Hyper-V-Architektur (Project Server 2007)

 

Letztes Änderungsdatum des Themas: 2009-03-25

Hyper-V ist eine hypervisorbasierte Virtualisierungstechnologie für 64-Bit-Versionen des Betriebssystems Windows Server 2008. Der Hypervisor ist die prozessorspezifische Virtualisierungsplattform, die es ermöglicht, dass mehrere isolierte Betriebssysteme eine einzelne Hardwareplattform gemeinsam verwenden.

Hyper-V unterstützt die Isolation im Hinblick auf eine Partition. Eine Partition ist eine logische Isolationseinheit, die vom Hypervisor unterstützt wird und in der Betriebssysteme ausgeführt werden. Der Microsoft-Hypervisor muss mindestens über eine übergeordnete Partition, oder Stammpartition, verfügen, auf der eine 64-Bit-Version des Betriebssystems Windows Server 2008 ausgeführt wird. Der Virtualisierungsstapel wird in der übergeordneten Partition ausgeführt und besitzt direkten Zugriff auf die Hardwaregeräte. Von der Stammpartition werden dann die untergeordneten Partitionen erstellt, auf denen die Gastbetriebssysteme gehostet werden. Zum Erstellen der untergeordneten Partitionen verwendet die Stammpartition die Hypercall-API (Application Programming Interface, Anwendungsprogrammierschnittstelle).

Partitionen besitzen keinen Zugriff auf den physischen Prozessor, sie behandeln auch keine Prozessorinterrupte. Stattdessen verfügen sie über eine virtuelle Ansicht des Prozessors und werden in einem virtuellen Arbeitsspeicheradressbereich ausgeführt, der für jede Gastpartition privat ist. Der Hypervisor behandelt die Interrupte für den Prozessor und leitet sie an die entsprechende Partition weiter. In Hyper-V kann auch die Hardwarebeschleunigung verwendet werden, um die Adressenübersetzung zwischen verschiedenen virtuellen Gastadressenbereichen zu beschleunigen, indem eine IOMMU (Input Output Memory Management Unit, E/A-Speicherverwaltungseinheit) verwendet wird, die unabhängig von der von der CPU verwendeten Arbeitsspeicherverwaltungshardware betrieben wird. Eine IOMMU wird verwendet, um physische Arbeitsspeicheradressen den Adressen neu zuzuordnen, die von den untergeordneten Partitionen verwendet werden.

Untergeordnete Partitionen besitzen ebenfalls keinen direkten Zugriff auf andere Hardwareressourcen und verwenden eine virtuelle Ansicht der Ressourcen als virtuelle Geräte (Virtual Devices, VDevs). Anforderungen von virtuellen Geräten werden entweder über den VMBus oder den Hypervisor zu den Geräten in der übergeordneten Partition umgeleitet, durch die Anforderungen behandelt werden. Der VMBus ist ein logischer Kommunikationskanal zwischen Partitionen. Die übergeordnete Partition hostet Virtualization Service Providers (VSPs), die über den VMBus kommunizieren, um Anforderungen für den Gerätezugriff von untergeordneten Partitionen zu behandeln. Untergeordnete Partitionen hosten Virtualization Service Consumers (VSCs), die Geräteanforderungen an VSPs in der übergeordneten Partition weiterleiten, indem der VMBus verwendet wird. Dieser gesamte Prozess ist für das Gastbetriebssystem transparent.

Virtuelle Geräte können auch ein Windows Server-Virtualisierungsfeature mit dem Namen "Intelligente E/A" (Enlightened I/O) für Speicher, Netzwerke, Grafiken und Eingabeteilsysteme verwenden. Intelligente E/A ist eine spezialisierte virtualisierungsfähige Implementierung von Kommunikationsprotokollen höchster Ebene (z. B. SCSI), die den VMBus direkt nutzen und jede Geräteemulationsebene umgehen. Dadurch wird die Kommunikation effizienter, es ist jedoch ein intelligenter Gast erforderlich, der Hypervisor– und VMBus-fähig ist. Intelligente E/A in Hyper-V und ein Hypervisor-fähiges Kernel werden über die Installation von Hyper-V-Integrationsdiensten bereitgestellt. Integrationskomponenten, die VSC-Treiber (Virtual Server Client) enthalten, stehen auch für andere Clientbetriebssysteme zur Verfügung. Hyper-V erfordert einen Prozessor mit hardwareunterstützter Virtualisierung, wie er mit der Intel VT- oder AMD-V-Technologie (AMD Virtualization) bereitgestellt wird.

Übersicht über die Hyper-V-Architektur

Die folgende Abbildung enthält eine Übersicht auf hoher Ebene über die Architektur einer Hyper-V-Umgebung unter Windows Server 2008.

