Microsoft Hyper-V, cuyo nombre en código era Viridian, anteriormente conocido como la virtualización de Windows Server, es un hipervisor basado en sistema de virtualización de sistemas x64. Primeramente se entregó una versión beta de Hyper-V con algunas ediciones de 64 bits de Windows Server 2008, y la versión definitiva (actualización automática a través de Windows Update) fue liberada el 26 de junio de 2008.

El 1 de octubre de 2008 fue liberada una versión stand-alone de Hyper-V, llamada "Microsoft Hyper-V Server 2008", que es una variante de Windows Server 2008 "Core" e incluye toda la funcionalidad de Hyper-V pero con el resto de las funcionalidades de Windows Server 2008 deshabilitadas y muy pocos servicios de Windows. La versión libre de 64 bits con Hyper-V "Core" se limita a una interfaz de línea de comandos (CLI por sus siglas en inglés), donde la configuración del “Host” o el "Parent" (Hyper-V Core Server O/S), hardware físico y software se realiza utilizando una línea de comandos. Una nueva interfaz de menú de la línea de comandos  simplifica considerablemente la configuración inicial, y algunos archivos de script de descarga libre extienden este concepto. La administración y configuración del "Host" (Hyper-V Core Server O/S) y el "invitado" o sistema operativo virtual, es generalmente realizado descargando extensiones MMC (Consola de Administración de Microsoft) que se instalan en un PC con Windows Vista o Windows 2008 Server (32 o 64 bits). Otra alternativa para configurar y administrar Windows Hyper-V Core Server es usar otro Windows Server 2008 con la característica de Hyper-V instalada. También se puede usar una sesión remota de RDP (Escritorio Remoto de Windows) aunque usando la interfaz de línea de comando; o redireccionando las MMC tales como “Computer Management” y “Group Policy (Local)” desde una PC con Vista o una versión completa de Windows 2008 Server. Esto permite mucho más fácil la configuración y control de la tecnología Hyper-V Core Server. No está claro si habrá una versión gratuita de Windows 2008 R2, cuando se libere a finales de 2009.

Contenido

1. Arquitectura.
2. Requisitos del sistema / Especificaciones.
3. Sistemas operativos “Invitado” soportados.
4. Compatibilidad de los VHD con Virtual Server 2005 y Virtual PC 2004/2007.
5. Limitaciones.

Arquitectura

Hyper-V soporta el aislamiento en términos de partición. Una partición es una unidad lógica de aislamiento, soportada por el hypervisor, en el que se ejecutan los sistemas operativos. Una instancia de hypervisor tiene que tener al menos una partición padre con Windows Server 2008 ejecutándose. La pila de virtualización se ejecuta en la partición padres y tiene acceso directo a los dispositivos de hardware. La partición padre crea particiones hijas que alojan a los sistemas operativos “Invitados”. Una partición padre crea particiones hijas usando la hypercall API la cual es la interfaz del programador de aplicaciones que expone Hyper-V.

Figura 1. La arquitectura de Hyper-V

Una partición virtual no tiene acceso al procesador físico, ni manejar sus interrupciones directamente. En lugar de ello, tiene una vista virtual del procesador y se ejecuta en una “Guest Virtual Address”, que (dependiendo de la configuración del hypervisor) podría no ser necesariamente la totalidad del espacio de direcciones virtuales. Un hypervisor puede elegir para exponer sólo un subconjunto de los procesadores a cada partición. El hypervisor se encarga de las interrupciones para el procesador, y redirige a las respectivas particiones usando “Synthetic Interrupt Controller” (SynIC). Hyper-V puede acelerar la traducción del direccionamiento entre varios espacios “Guest Virtual Address” través de la IOMMU (I/O Memory Management Unit), que opera independiente del manejo de memoria del hardware utilizado por la CPU.

