Autore: Silvio Di Benedetto
 Pubblicato il: 22 Settembre 2008
 Email: sdotnet@windowserver.it
 Livello: Medio

Introduzione
Dai tempi delle prime Beta di Windows Server 2008, si iniziava a parlare di una versione di Hypervisor integrato nel sistema operativo, capace di migliorare l'esperienza nel mondo della virtualizzazione. Viridian, code name usato per il progetto, consiste in un sistema molto più complesso di quanto visto fin'ora con Virtual Server e Virtual PC. Dopo numerose Beta rilasciate e dopo, purtroppo, alcuni tagli, il 26 Giugno del 2008 Hyper-V è diventato realtà.

Spiegazione
La domanda più comune che si possa fare in questi casi è: perchè virtualizzare? I vantaggi della virtualizzazione sono i seguenti:

Server Consolidation: Grazie alle potenze di calcolo offerte dai nuovi processori, abbiamo server molto veloci che svolgono le operazioni in modo rapido. Ma a volte,  succede che questi server vengano utilizzati per scopi molto più ridotti e quindi la loro potenza di calcolo sia utilizzata in minima percentuale. Per questo motivo è possibile virtualizzare uno o più server su una macchina, in modo da sfruttare a pieno le potenzialità del server stesso e per ottimizzare i costi (TCO).

Consolidation for Development and Testing Environments: Ogni macchina virtuale è un mondo a sè e vive in un ambiente separato, quindi è possibile effettuare ogni tipo di prova per testare e sviluppare software, in diverse condizioni, soprattutto con diversi sistemi operativi. Il tutto senza intaccare l’infrastruttura di rete esistente.

Legacy Application re-Hosting: Altro grande vantaggio delle virtual machine, è di poter caricarvi sopra sistemi operativi vecchi, per far girare applicazioni non più compatibili con le nuove versioni di Windows o con i nuovi hardware.

Simplify Disaster and Recovery: Grazie alla standardizzazione delle Virtual Machine, è possibile migrare una VM da un server ad un altro senza avere problemi di compatibilità. Inoltre, i tempi di restore sono nettamente più rapidi rispetto ad un restore effettuato su Hardware tradizionale.

Moving to a Dynamic Datacenter: Attraverso l'implementazione con la famiglia System Center, è possibile monitorare in modo ottimale lo stato delle proprie VM ed essere avvisati in caso di errore. Inoltre, la gestione su sistemi cluster offre una ridondanza ottimale per tutti i sistemi mission critical.

Versioni del Prodotto e Supporto Hardware e Software
La prima grande novità, rispetto a Virtual Server, è la gestione della piattaforma in sè. Hyper-V gira unicamente all'interno di Windows Server 2008 a 64bit con supporto alle tecnologie di virtualizzazione e del Data Execution Prevention (DEP); senza uno di questi 2 requisiti, Hyper-V non sarà funzionante.
Inoltre Hyper-V è presente in due versioni:

- Microsoft Windows Server 2008: la classica versione del sistema operativo
- Microsoft Hyper-V Server 2008: versione ridotta, dotata solo di Hyper-V e quindi non adatta per scopi diversi dalla virtualizzazione

La seconda versione, sarà disponibile tra non molto tempo, ma sarà molto più limitata. Infatti non sarà possibile avere, tra le altre cose, l’alta disponibilità, il supporto per più d i 4 CPU/host e il supporto per il Quick Migration. Inoltre la gestione, potrà essere fatta solamente dalla console remota di Hyper-V. La notizia positiva, è che il prodotto sarà totalmente gratuito, tranne per il costo delle licenze dei vari sistemi operativi delle macchine guest.

Funzionamento di Hyper-V
Come opera Hyper-V? La figura 1 mostra com'è strutturato lo stack di Windows Server 2008.

Figura 1 – Struttura Gestione Hypervisor

Come si può notare, lo strato di Hypervisor è praticamente subito sopra l'Hardware installato, quindi la stessa installazione di Windows, la Parent Partition, si trova ad un livello superiore di esso. Al suo interno, a livello Ring 0, troviamo una parte legata al Kernel Mode, dove risiedono il Virtual Machine Bus, il Windows Driver, il Windows Kernel e il Virtualization Service Provider. Sopra la parte di Kernel Mode, a livello Ring 3, troviamo la parte di User Mode dove risiedono tutta le parti di VM: servizi, worker process e WMI provider per la gestione.

Le Child Partions sono create nel momento in cui si crea una macchina virtuale. La sua gestione varia in base al sistema operativo installato. I sistemi operativi Windows Server 2003/2008, Windows Vista/XP e SUSE Linux, girano in modalità nativa e quindi utilizzano il VMBus, mentre gli altri sistemi operativi vengono eseguiti in modalità di emulazione. Questo incide anche con le prestazioni della stessa VM.

