Windows Server 2008 Hyper-v技术浅析

    谈到虚拟化技术想必大家现在并不陌生，在整个IT产业中，虚拟化已经成为关键词，从桌面系统到服务器、从存储系统到网络，虚拟化所能涉及的领域越来越广泛。虚拟化并不是一个很新潮的技术，如x86虚拟化的历史就可以追溯到上世纪九十年代，而IBM虚拟化技术已经有40年的历史。虚拟化的初衷是为了解决“一种应用占用一台服务器”模式所带来的服务器数量剧增，导致数据中心越来越复杂，管理难度增加，并且导致能耗和热量的巨大增长等问题。早期的虚拟化产品完全基于软件并且非常复杂，执行效率比较低下，并没有得到广泛的应用。

    如今虚拟化技术已经得到了飞速的发展，主要的操作系统厂商和独立软件开发商都提供了虚拟化解决方案，同时，硬件上的支持使虚拟化执行效率大大提高，自2006年诞生第一颗支持虚拟化技术的处理器以来，目前在x86构架中绝大多数处理器都开始支持虚拟化技术。

虚拟化技术得到众多厂商的追捧

    虚拟化技术可以定义为将一个计算机资源从另一个计算机资源中剥离的一种技术。在没有虚拟化技术的单一情况下，一台计算机只能同时运行一个操作系统，虽然我们可以在一台计算机上安装两个甚至多个操作系统，但是同时运行的操作系统只有一个；而通过虚拟化我们可以在同一台计算机上同时启动多个操作系统，每个操作系统上可以有许多不同的应用，多个应用之间互不干扰。

    通过虚拟化我们可以有效提高资源的利用率。在数据机房我们经常可以看到服务器的利用率很低，有时候一台服务器只运行着一个很小的应用，平均利用率不足10%。通过虚拟化我们可以在这台利用率很低的服务器上安装多个实例，从而充分利用现有的服务器资源，可以实现服务器的整合，减少数据中心的规模，解决令人头疼的数据中心能耗以及散热问题，并且节省费用投入。

二、微软的Hyper-V

    上文简单描述了一下虚拟化技术，下面我们来了解一下近期在业界备受瞩目的微软新一代虚拟化技术Hyper-v。Hyper-V是微软最新推出的服务器虚拟化解决方案，这并不是微软首次涉及服务器虚拟化领域，微软具有全面的从数据中心到桌面虚拟化的产品，桌面虚拟化的产品有我们所熟知的Virtual PC，服务器虚拟化产品有Virtual Server。

    虽然同为服务器虚拟化产品，Hyper-V和Virtual Server具有非常大的区别，前者在构架上已经完全不同于后者，可以说是微软在虚拟化技术上一个突破性的进展。我们先以Microsoft Virtual Server 2005来了解一下微软早期的虚拟化构架：

Virtual Server构架

    上图是微软上一代服务器虚拟化产品Virtual Server的构架，从下向上，依次为服务器硬件（x86或者x64架构）?服务器操作系统（Windows Server 2003）?虚拟化软件（Virtual Server）?虚拟机（虚拟硬件及虚拟操作系统），虚拟的应用软件又基于虚拟操作系统上。由此可见，虚拟机到服务器硬件之间要数据要经过3层的转换，每一层的协议、通讯标准、接口等均不相同，经过3层的转换会造成性能的大量消耗，从而导致虚拟机运行速度和真实系统相差甚远。

    而Hyper-V简化了虚拟机和硬件之间的层数，可以分为三部分：硬件?Hyper-V?虚拟机。

微软Hyper-V构架

    上图是微软Hyper-V的构架图，最下面是硬件，硬件上面就是Hyper-V，Hyper-V是一个只有300多K的小程序，用于连接硬件和虚拟机，Hyper-V程序非常小，代码非常少，因而减少了代码执行时发生错误的概率，并且Hyper-V中不包含任何第三方的驱动，非常的精简，所以安全性非常高。这种构架使得虚拟机和硬件之间只通过很薄的一层进行连接，不像Virtual Server那样虚拟机和硬件之间需要经过多层的转换，因而虚拟机执行效率非常高，可以更加充分的利用硬件资源，使虚拟机系统性能非常的接近真实的操作系统性能。

    从构架上可以看出Hyper-V相对微软之前的虚拟化技术有了突破性的进步，除了在构架上进行改进之外，Hyper-V还具有其它一些变化：

    Hyper-V基于64位系统：微软的新一代虚拟化技术Hyper-V是基于64位系统的，我们知道，32位系统的内存寻址空间只有4GB，在4GB的系统上再进行服务器虚拟化在实际应用中没有太大的实际意义。在支持大容量内存的64位服务器系统中，应用Hyper-V虚拟出多个应用才有较大的现实意义。微软上一代虚拟化产品Virtual Server和Virtual PC则是基于32位系统的。

    硬件支持上大大提升：Hyper-V支持4颗虚拟处理器，支持64GB内存，并且支持x64操作系统；而Virtual Server只支持2个虚拟处理器，并且只能支持x86操作系统。并且在Hyper-V中还支持VLAN功能。

    Hyper-V提供了对许多用户操作系统的支持：Windows Server 2003 SP2、Novell SUSE Linux Enterprise Server 10 SP1、Windows Vista SP1 (x86)和Windows XP SP3 (x86)。在刚刚发布的Hyper-V RC1代码中还增加了对Windows 2000 Server SP4以及Windows 2000 Advanced Server SP4的支持。

    Hyper-V整合于部分Windows Server 2008操作系统中，安装成功后，在管理工具中会出现Hyper-V Manager的管理控制台。Win 2008的标准版、企业版以及数据中心版均有一个不带有Hyper-V的版本，以“Without Hyper-V”作为标识。此外，微软将Hyper-V作为独立的虚拟化程序从Win 2008中拆分出来独立销售， Hyper-V RC1 版本已经在上周发布，而最新消息表明RTM版本有望在8月出炉。