Las particiones hijas no tienen acceso directo a los recursos de hardware, sino que tiene una vista virtual de los recursos, en términos de dispositivos virtuales. Cualquier solicitud de los dispositivos virtuales se redirige a través de la VMBus a los dispositivos de partición padre, que se encargará de las solicitudes. El VMBus es un canal lógico que permite la comunicación entre las particiones. La respuesta también es redirigido a través de la VMBus. Si los dispositivos de la partición padre también son dispositivos virtuales, será redirigido más hasta llegar a la partición padre, donde podrán acceder a los dispositivos físicos. Las particiones padre ejecutan Virtualization Service Provider (VSP), que se conecta a la VMBus y maneja las solicitudes de acceso a los dispositivos de las particiones hijas. Los dispositivos virtuales de las particiones hijas ejecutan internamente el Virtualization Service Client (VSC) , que redirecciona las solicitudes al VSPs en la partición padre a través de la VMBus. Todo este proceso es transparente para el sistema operativo “Inivitado”.

Los dispositivos virtuales también pueden tomar ventaja de una característica de virtualización de Windows Server, denominado Enlightened I/O, para el almacenamiento, conexiones de red y subsistemas gráficos, entre otros. Enlightened I/O es una implementación de virtualización-consciente de protocolos de comunicación de alto nivel como SCSI para aprovechar las ventajas del VMBus directamente, que permite eludir cualquier dispositivo capa de emulación. Esto hace que la comunicación sea más eficiente, pero requiere que el sistema operativo “Invitado” tenga soporte para Enlightened I/O. Windows 2008, Windows Vista y SUSE Linux son actualmente los únicos sistemas operativos que soportan Enlightened I/O, permitiéndoles a correr más rápido como sistemas operativos “Invitados” que otros sistemas operativos que deben utilizar más lento el hardware emulado.

Requisitos del sistema / Especificaciones.

1. Un procesador de 64 bits corriendo en una versión x64 de Windows Server 2008 Standard, Windows Server 2008 Enterprise o Windows Server 2008 Datacenter.
2. Virtualización asistida por hardware. Este servicio está disponible en los procesadores que incluyen una opción de virtualización, específicamente, Intel VT o AMD Virtualization (AMD-V, anteriormente con nombre código "Pacifica").
3. CPU compatible con NX-bit debe estar disponible y la Prevención de Ejecución de Datos (DEP siglas en inglés) por hardware debe estar activado.
4. Mínimo de memoria de 2 GB. (Cada SO virtual requiere su propia memoria).
5. Windows 2008 Standard (64 bits) con Hyper-V Core requiere aproximadamente 3 GB de espacio en disco (tamaño instalado).
6. Windows 2008 Standard (64 bits) con Hyper-V e interfaz gráfica completa requiere aproximadamente 8 GB de espacio en disco (tamaño instalado).
7. Windows 2008 Standard (64 bits) con Hyper-V e interfaz gráfica completa o solo Core soporta hasta 31 GB de memoria para ejecutar máquinas virtuales, además de 1 GB para sistema operativo padre Hyper-V.
8. Windows 2008 Standard (64 bits) con Hyper-V e interfaz gráfica completa o solo Core soporta hasta 4 procesadores con 1, 2 o 4 núcleos.
9. Windows 2008 Standard (64 bits) con Hyper-V e interfaz gráfica completa o solo Core soporta hasta 128 "Sistemas Operativos Invitados"
10. Windows 2008 Standard (64 bits) con Hyper-V e interfaz gráfica completa o solo Core soporta 32-bit (x86) y 64-bit (x64) máquinas virtuales.

La versión libre de  Hyper-V Server no requiere una instalación existente de Windows Server 2008 y tiene un requisito mínimo de memoria de 1Gb de espacio en disco y la exigencia de 2Gb.

Sistemas operativos “Invitados” soportados.

La lista de sistemas operativos “Invitados” soportados y probados incluye:

• Windows Server 2008 x86/x64
• Windows HPC Server 2008
• Windows Server 2003
• Windows 2000 Server SP4 and Advanced Server SP4
• Windows Vista SP1 (except Home editions)
• Windows XP Professional SP2/SP3/x64
• SUSE Linux Enterprise Server 10 SP1/SP2 
  

Windows Server 2008 y clientes de Windows HPC Server 2008 puede ser configurado para 1-, 2-, o 4-way SMP, Windows Server 2003 y Windows Vista para máquinas virtuales 1- o 2-way SMP, y todas las demás máquinas virtuales como 1-way sólo. Otros sistemas operativos invitados como Ubuntu Linux o 6.06/6.10/7.1 o Fedora 8/9, no se soportan sin embargo se ha reportado que funcionan.

