Ảo hóa Server – Hyper-V (phần 2)
Hyper-V gồm 3 thành phần chính: hypervisor, ngăn ảo hóa và mô hình I/O (nhập/xuất) ảo hóa mới. Hypervisor là lớp phần mềm rất nhỏ hiện diện ngay trên bộ xử lý (BXL) theo công nghệ Intel-V hay AMD-V, có vai trò tạo các "partition" (phần vùng) mà thực thể ảo sẽ chạy trong đó.
Một partition là một đơn vị cách ly về mặt luận lý và có thể chứa một hệ điều hành làm việc trong đó. Luôn có ít nhất 1 partition gốc chứa Windows Server 2008 và ngăn ảo hóa, có quyền truy cập trực tiếp các thiết bị phần cứng. Partition gốc tiếp theo có thể sinh các partition con (được gọi là máy ảo) để chạy các hệ điều hành máy khách. Một partition con cũng có thể sinh tiếp các partition con của mình.
Máy ảo không có quyền truy cập đến bộ xử lý vật lý, mà chỉ “nhìn thấy” bộ xử lý được hypervisor cấp cho. Máy ảo cũng chỉ sử dụng được thiết bị ảo, mọi yêu cầu đến thiết bị ảo sẽ được chuyển qua VMBus đến thiết bị ở partition cha. Thông tin hồi đáp cũng được chuyển qua VMBus. Nếu thiết bị ở partition cha cũng là thiết bị ảo, nó sẽ được chuyển tiếp cho đến khi gặp thiết bị thực ở partition gốc. Toàn bộ tiến trình trong suốt đối với HĐH khách.
Hyper-V được tích hợp sẵn trong HĐH Windows Server, và hypervisor móc trực tiếp đến các luồng xử lý của BXL, nhờ vậy việc vận hành máy ảo hiệu quả hơn so với kiến trúc ảo hoá trước đây.
1. Parent Partition
Trong quá trình triển khai Hyper-V của ứng dụng ảo máy chủ, “parent” sỡ hữu một số các thành phần không có trong “con”. Hình sau đây sẽ cho thấy rõ các thành phần chính của một partition giữ vai trò là “parent”
Partition “parent” này được định nghĩa là partition được tạo đầu tiên trên hệ thống khi mà hypervisor được kích hoạt. Và partition này cũng chính là hệ điều hành chính đang có vai trò là Hyper-V server. Sau đây là mục đích chính của khái niệm “parent partition”:
· Đây là phân vùng giữ nhiệm vụ tạo và quản lý các phân vùng con trên hệ thống và bao gồm khả năng dùng WMI cho việc quản lý từ xa.
· Phân vùng này ngoài ra còn phải quản lý và phân bố thiết bị phần cứng, thời biểu cho bộ xử lý và cấp phát bộ nhớ , tất cả điều hoạt động thông qua lớp hypervisor.
· Tài nguyên phần cứng của phân vùng cha sẽ được chia sẽ và cấp phát sử dụng bới cac phân vùng con.
· Bên cạnh đó còn mang nhiệm vụ quản lý điện năng, tình trạng hoạt động và ghi nhận các sự cố lỗi khi xảy ra.
Như đã từng đề cập thành phần chính góp phần làm nên Hyper-V chính là ngăn áo hóa nó là tập hợp các chức năng chính trong hoạt động của Hyper-V và nó chỉ có ở phân vùng cha.
Sau đây là bảng chi tiết thành phần chức năng có trong ngăn ảo hóa.
| Thành phần | Mô tả |
| Virtual Machine Management Service (VMM service) | Chịu trach nhiệm quản lý trạng thái của máy ảo đang hoạt động trong các phân vùng con (active, offline, stopped…) và điều khiển các tác vụ có thể ảnh hưởng đến trang thái máy ảo hiện tại điển hành là hành động tạo snapshot. Ngoài ra còn có vai trò trong việc bỏ sung hoặc loại bỏ các thiết bị. Khi một máy ảo được khởi động VMM service sẽ tạo riêng một Virtual Machine Worker Process cho mỗi máy ảo được khởi động. |
| Virtual Machine Worker Process | Thành phần này được khởi tạo bởi VMM service khi máy ảo được khởi động. một Virtual Machine Worker Process sẽ được tạo riêng cho mỗi máy ảo Hyper-V và chịu trách nhiệm quản lý các mức độ tương tác giữa phân vùng cha chay hệ điều hành Windows Server 2008 với phân vùng con đang chạy hệ điều hành máy khách. Nhiệm vụ của nó bao gồm: creating, configuring, running, pausing, resuming, saving, restoring và snapshotting máy ảo mà nó đang liên kết và chịu trách nhiệm quản lý. Nó cũng xử lý vấn đề IRQs, bộ nhớ, và port nhập xuất thông qua Virtual Motherboard (VMB). |