Supporto Hardware e Software delle Macchine Guest
A livello guest, ecco i sistemi operativi supportati, con relative specifiche legate alle piattaforme ed ai processori supportati:

Windows Server 2008 [x64/x86]
Up to 4 virtual processors (1, 2 or 4 way)
Web Server/Standard/Enterprise/Datacentre (including “without Hyper-V” SKUs) 

Windows Vista SP1 [x64/x86]
Up to 2 virtual processors (1 or 2 way)
Business, Enterprise and Ultimate

Windows Server 2003 SP2 (With or without R2 update) [x64/x86]
Up to 2 virtual processors (1 or 2 way)
Standard, Enterprise, Datacentre Editions

Windows XP Professional SP2/SP3 [x86]
SP2: 1 virtual processor
SP3: Up to 2 virtual processors (1 or 2 way)

Windows XP Professional SP2 [x64]
Up to 2 virtual processors (1 or 2 way)

Windows 2000 SP4
1 virtual processor
Server, Advanced Server

SUSE Linux Enterprise Server 10 [x64/x86]
Service Pack 1 or 2
1 virtual processor

Installazione di Hyper-V
Il ruolo di Hyper-V è presente solamente in Windows Server 2008 x64, ed è installabile nella sezione ruoli, come mostra la figura 2.

Figura 2 – Selezione del ruolo Hyper-V

Come detto in precedenza, la mancanza del supporto del DEP o del VT, consentirà l’installazione del ruolo, ma non ne permetterà l’utilizzo. Assicuratevi, quindi, che il vostro hardware sia oppurtunamente preddisposto.

Al termine del primo riavvio, è consigliato installare una patch che permette ad Hyper-V di gestire 24 core, precedentemente il limite era 16 core,  e fino a 192 VM contemporaneamente sulla stessa macchina host, hardware premettendo. La patch in questione è documentata nella KB956710.

Configurazione di Hyper-V
Una volta avviata, la console che si presenterà sarà identica a quella mostrata nella figura 3. Come tutti i tool presenti in Windows Server 2008, anche la gestione di Hyper-V è basata sulla MMC v.3.

Figura 3 – Console di Gestione

Entrando nella schermata dei Settings, figura 4, è possibile modificare il percorso di dove salvare le impostazioni delle VM ed i relativi dischi virtuali; inoltre è possibile andare a modificare le impostazioni di interazione (es. la combinazione tasti per il rilascio del mouse, in assenza degli Integration Services).

Figura 4 – Settings

Gestione del Networking
Una delle prime cose da fare è quella di creare le varie schede di rete per gestire al meglio le VM. Le scelte offerte da Hyper-V sono 3:

- External: permette la comunicazione attraverso una scheda di rete ethernet presente
- Internal: permette la comunicazione tra host e guest
- Private: permette la comunicazione solo tra guest

In ambiente di test, è consigliato utilizzare solo schede Private, in modo che le VM possano comunicare tra di loro, ma se doveste aver bisogno della connettività Internet, allora dovrete utilizzare la scheda External. L’alternativa è legata all’utilizzo del servizio RRAS per condividere la connessione Internet, attraverso il NAT. Non è possibile usare le schede di rete Wireless come schede di tipo External, quindi in caso di un portatile con installato Windows Server 2008, dovrete per forza utilizzare il cavo di rete o installare il ruolo di RRAS.

A differenza di quanto accade con Virtual Server e Virtual PC, la creazione di una scheda di rete all’interno di Hyper-V coincide con la creazione di una scheda di rete virtuale all’interno della macchina host, che ha come nome quello impostato in Hyper-V. Nel caso di creazione di una scheda di tipo External, si noterà che la scheda ethernet fisica avrà tutti i settaggi disabilitati, ad eccezione del Microsoft Virtual Network Switch Protocol, mentre la nuova scheda virtuale avrà tutti i settaggi abilitati. In questo modo si crea un ponte tra la macchina guest e quella host, per la condivisione della stessa interfaccia di rete.

Il consiglio, per una corretta gestione delle virtual machine, soprattutto in ambito di sicurezza, è quello di avere due schede di rete impostate: una per la gestione ed una per l’interfacciamento con il mondo esterno.

È possibile scegliere tra due tipi di schede di rete:
- Network Adapter, che offre maggiori prestazioni ma che funziona solamente dopo l'installazione delle Integration Services
- Legacy Network Adapter, che sono l’ideale per i sistemi che non supportano le Integration Services o che richiedono un boot dalla rete (per installazioni via WDS)

Creazione e Gestione di una VM
La creazione di una Virtual Machine è molto semplice, grazie al wizard che guida passo passo nelle operazioni. Una volta assegnato il nome della macchina, figura 5, sarà possibile anche modificare il percorso di salvataggio della VM. I passaggi successivi sono quelli legati alla configurazione della macchina virtuale, come l’assegnazione di memoria, il tipo di disco, la scheda di rete, ect.

Figura 5 – Avvio Wizard Creazione VM

Al termine del wizard, verrà riepilogato tutto in un’apposita schermata. Per modificare le impostazioni della macchina virtuale si possono seguire due strade: cliccare il tasto destro su di essa e cliccare sulla voce Settings del menù contestuale, oppure utilizzare la Task Pane Bar che si trova nella parte destra della console. Una volta aperta la schermata, potrete andare a modificare i parametri della vostra Virtual Machine, come mostra la figura 6.

