚拟化平台中,为虚拟机提供虚拟化服务;提供标准的Windows管理架构(WMI)接口以及API接口使得软件供应商和开发人员可以快速创建自定义的工具、脚本对虚拟化的平台进行管理。

Hyper-V运维和管理

Hyper-V和System Center进行整合和集成。与SCOM相结合,管理员不仅对宿主服务器可以进行全方位的性能监控,并且可以同样高效的细致的监控虚拟机的各方面性能。在减少管理员工作量的同时,高效的监控系统运行状况;前面已经介绍,Hyper-V集群是通过SCVMM进行管理的。

  • SCVMM异构虚拟机管理:可以管理运行在VMware ESX和Citrix上的虚拟机。

  • SCVMM对虚拟机转化支持:将SCVMM中的物理机转化成Hyper-V(VHD)的P2V、以及将VMware VMDK转化成VHD的V2V转换。在P2V迁移复制中采用VSS确保数据一致性。

  • Virtual MachineConverter:提供V2V虚拟机转化,将VMware等VM、虚拟机磁盘和配置(内存、虚拟处理器等)从源转化成Hyper-V。

Hyper-V基本功能

  • 动态内存技术:当VM需要内存时,通过内存驱动程序可以弹性增加内存;每隔5分钟动态收回未使用的内存。也可支持内存优先级特性(高中低),支持动态内存设置。

    启动RAM:启动时所需的RAM大小,一般只GuestOS和应用程序所需。

    最大RAM:VM的内存限制。

    内存缓存区:在VM中尽量保持的自由内存大小,用户可以用来缓存文件

  • 虚拟主机快照:Hyper-V 可与 Volume Shadow Copy 服务(VSS)相集成,管理员能够创建正在运行的虚拟机的时间点 (point-in-time) 快照。虚拟机实时快照不影响虚拟机运行状态,对任意VM及业务进行快照。Hyper-V也提供了选择存储快照的存储地址,Hyper-V在创建快照前首先暂停VM保证数据一致性,然后创建VHD的差异化磁盘,复制一份VM的配置文件,最后重新运行VM将VM的快照内容保存到磁盘。

  • 虚拟机克隆:支持动态产生ID,保证原VM和克隆VM在逻辑上是两个VMs。

Hyper-V存储:

Hyper-V支持对VM添加/移除VHD磁盘不需要重启VM。从存储形态上来讲,Hyper-V支持DAS、NFS/CIFS、Pass-through方式存储。

  • VM支持的磁盘类型:固定(初始分配所需容量),动态(可以动态增长到最大容量)和差异化(类似于VMware的磁盘链接克隆,新创建的VM基于VM模板创建差异化磁盘)。

  • Hyper-V支持4K磁盘:现在大容量磁6T/8TSATA都是4K磁盘,相比512扇区磁盘,4k磁盘具有较好的性能。

  • ThinProvisioning Space Reclaim支持:主要支持Unmap SCSI命令,把不用的存储空间通过Unmanp命令告知外部存储,以便回收提供给其他VM和应用。

  • Hyper-V支持NPIV功能:可以把一个存储LUN通过FC链路Pass-Through给VM使用。但一般需要HBA卡(虚拟多个HBA卡)和交换机/存储也支持NPV功能,以便为VM分配WWN和FCID用来通信。

  • 支持ODX 虚拟机Offload卸载功能:服务器向发起卸载请求,SAN发起响应令牌,服务器使用该令牌发起写请求,SAN外置存储响应完成数据拷贝,SAN向服务器响应拷贝完成。

  • 集群共享卷(CSV):基于Hyper-V的共享镜像功能,Hyper-V服务器集群可以同时访问一个卷,提高存储访问效率。

  • Hyper-V重复数据删除功能:基于Windows Server中Hyper-V虚拟机库进行重复数据查找和删除,节省存储空间。

  • Hyper-V对SMB3.0(CIFS)支持:Windows Server 2012 Hyper-V推出后,宣称支持外接NAS(必须支持SMB 3.0)。在SAN外置存储中,一个LUN对于一或多个虚拟机磁盘文件,对虚拟机的操作都是以LUN为单位(VMware推出vVOL来解决此问题)。相比SAN存储,NAS具有一定管理上的优势,每个虚拟机对应的文件对NAS可见,管理粒度可以做到VM文件粒度。

1)SMB3.0透明故障切换 Transparent Failover:在拥有两个或以上节点的SMB集群中,当有节点故障时,客户端自动重新向另一节点发起连接,而不用中断任何业务。该功能需要依赖于SMB集群的功能,在故障透明切换过程中客户端的链接不会中断,只需要集群内部节点上信息(如IP,状态等)完成转移和同步即可。

2)SMB3.0 Witness机制:没有SMB Witness的场景下,客户端只能依靠缓慢的检测机制(例如超时)进行故障转移,效率低下。Witness服务需要依赖于集群的监控功能,当集群中有节点状态改变时,集群会及时通知Witness服务,再由Witness服务通知客户端,快速进行业务切换。

3)SMB3.0多通道 Multi-Channel:允许客户端与服务器之间同时使用多个网络连接。在多个网络连接的基础上,客户端与服务器可以进行更大数据量的传输,增大了网络吞吐能力。该功能允许在其中一些网络连接中断的情况下继续工作,增加了容错能力。

4)SMB3.0远程直接访问:Remote Direct Memory Access(RDMA) 是一种DMA技术,允许从一台计算机的内存将数据直接传输到另一台计算机的内存,而不经过操作系统,从而可以在使用CPU较少的情况下达到高带宽、低延迟的性能。

5)SMB对VSS服务支持:是微软为Windows操作系统提供的一个快照机制。主要服务于备份需求。VSS的影子拷贝由SMB3.0服务器提供,在不影响现有卷访问情况下,备份客户端可以通过影子拷贝完成备份过程(server free备份方式,备份服务器通过挂载快照备份),应用主机不参与备份数据传输过程,可以降低应用主机的负载。



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