| Virtual Devices | Được quản lý bởi Virtual Motherboard (VMB). VMB thì lại được chứa trong Virtual Machine Worker cái mà được cấp phát riêng cho từng máy ảo. Virtual Devices có 2 loại Core Vdevs và plugin Vdevs trong đó Core Vdevs có 2 mục con là thiết bị mô phỏng (Emulated Devices) là những thiết bị mô phỏng phần cứng thiết bii5 cụ thể như Vesa Video card,, floopy, bios… và thiết bị tổng hợp (Synthetic Devices) nó không dựa vào thiết bị phần cứng cụ thể như card mang, ổ cứng… và chỉ có trên máy khách hỗ trợ Integration Services. |
| Virtual Infrastructure Driver | Hoạt động trong Kernel Mode, cung cấp việc quản lý phân vùng, bộ nhớ, bộ xử lý cho máy ảo đang hoạt động trong phân vùng con. Virtual Infrastrusture Driver ngoài ra còn chịu trách nhiệm các thành phần chức năng cao hơn Virtual Stack liên kết với Hypervisor. |
| Windows Hypervisor Interface Library | Là một thư viện DLL chưa trong phân vùng cha đang chạy Windows server 2008 và bất kỳ hệ điều hành máy khách nào được chứng nhận là hoạt động tốt trên phân vùng con ( nằm trong danh sách hệ điều hành hỗ trợ) của Hyper-V. |
| VMBus | Là một thành phần của Integration Services trong Hyper-V, chịu trách nhiệm tối ưu hóa quá trình liên lạc giữa phần vùng cha và phân vùng con. |
| Virtualization Service Providers | Chỉ có trong phân vùng cha và giữ nhiệm vụ cung cấp việc hỗ trợ thiết bị tổng hợp thogn6 qua VMBus đền Virtual Service Clients (VSCs) đang chạy trong phân vùng con. |
| Virtualization Service Clients | Là các trường hợp thiết bị tổng hợp đang trú trong các phân vùng con. Chúng liên lạc với các VSPs trong phân vùng cha thông qua VMBus để thực thi các truy xuất thiết bị của các phân vùng con. |
2. Child Partitions
Phân vùng con là một phân vùng phần cứng về mặt logic đang chạy một hệ điều hành độc lập trong môi trường Hyper-V .
Phần vùng con là một trong 3 khái niệm chính trong môi trường Hyper-V. Hai cái còn lại chính là phân vùng chính (root partition) và phân vùng cha (Parent Partition). Tuy nhiên đó là trước đây kể từ phiên bản Hyper-V version 1.0 phân vùng chính và phân vùng cha là tương đương không còn sự phân biệt. Tất nhiên là chỉ có một phân vùng cha trên một máy vật lý chạy Hyper-V và số lượng phân vùng con là tùy thuộc vào lượng tài nguyên mà chúng ta có và gần như là không giới hạn.
Mỗi phân vùng sỡ hữu nguồn tài nguyên về bộ nhớ cũng như bộ xử lý độc lập và duy trì các thông tin chính sách về thiết bị sử dụng. Phân vùng cha có toàn quyền truy cập bộ nhớ và thiết bị vật lý một cách trực tiếp , kich 1hoat5 lớp hypervisor. Cũng như việc có trach nhiệm trong việc tạo và quản lý các phân vùng con. Mỗi phân vùng con có thể chạy một hệ điều hành riêng biệt thường được gọi là hệ điều hành máy khách (guest OS).
3. Các dạng hệ điều hành máy khách trong Hyper-V
Nói đơn giản hơn trong mục này chúng ta sẽ tìm hiểu việc phân loại hệ điều hành máy khách trên Hyper-V như thế nào. Theo Microsoft sản phẩm Hyper-V của họ với ưu điểm tương thích cao với mọi hệ điều hành trên thị trường và cả những hệ điều hành được “chế biến” từ đó phân ra chủng loại:
· Hyper-V Aware Windows Operrating Systems tạm dịch là những hệ điều hành thuộc gia đình Windows tương thích Hyper-V cho phép đạt được hiệu suất cao nhất trong triển khai. Có khả năng dùng Integration Services để khởi tạo Virtual Service Clients trong việc liên lạc với Virtual Service Providers (VSPs) đạng chạy trên phân vùng chính thông qua VMBus.
· Hyper-V Aware Non Windows Operating Systems tạm dịch là những hệ điều hành không thuộc họ Windows nhưng tương thích với Hyper-V và hoàn toàn giống Hyper-V Aware Windows Operating Systems ở các mặt.
· Non Hyper-V Aware Operating Systems cũng chính là loại đặc biệt nhất là những hệ điều hành chưa qua kiễm duyệt cũng như thẫm định về khả năng thích, nhưng vẫn có khả năng hoạt động trên lớp Hypervisor nhưng sẽ mất đi tính năng Integaration Services lúc này để hỗ trợ quá trình hoạt động của nó lớp Hypervisor sẽ sử dụng chức năng mô phỏng thiết bị để cung cấp khả năng truy xuất thiết bị và bộ xử lý. Do đó các khả năng trong quá trình hoat động của loại này là thấp nhất cùng với nhiều hạn chế.