Figura 6 – Modifica Impostazioni

Da questa sezione è possibile andare a modificare/aggiungere le proprietà della vostra macchina, come per esempio aggiungere un nuovo disco o un processore.

NB: il numero dei processori è legato alla quantità disponibile sulla macchina host, per tanto non è possibile aggiungere più processori di quanti realmente disponibili.

Integration Services
Gli Integration Services, sono i successori delle Virtual Machine Additions e permettono al sistema operativo guest di usufruire di alcuni benefit, che aiutano a migliorare la gestione di essa. La figura 7 mostra quali sono le opzioni attivabili per la parte di IS. Importante è la componente di Heartbeat, che permette di capire lo stato della macchina e dei suoi processi; ovviamente la gestione avanzata delle macchine virtuali richiede un software come System Center Operation Manager 2007, che è in grado di analizzare sia lo stato della macchina guest, intesa come operatività, che dei suoi singoli servizi.

Figura 7 – Integration Services

Limiti di Configurazione delle Virtual Machine
Le novità di Hyper-V, rispetto a Virtual Server 2005, non stanno solo nell’architettura o nell’impostazione del sistema, ma anche nella gestione hardware di ogni singola macchina. Ecco quali sono i limiti di configurazione per ogni VM:

- CPU: massimo 4
- RAM: massimo 64GB per le versioni Enterprise a Datacenter – massimo 31GB per la versione Standard
- Network: massimo 12 virtual network adapters (8 di tipo network adapter e  4 di tipo legacy network adapter)
- Storage: Virtual hard disks fino a 2TB (fixed virtual hard disks, dynamically expanding virtual hard disks e differencing disks)
- Virtual IDE Devices: fino a 4 IDE devices
- Virtual SCSI Devices: fino a 4 virtual SCSI controllers, ed ogni controller può supportare fino a 64 dischi
- Physical Disks: nessun limite impostato, se non quello legato al sistema operativo
- Snapshots: massimo 50 snapshots

Sicurezza
Il capitolo sicurezza non è mai da sottovalutare, quindi ecco una serie di consigli da tenere in considerazione in prospettiva di implementazione di macchine virtuali:

- Ricordarvi che il server viene racchiuso in un file .vhd, quindi assicuratevi che solo personale fidato, amministri tali macchine.
- Implementate un sistema di protezione, come BitLocker, per evitare che rubandovi il file, possano accedere alla macchina, cosa molto importante se questo è un Domain Controller.
- Trattandosi di un file singolo, pianificate un backup regolare, soprattutto per i server con ruoli fondamentali, magari utilizzando software tipo System Center Data Protection Manager 2007.
- In presenza di un antivirus, assicuratevi di escluderela cartella dei file .vhd, dalla scansione automatica.
- Cercate di posizionare i file .vhd su un disco separato, rispetto al sistema operativo host, in modo da poter fare una migrazione più rapida in caso di disaster.
- Create sempre un disco virtuale per il sistema operativo e uno, o più, dischi per i vari applicativi (es. Il database di Active Directory)

Gestione Avanzata di Hyper-V
Per le medie e grandi aziende, è sicuramente più facile gestire le proprie macchine virtuali in modo centralizzato. Per fare questo è necessario utilizzare System Center Virtual Machine Manager 2008, di prossima uscita, che annovera tra le sue features la gestione delle macchine Hyper-V. Altro prodotto caldamente consigliato, sempre per un target medio/alto, è System Center Operations Manager 2007 SP1 che, come detto prima, permette di monitorare in modo accurato le proprie macchine, virtuali e non, e di essere avvertiti in tempo in caso di problemi di qualisiasi natura.

Considerazioni
Con Hyper-V, Microsoft ha offerto un nuovo strumento agli amministratori IT, per ottimizzare e consolidare le infrastrutture e sicuramente il fatto di essere un prodotto gratuito aiuterà la sua diffusione. Di contro bisogna dire che il prodotto dovrà risolvere una serie di mancanze, come il supporto alle porte USB o il Live Migration, che sono presenti nei prodotti competitor. Sicuramente la v.Next di Hyper-V avrà queste features, con l’uscita di Windows Server 2008 R2, oltre ad un miglioramento delle performance.

Link Utili
http://www.microsoft.com/downloadS/thankyou.aspx?familyId=5da4058e-72cc-4b8d-bbb1-5e16a136ef42&displayLang=en
http://download.microsoft.com/download/4/1/d/41d3cbff-6a2d-457e-a6ab-0e1607629c16/Windows_Server_2008_Hyper-V_and_BitLocker_Drive_Encryption_(2008-05-27).docx
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?familyid=64db845d-f7a3-4209-8ed2-e261a117fc6b&displaylang=en
http://blogs.msdn.com/virtual_pc_guy/archive/2008/02/25/hyper-v-terminology.aspx

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