Платформа виртуализации Microsoft Hyper-V в Windows

Microsoft Hyper-V – это платформа аппаратной виртуализации от компании Microsoft, которая позволяет создавать и запускать независимые изолированные виртуальные машины (ВМ) на физическом хосте (сервере). Hyper-V обеспечивает распределение аппаратных ресурсов сервера между виртуальными машинами. Hyper-V в виде отдельной роли доступен во всех версиях Windows Server и десктопных версиях Windows 10 и 11.

Для использования Hyper-V процессор физического сервера должен поддерживать аппаратную виртуализацию, и эта функция должна быть разрешена в настройка BIOS/UEFI (Intel VT — Intel Virtualization Technology или AMD-V — SVM Mode).

Архитектура и компоненты Hyper-V

• Гипервизор Hyper-V – отдельный компонент, который устанавливается в Windows и является основой, которая обеспечивает возможности изоляции и виртуализации физического железа хоста;
• Виртуальная машина – независимый экземпляр операционной системы, который запускаются на гипервизоре. Виртуальные машины изолированным друг от друга и работают в собственном виртуальном окружении. Администратора выделяет для виртуальной машины ресурсы (процессорное время, память, сетевые адаптеры, диски) в зависимости от их потребностей;
• Гостевая операционная система – операционная система, которая установлена в виртуальной машине. В качестве гостевой ОС можно использовать различные дистрибутивы, включая Windows и Linux;
• Хостовая ОС – компьютер с Windows с установленной ролью Hyper-V. Виртуальные машины выполняются хостовой ОС;
• Виртуальный диск – файл виртуальной машины, который эмулирует физический жесткий диск. В Hyper-V используются два формата виртуальных дисков VHD (Virtual Hard Disk) и VHDX (Virtual Hard Disk Extended);
• Виртуальный коммутатор – программный компонент, которые позволяет организовать сетевой доступ между ВМ и с внешней сетью.

В каких версиях Windows можно использовать виртуализацию Hyper-V?

• Во всех версиях Windows Server 2022/2019/2016/2012R2/2008R2 Hyper-V доступа для установки в виде отдельной роли
• Как отдельный продукт Windows Server Hyper-V (это бесплатная версиях гипервизора), которая не требует лицензирования
• В дестопных версиях Windows x64 с редакциями Professional и Enterprise (включая Windows 10 и Windows 11)

Возможности гипервизора Hyper-V

• Снимки (snapshots) – Hyper-V может сохранять состояние виртуальных машин и запущенных гостевых ОС и возвращаться к ранее сохраненным состояниям.
• Поддержка кластеризации и высокой доступности
• Live migration– возможность переноса запущенных виртуальных машин между хостами Hyper-V
• Проброс графического адаптера (GPU) с хостовой ОС в виртуальные машины Hyper-V
• Прямой доступ из ВМ к физическим ресурсам хоста Hyper-V с помощью технологии SR-IOV (Single Root Input/Output Virtualization)

Следующие функции доступны только в Hyper-V на Windows Server:

• Live Migration
• Репликация Hyper-V
• Virtual Fibre Channel
• SR-IOV для сетевых адаптеров
• Общие VHDX диски

Инструменты управления Hyper-V

• Графическая консоль Hyper-V Manager
• System Center Virtual Machine Manager (SCVMM)
• Командлеты PowerShell из модуля Hyper-V
• Веб интерфейс Windows Admin Center (WAC)

Установка Hyper-V

• Установка бесплатного Windows Hyper-V Server 2019 (2016)
• Включить роль Hyper-V в виртуальной машине Windows на VMware ESXi

Настройка Hyper-V и виртуальных машин

• Настройка автозапуска и порядка старта виртуальных машин Hyper-V
• Включить маршрутизацию между разными IP подсетями в Hyper-V
• Управление количеством доступных ядер (vCPU) для виртуальной машины
• Резервное копирование виртуальных машин Hyper-V
• Использование Production Checkpoints (продуктивные контрольные точки) в Hyper-V
• Проброс USB накопителей (флешки, SD карты) в виртуальную машину Hyper-V
• Как увеличить или уменьшить виртуальный диск машины Hyper-V

Сценарии использования Hyper-V:

• Установка Windows 11 в виртуальную машину Hyper-V
• Установка VMware ESXi в виртуальную машину Hyper-V
• Клонирование, импорт и экспорт ВМ в Hyper-V
• Использование дифференциальных дисков в Hyper-V
• Шифрование ВМ на Hyper-V с помощью BitLocker
• Установка компонентов VirtualMachinePlatform для запуска среды Windows Subsystem for Linux (WSL)

Решение проблем и исправление ошибок Hyper-V и виртуальных машин

• Низкая скорость передачи данных с виртуальных машины Hyper-V на Windows Server 2019
• Ошибка при загрузке Linux ВМ: The image’s hash and certificate are not allowed
• Как принудительно выключить зависшую виртуальную машину Hyper-V

Недостатки Hyper-V

• Не поддерживается проброс USB ключей из хостовой ОС в виртуальную машину. В качестве обходного решения рекомендуется использовать проброс с помощью программ, реализующих протокол USB over IP. Например, для проброса USB устройства в виртуальную машину Hyper-V можно использовать open-source проект usbipd—win