Virtualización de servidores con el hipervisor de Windows Server 2008(Hyper-V)

David Cervigón LunaIT Pro Evangelistdavid.cervigon@microsoft.comhttp://blogs.technet.com/davidcervigon

Idea muy novedosa…

IBM M44/44XIBM CP-40IBM CP/CMS…………

¡¡En 1960!!

Evolución

Hardware

Virtualización Asistida por HardwareMulticore

64-BitConsumo

Escenarios de Virtualización

Pruebas y desarrollo

Continuidad del negocio

Delegaciones Remotas

Consolidación de Servidores

Anillos de Protección en IA

Virtualización de una CPU

CPU

VMM

Guest

Anillo 0

Traducción binaria

(Lenta)

Anillo 3

Ejecución Directa

(Rápida)

Hardware

Hipervisor Tipo I

Sistema Operativo

Aplicación

Sistema Operativ

o

Aplicación

Aplicación

Virtualización Nativa: Hipervisores Tipo II

Paravirtualización, Hipervisores Tipo I

Hardware

Sistema Operativo Anfitrión

Aplicación Aplicación

Aplicación

Hipervisor Tipo II

GuestOS

App

GuestOS

App

App

Aplicación

Arquitecturas de Hipervisores

• Virtual PC• VMWARE Workstation• VMWare Server (GSX)• Virtual Iron, VirtualBox, Parallels, etc.

• Xen, XenServer• VMWARE ESX • Logical Domains

Solución Software para Hipervisores Tipo II“Ring Compression”

Anillo 0 (Guest Kernel Mode

Anillo 1 (Guest Kernel Mode)

Anillo 3 (Guest User Mode)

SO Guest

VMM.sys

Aplicaciones

VM Additions

CPU

Anillo 0 (Guest Kernel Mode)

Ejecución Directa

Ejecución Directa

Traducción Binaria

Traducción Binaria

Solución Hardware: HAV

El procesador le ofrece a la Máquina Virtual el nivel de privilegios esperado (Anillo -1)

Elimina la necesidad de hacerlo por softwarePuede mejorar el rendimiento de la máquina Virtual considerablemente

Virtual Server

Operaciones de Virtual ServerOperaciones de la Máquina

Virtual

Procesador x86

Virtual Server

Máquina Virtual Máquina Virtual Máquina Virtual Máquina VirtualMáquina Virtual Máquina Virtual

Intel- VT

Virtualización sólo por softwareVirtualización asistida por hardware (HAV)

Arquitecturas de hipervisores (Tipo I)Monolíticos

Mas simple que un kernel moderno, pero con cierto nivel de complejidadTiene su propio modelo de drivers

Micro-KernelFuncionalidad simple de particionadoMayor fiabilidad, con menor superficie de ataqueSin código de tercerosLos drivers corren en cada una de las particiones

Hypervisor

VM 1(Admin)

VM 2 VM 3

Hardware Hardware

Hypervisor

VM 2(“Child”)

VM 3(“Child”)

Virtualization Stack

VM 1(“Parent”)

DriversDriversDriversDriversDriversDrivers DriversDriversDrivers DriversDriversDrivers

Hypercalls

Mecanismo por el que las particiones solicitan información o acciones del Hipervisor

Actividad del procesadorGestión de la Guest Physical AddressInterrupciones VirtualesControl del procesador virtualControl de particionesMensajes entre particionesEnlightenments

Requerimientos de Hyper-VHardware

Arquitectura x64 (no IA64)Virtualización asistida por hardware

Intel-VT

Data Execution Prevention (DEP) en el hardwareNOTA: La BIOS debe soportar y tener habilitadas estas opciones. Hay que apagar/encender el equipo después de hacer algún cambio (no basta reiniciar)