Die in der Abbildung verwendeten Akronyme und Begriffe werden im Folgenden beschrieben:

• APIC: Advanced Programmable Interrupt Controller (erweiterter programmierbarer Interruptcontroller)  - Ein Gerät, das das Zuweisen von Prioritätsebenen zu seinen Interruptausgaben zulässt.

• Untergeordnete Partition: Partition, die ein Gastbetriebssystem hostet - Der gesamte Zugriff einer untergeordneten Partition auf physischen Arbeitsspeicher und auf Geräte wird über den Bus des virtuellen Computers (Virtual Machine Bus, VMBus) oder über den Hypervisor bereitgestellt.

• Hypercall: Schnittstelle für die Kommunikation mit dem Hypervisor - Die Hypercallschnittstelle stellt den Zugriff auf die vom Hypervisor bereitgestellten Optimierungen bereit.

• Hypervisor: Eine Softwareebene zwischen der Hardware und mindestens einem Betriebssystem. Seine wichtigste Aufgabe besteht darin, isolierte Ausführungsumgebungen bereitzustellen, die als Partitionen bezeichnet werden. Der Hypervisor steuert und vermittelt den Zugriff auf die zugrunde liegende Hardware.

• IK: Integrationskomponente - Komponente, die untergeordneten Partitionen die Kommunikation mit anderen Partitionen und dem Hypervisor ermöglicht.

• E/A-Stapel: Eingabe-/Ausgabestapel.

• MSR: Memory Service Routine.

• Stammpartition: Verwaltet Funktionen auf Computerebene, z. B. Gerätetreiber, Energieverwaltung und Hinzufügen/Entfernen während des Betriebs. Die Stammpartition (oder übergeordnete Partition) ist die einzige Partition mit direktem Zugriff auf physischen Arbeitsspeicher und physische Geräte.

• VID: Virtualization Infrastructure Driver (Virtualisierungsinfrastrukturtreiber) - Stellt Partitionsverwaltungsdienste, Verwaltungsdienste für virtuelle Prozessoren und Arbeitsspeicher-Verwaltungsdienste für Partitionen bereit.

• VMBus: Virtual Machine Bus (Bus des virtuellen Computers) - Kanalbasierter Kommunikationsmechanismus, der für die Kommunikation zwischen Partitionen und für die Geräteenumeration in Systemen mit mehreren aktiven virtualisierten Partitionen verwendet wird. Der VMBus wird mit Hyper-V-Integrationsdiensten installiert.

• VMMS: Virtual Machine Management Service (Verwaltungsdienst für virtuelle Computer) - Verantwortlich für die Verwaltung des Status aller virtuellen Computer in untergeordneten Partitionen.

• VMWP: Virtual Machine Worker Process (Arbeitsprozess für virtuelle Computer ) - Eine Benutzermoduskomponente des Virtualisierungsstapels. Vom Arbeitsprozess werden Verwaltungsdienste für virtuelle Computer von der Windows Server 2008-Instanz in der übergeordneten Partition für die Gastbetriebssysteme in den untergeordneten Partitionen bereitgestellt. Vom Verwaltungsdienst für virtuelle Computer wird ein separater Arbeitsprozess für jeden ausgeführten virtuellen Computer erzeugt.

• VSC: Virtualization Service Client - Eine synthetische Geräteinstanz in einer untergeordneten Partition. VSCs verwenden Hardwareressourcen, die von Virtualization Service Providers (VSPs) in der übergeordneten Partition bereitgestellt werden. Sie kommunizieren mit den entsprechenden VSPs in der übergeordneten Partition über den VMBus, um die E/A-Anforderungen für ein Gerät der untergeordneten Partition zu bedienen.

• VSP: Virtualization Service Provider - Befindet sich in der Stammpartition und bietet Unterstützung für synthetische Geräte für untergeordnete Partitionen über den Virtual Machine Bus (VMBus).

• WinHv: Windows Hypervisor Interface Library - Eine Brücke zwischen den Treibern eines partitionierten Betriebssystems und dem Hypervisor, der es ermöglicht, dass Treiber den Hypervisor mithilfe von standardmäßigen Windows-Aufrufvereinbarungen aufrufen.

• WMI: Vom Verwaltungsdienst für virtuelle Computer wird eine Gruppe von WMI-basierten APIs (Windows Management Instrumentation) zum Verwalten und Steuern von virtuellen Computern bereitgestellt.

Siehe auch

Konzepte

Virtualisieren von Project Server 2007
Bereitstellenn von Project Server 2007 in Hyper-V
Bewährte Methoden für die Verwendung von Project Server 2007 in Hyper-V
Installieren und Konfigurieren von Project Server 2007 und Hyper-V
Systemressourcenkosten von Hyper-V (Project Server 2007)