Windows Server 2008中的Hyper-V简介

Windows 管理程序

通过创建虚拟处理器、内存、定时器和中断控制器确保明确分隔多个 OS。OS 使用这些虚拟资源就像它们使用其相应的物理资源一样。

Windows 管理程序（Hyper-V 的部件）执行下列任务：

创建逻辑分区。
管理来宾 OS 的内存和处理器计划。
提供虚拟化输入/输出以及在各分区之间进行通信的机制。
强制实施内存访问规则。
强制实施 CPU 使用率策略。
提供称为 hypercall 的简单编程接口。

由于 Windows 管理程序使用微内核化方法，因此它非常小（不到 1MB）。这种最低的空间占用率可以帮助提高系统的整体安全性。

对于正在运行的 Hyper-V，需安装使用 Intel VT 或 AMD-V 技术的 x64 系统。通过 x64 技术可以访问更大的地址空间并支持内存更大的系统，从而可以在单个主机系统中安装多个虚拟机。Intel VT 和 AMD-V 是有硬件辅助的虚拟化解决方案，在环形体系结构中提供超级权限层，以帮助将管理程序的执行环境与系统其余部分隔离开来。它们还允许 Hyper-V 运行原装来宾 OS，不会产生大量的仿真性能损失。

父分区

Hyper-V 包括一个父分区，它实质上是一个具有特殊或特权级访问权限的虚拟机。这是唯一可以直接访问硬件资源的虚拟机。所有其他虚拟机（称为来宾分区）均通过父分区访问其设备。

父分区的存在是相当透明的。开始安装 Hyper-V 时，首先必须在物理系统上安装 Windows Server 2008 x64 Edition。然后需要转到 Server Manager、启用 Hyper-V 角色并重新启动系统。系统重新启动后，将首先加载 Windows 管理程序，然后将堆栈其余部分转换成父分区。

父分区有键盘、鼠标、视频显示器以及其他与主机服务器连接的设备的所有权。它并不直接控制管理程序使用的定时器和中断控制器。

父分区包含一个 Windows 管理规范 (WMI) 提供程序（便于管理虚拟化环境的方方面面），以及一个虚拟化堆栈（代表子分区执行与硬件相关的任务）。另外，父分区中还包含主机系统硬件所需的所有独立硬件供应商 (IHV) 驱动程序，针对 Windows Server 2008 x64 版本创建的所有驱动程序也将在父分区中运行。

设备共享体系结构

Hyper-V 中具有创新性的体系结构组件之一是新设备共享体系结构，它支持各个来宾 OS 中的模拟设备及合成设备。设备模拟对于支持带有上一代硬件设备驱动程序的旧式 OS 非常有用。例如，Hyper-V 包括 Intel 21140 网络适配器的模拟，在许多旧式 OS 刚刚面世时它称为 DEC 21140 网络适配器。

设备模拟速度通常很慢，不易扩展，也不能很好地调节。但模拟仍很重要，因为通过它您可以在 Hyper-V 上运行大多数 x86 OS。由于虚拟化现在已从主要针对测试和开发的小型技术转向生产环境所必需的技术，因此用户需要更好的性能才能运行更大的工作负载。模拟设备不再能满足这些日益增加的要求。

一个替代解决方案是使用 Hyper-V 合成设备。合成设备是可直接映射为物理设备的虚拟设备。与模拟设备不同，合成设备不会模拟原有硬件。通过 Hyper-V 硬件共享模型，受支持的来宾 OS 可直接与可能没有物理设备的合成设备交互。这些 OS 使用虚拟服务客户端 (VSC)，它在来宾 OS 中充当设备驱动程序。

VSC 使用 VMBus（即内存中的高速总线）来访问父分区中的虚拟服务提供程序 (VSP)，而不是直接访问物理硬件。然后父分区 VSP 会管理对底层物理硬件的访问，如图 3 所示。合成设备的主要优势在于其在 VMBus 上的性能更接近于非虚拟化硬件设备的性能。

图 3 VSC 使用 VMBus 访问 VSP，VSP 随后管理对底层物理硬件的访问

集成组件

Hyper-V 的目标是为在同一计算机上运行的各种实例之间提供强边界。为在来宾 OS 与主机 OS 之间产生交互并为受支持的来宾 OS 提供附加功能，Hyper-V 提供了集成组件。

Hyper-V 集成组件支持以下功能：

时间同步
卷影复制服务 (VSS)
检测信号功能
来宾关闭
项值对交换（用于访问来宾 OS 的注册表）
OS 识别