SoftwareUna edición x64 de Windows Server 2008

Standard/Enterprise/Datacenter/Hyper-V Server

DEMO

Herramienta: SecurAble http://www.grc.com/securable.htm

Windows Server 2008

VSPWindows

Kernel

Arquitectura de Hyper-V

Aplicaciones

Aplicaciones

Aplicaciones

Non-Hypervisor Aware OS

Windows Server 2003,

2008

Windows Kernel VSC

VMBusEmulacio

n

“Designed for Windows” Server Hardware

Windows hypervisor

Xen-Enabled

Linux KernelLinux VSC

Hypercall Adapter

Partición Padre

Particiones Hijas

VM Service

WMI Provider

VM Worker

Processes

OSISV / IHV / OEM

Microsoft Hyper-VMicrosoft / XenSource

User Mode

Kernel Mode

Proporcionado por

Ring -1

IHV Driver

s

VMBus

VMBus

Aplicaciones

Synthetic

DevicesDrivers

Emulated

DevicesDrivers

Los Integration Components "Aligeran" los Sistemas Operativos Soportados

Sistemas Operativos SoportadosPara ellos existen Integration Components

Windows Server 2008 x86 y x64, con hasta 4 procesadores virtuales Windows Server 2003 SP2 x86 y x64, con hasta 2 procesadores virtuales Windows Server 2000 SP4, con 1 procesador virtual SUSE 10 SP1 7 SP2, x86 y x64, con 1 procesador virtual Windows Vista SP1 x86 y x64, con hasta 2 procesadores virtuales Windows XP SP3 x86 y x64, con hasta 2 procesadores virtuales Windows XP SP2 x86, con 1 procesador virtual

El listado completo está siempre actualizado en:http://support.microsoft.com/kb/954958/en-us

Cualquier Sistema Operativo basado en x86 o x64 funcionará mediante emulación, pero beneficiándose de las funcionalidades de Hyper-VNo Soportado ≠ No Funciona

DEMO

Instalación y configuración de Hyper-V

- En una instalación completa de Windows server 2008- En una instalación “Server Core” de Windows Server 2008

¿Por qué no dehacerse de la particion padre?En un hipervisor monolítico no es posible la defensa en

profundidad¡Todo lo que corre en el hipervisor lo hace en el modo más privilegiado del sistema!

• Scheduler• Memory Management• Storage Stack• Network Stack• VM State Machine• Virtualized Devices• Binary Translators• Drivers• Management API

Hardware

Ring -1

UserMode

KernelMode

UserMode

KernelMode

UserMode

KernelMode Ring 0

Ring 3

VirtualMachin

e

VirtualMachin

e

VirtualMachin

e

hipervisor en Micro-kernel

Defensa en profundidadUsa la virtualización asistida por hardware como protecciónHyper-V no utiliza traducción binariaSuperficie de ataque muy reducida

SchedulerMemory Management

Hardware

VM State MachineVirtualized DevicesManagement API

Ring -1

Storage StackNetwork Stack

Drivers

UserMode

KernelMode

UserMode

KernelMode Ring 0

Ring 3

Parent PartitionVirtualMachin

e

VirtualMachin

e

Funcionalidades de Hyper-VParticiones hijas tanto de 32-bit (x86) como de 64-bit (x64)Maquinas Virtuales SMP con 2/4 coresHasta 64 GB de memoria en máquinas virtuales128 VMs en ejecución concurrente por host, y hasta 512 configuradasAcceso Pass-Through a disco para VMsLive Backup: Integración con Volume Shadow ServiceEstándar DMTF para interfaz de gestión por WMIPosibilidad de sacar Snapshots de las máquinas virtualesControl flexible de recursos

Posibilidad de establecer niveles mínimos y máximos de los recursos de CPU y red.

Networking robusto: Soporte a NLB y VLANManipulación Offline del virtual hard disk (.vhd)Migración de VMs desde MS Virtual Server

Almacenamiento en Hyper-VAlmacenamiento físico

Direct Attach Storage (DAS): SATA, eSATA, PATA, SAS, SCSI, USB, FirewireStorage Area Networks (SANs): iSCSI, Fiber Channel, SASNetwork Attached Storage (NAS)

Almacenamiento VirtualDynamically Expanding Virtual Hard Disks:

Hasta 2040 GBFixed Size Virtual Hard Disks:

Hasta 2040 GBPass-through disks

La limitación está realmente en el Sistema Operativo

Controladoras Virtuales (Sintéticas)Virtual IDE

Hasta 4 dispositivos IDEEl dispositivo de arranque de la VM siempre debe ser IDE (VHD o pass-through)