Productos de Virtualización de escritorio (VDI por sus siglas en inglés) se encuentran disponibles a partir de terceras empresas, Citrix XenDesktop y Ericom PowerTerm WebConnect, que proporcionan la capacidad de alojar y gestionar de forma centralizada las máquinas virtuales de escritorio en un centro de datos al tiempo que los usuarios finales reciben una experiencia completa de PC de escritorio.

Sistemas operativos invitados con Enlightened I/O y un núcleo con hipervisor-consciente como Windows Server 2008, Windows Vista SP1 y ofertas previstas de Citrix XenServer y Novell serán capaces de utilizar mejor los recursos del Host, ya que los drivers VSC en estos sistemas operativos invitados pueden comunicarse directamente con los VSPs a través del VMbus.  Sistemas operativos sin Enlightened I/O se ejecutarán con entrada y salida emulada, sin embargo, la integración componentes (que incluyen los controladores de VSC) están disponibles para Windows Server 2003 SP2, Windows XP SP3, Windows Vista SP1 y Linux para lograr un mejor rendimiento. Las distribuciones de Xen-Enabled Linux también puede ser para-virtualizadas en Hyper-V. Actualmente, sólo SUSE Linux Enterprise Server 10 SP1/SP2 ediciones x86 y x64 están soportados oficialmente por Microsoft en esta forma, por lo que ningún Xen-Enabled Linux debería por der ejecutarse. En febrero de 2008, Red Hat y Microsoft firmaron un pacto por el hipervisor de virtualización de la interoperabilidad con sus respectivos sistemas operativos de servidor, a fin de permitir que Red Hat Enterprise Linux 5 para sea oficialmente soportado en Hyper-V.

Compatibilidad de los VHD con Virtual Server 2005 y Virtual PC 2004/2007.

Hyper-V, al igual que Virtual Server 2005 y Virtual PC 2004/2007, guarda cada sistema operativo invitado en un único archivo con la extensión .VHD. Este archivo contiene todo el sistema operativo invitado, aunque otros archivos también pueden ser configurados para permitir el "deshacer la información", etc.

Archivos .VHD viejos de Virtual Server 2005 y Virtual PC 2004/2007 pueden ser copiados y utilizados por Windows 2008 Hyper-V Server, pero los antiguos  "Virtual Machine add-ons" deben de ser eliminados antes de realizar la migración. Después que el sistema operativo invitado está configurado y se comienza a utilizar, Hyper-V detectará los cambios en el hardware (virtual) instalando los "Servicios de Integración Hyper-V " (similar en función a la “Virtual Machine add-ons”), se instalan cinco servicios para mejorar el rendimiento, al mismo tiempo, la adición de un nuevo controlador de vídeo y tarjeta de red. En consecuencia, las versiones posteriores de Windows, puede requerir una nueva activación.

Limitaciones

Hasta julio del 2009, Hyper-V no es compatible con el acceso a los dispositivos USB y las tarjetas de sonido en las máquinas virtuales. Sin embargo, una solución para acceder a unidades USB en máquinas virtuales Windows implica el uso del cliente de Escritorio Remoto (RDP) para compartir las unidades de almacenamiento del equipo cliente y el remoto. La tarjeta de sonido puede ser activada a través de una solución similar.

Además, Hyper-V en Windows Server 2008 no es compatible con "live migration" de máquinas virtuales  (donde " live migration" se define como el mantenimiento de las conexiones de red y servicios ininterrumpidos durante la migración VM física entre hosts). En cambio, en Hyper-V Server 2008, ediciones Enterprise y Datacenter soporta "quick migration", donde una VM se suspende en un host y se reanuda el otro host. Esta operación sucede en el tiempo que tarda la transferencia de la memoria activa de la máquina virtual a través de la red desde la primera a la segunda máquina. Un producto de terceros llamado Melio FS permite “live migration” al permitir la a todos los servidores virtuales utilizar un único LUN simultáneamente. Windows Server 2008 R2 (en la actualidad está disponible una beta pública) que estará disponible en el segundo semestre de 2009 permitirá “live migration”.

Hyper-V no permite VM memoria para ser más comprometidos.

Traducción del inglés al español por InfoTK.org del artículo “Hyper-V” publicado en Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Hyper-V