Las VMs pueden arrancar directamente de una LUN de la SANVirtual SCSI

Hasta 4 controladoras SCSI virtuales, con hasta 64 discos cada unaSi los Integration Components están instalados, no hay diferencias de rendimiento entre controladoras virtuales IDE y SCSIMás de 512 Tb por VM

DEMO

Creación y uso de Máquinas Virtuales en Hyper-V

- Creación de VMs- Creación de los diferentes tipos de

discos- Uso de la consola de Hyper-V- Uso del cliente RDC- Snapshots

Hyper-V NetworkingPartición Padre

Redes Virtuales enlazadas a NICs físicasExternas – Limitadas por el número de NICsInternas – IlimitadasPrivadas – Ilimitadas

Solo NICs Ethernet (no Wireless)Soporta VLANs

Trunking (VTP Protocol)

Máquina VirtualNIC SintéticaNIC Legacy (Intel 21140)12 NICs por VM

8 sintéticas4 legacy

Hasta 10Gb/sSoporta VLANs

NIC dedicada (Gestión) NIC enlazada a Hyper-V

DEMO

Configuración de la red en Hyper-V

Alta disponibilidadQuick Migration

FuncionamientoSave state: Salva el estado de la Máquina VirtualMover la máquina virtual: Mueve la conexión del almacenamiento al host destinoRestaurar el estado y continuar la ejecución

No comparable ni a Live Migration ni a Vmotion

En todos los casos, si falla el host físico, las VMs se reiniciarán de nuevo automáticamente en el otro nodo

Network Connectivity

SAN Storage

¿Cómo de rápida es la migración rápida?

¡Bastante rápida!Memoria de

laVM1 GbE iSCSI 2 Gb FC 4 Gb FC

512 MB ~8 segundos ~ 4 segundos ~2 segundos

1 GB ~16 segundos ~8 second ~ 4 segundos

2 GB ~32 segundos ~16 seconds ~8 segundos

4 GB ~64 segundos ~32 segundos ~16 segundos

8 GB ~2 minutos ~64 segundos ~32 segundos

Una Webcast dedicada únicamente a esto:

30 de Septiembre - Alta Disponibilidad en entornos virtuales con Hyper-V

URL Evento en directo: http://msevents.microsoft.com/CUI/EventDetail.aspx?EventID=1032387661&Culture=es-ES URL Evento grabado: http://msevents.microsoft.com/CUI/EventDetail.aspx?EventID=1032387662&Culture=es-ES

Windows Server 2008 & System Center El Datacenter virtualizado

System CenterConfiguration Manager

System CenterVirtual Machine Manager

System CenterOperations Manager

System CenterData Protection Manager

Ejemplo de Infraestructura de Virtualización

• Windows Server 2008 x64 Edition EE/DTC• Quad Proc/Quad Core con AMD-V o Intel VT• 128GB de memoria (1TB máximo)• 2 2Gb FC con MPIO• 1 NIC dedicada para gestión• NICs de 4 puertos dedicadas a VMs

Granja de virtualización(14 + 2 Servers)

Switch de fibra de 32 puertos

WAN

Replicación

SAN

DomainController

32 conexiones

Eth

ern

et

DEMO

Gestión de Hyper-V desde System Center Virtual Machine Manager

Referencias

Windows Server Virtualization - An OverviewWindows Server 2008 VirtualizationWindows Server Virtualizacion en el Windows Hardware Developer CentralWindows Server Virtualization en el Windows server 2008 TechCenter

Recursos TechNet• TechCenter de Windows Server 2008

http://www.microsoft.com/spain/technet/prodtechnol/windowsserver/2008/default.mspx

• Próximos Webcasts en vivohttp://www.microsoft.com/spain/technet/jornadas/default.mspx

• Webcasts grabados

http://www.microsoft.com/spain/technet/jornadas/webcasts/webcasts_ant.aspx

• Foros técnicoshttp://forums.microsoft.com/technet-es/default.aspx?siteid=30

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• Obtenga una Suscripción TechNet Plushttp://technet.microsoft.com/es-es/subscriptions/default.aspx

Preguntas

David Cervigón LunaIT Pro Evangelistdavid.cervigon@microsoft.comhttp://blogs.technet.com/davidcervigon