Hyper-V Generacja 1 kontra 2 – Którą wybrać?

Istnieją dwie generacje maszyn wirtualnych Hyper-V – Generacja 1 i Generacja 2. Wybór Generacji jest ważny podczas tworzenia maszyny wirtualnej; zależy on również od systemu operacyjnego gościa, systemu operacyjnego hosta, metod uruchamiania i innych czynników. Maszyny Generacji 2 są nowsze niż maszyny Generacji 1, choć czasami maszyny Generacji 1 mogą być wymagane do użycia. Ten artykuł wyjaśnia różnice między maszynami wirtualnymi Generacji 1 i 2, aby pomóc dokonywać właściwego wyboru i spełniać wymagania klientów.

BIOS

BIOS to podstawowe oprogramowanie systemu wejścia/wyjścia, znajdujące się w kości pamięci na płycie głównej. BIOS jest odpowiedzialny za start maszyny i konfigurację sprzętu. Maszyny wirtualne Gen 1 obsługują starszą architekturę opartą na systemie BIOS i można je ładować z wirtualnych dysków twardych MBR (Master Boot Record). Cyfrowy BIOS z wirtualnym sprzętem jest emulowany przez Hyper-V.

Dyski wirtualne IDE

Maszyny wirtualne Gen 1 mają wirtualny kontroler IDE, który może być używany do uruchamiania maszyny wirtualnej z dysku wirtualnego IDE. Kontrolery wirtualnych SCSI można rozpoznać dopiero po zainstalowaniu usług integracji Hyper-V w systemie gościa na maszynie wirtualnej. System gościa nie może uruchomić się z dysku SCSI.

Emulowany sprzęt

Fizyczny komputer potrzebuje zestawu elementów sprzętowych, aby mógł działać. Wszystkie wymagane komponenty sprzętowe muszą być emulowane, aby maszyna wirtualna działała. Specjalne oprogramowanie, które może imitować zachowanie prawdziwego sprzętu, jest zawarte w Hyper-V; w rezultacie maszyna wirtualna może działać z urządzeniami wirtualnymi. Emulowany sprzęt (identyczny z prawdziwym sprzętem) zawiera sterowniki, które są obsługiwane w większości systemów operacyjnych w celu zapewnienia wysokiej kompatybilności. Wśród wirtualnych urządzeń Gen 1 VM można znaleźć:

• Starsza karta sieciowa
• Wirtualny napęd dyskietek
• Wirtualne porty COM

Ograniczenia sprzętowe maszyn wirtualnych Generacji 1 to:

• 2 kontrolery IDE, z których każdy może dołączyć do 2 napędów IDE
• Maksymalnie 4 kontrolery SCSI i do 64 podłączonych napędów SCSI
• Dysk MBR – 2 TB z 4 partycjami
• Fizyczny napęd DVD może być podłączony do maszyny wirtualnej
• Obsługa gościa x86 i x64

Wsparcie UEFI BIOS. Obsługa GPT. Secure Boot

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) to oprogramowanie niskiego poziomu, które podobnie jak BIOS uruchamia się po włączeniu zasilania komputera przed załadowaniem systemu operacyjnego (OS). Termin “UEFI BIOS” jest również używany w celu lepszego zrozumienia. UEFI to nie tylko wymiana BIOSu, UEFI rozszerza obsługę urządzeń i funkcji. Niektóre z nich to obsługa GPT (GUID Partition Table) i Secure Boot. Schemat partycjonowania GPT pozwala przekroczyć limit dysków 2-TB, dla których maksymalna liczba partycji wynosi 4 dla schematu partycjonowania MBR. Secure Boot, to funkcja, która pozwala chronić przed modyfikowaniem programy ładujące i główne pliki systemowe; odbywa się to poprzez porównanie podpisów cyfrowych, którym musi zaufać producent oryginalnego sprzętu (OEM). Te funkcje są dostępne, ponieważ maszyny wirtualne Hyper-V Gen 2 obsługują system UEFI.

Uruchamianie z wirtualnego dysku SCSI. Natywna obsługa VMBUS

Z wirtualnych dysków SCSI można ładować maszyny wirtualne Generacji 2, ponieważ UEFI obsługuje taką komunikację ze sterownikiem SCSI, podczas gdy system BIOS tego nie robi. Obsługa syntetycznych sterowników VMBUS dla sprzętu syntetycznego podczas rozruchu maszyny wirtualnej pozwala na użycie sterowników SCSI podczas rozruchu. Na przykład maszyny wirtualne Generacji 1 mogą używać starszych sterowników IDE dla emulowanych urządzeń przed zainicjowaniem systemu plików. Usługi integracji Hyper-V muszą być zainstalowane, aby umożliwić kontroler SCSI dla maszyn wirtualnych Generacji 1.

Opcja rozruchu PXE

Zarówno maszyny wirtualne Gen 1, jak i Gen 2 obsługują PXE (pre-boot execution environment), które jest startem sieciowym. Istnieje jednak kilka ręcznych operacji, które należy wykonać, aby umożliwić uruchamianie PXE dla maszyn wirtualnych Generacji 1. Syntetyczna karta sieciowa o wyższej wydajności jest domyślnie dodawana do maszyny wirtualnej Gen 1, ale ten typ karty sieciowej nie obsługuje rozruchu sieciowego maszyn wirtualnych Generacji 1. Najpierw wyłącz maszynę wirtualną, a następnie dodaj emulowaną starszą kartę sieciową. Po wykonaniu tej czynności można użyć rozruchu PXE dla maszyny wirtualnej Gen 1.

Maszyny wirtualne Gen 2 obsługują rozruch sieciowy za pomocą syntetycznej karty sieciowej, ponieważ używają interfejsu UEFI, który może komunikować się z tym typem karty sieciowej. W ten sposób można używać rozruchu PXE dla maszyn wirtualnych Hyper-V Gen 2 bez żadnych dodatkowych sztuczek.

Dyski wirtualne VHDX

Maszyny VM z Gen 2 obsługują tylko format VHDX plików dysków wirtualnych, natomiast maszyny wirtualne Gen 1 obsługują zarówno formaty VHD, jak i VHDX. Format VHDX ma listę zalet, w tym:

• Obsługa bloków 4KB o lepszym wyrównaniu
• Zwiększony limit maksymalnego rozmiaru dysku
• Lepszy opór przed utratą zasilania podczas śledzenia metadanych
• Ogólnie lepsza wydajność wirtualnego dysku VHDX

Kopiowanie plików z hosta Hyper-V do maszyn wirtualnych bez połączenia sieciowego maszyn wirtualnych

Dostępny jest rozszerzony tryb sesji dla maszyn wirtualnych Gen 2, który korzysta z protokołu zdalnego pulpitu. Ta funkcja umożliwia współużytkowanie lokalnych zasobów hosta Hyper-V z maszynami wirtualnymi lub wykonywanie operacji kopiowania/wklejania między hostem, a systemem gościa bez połączenia sieciowego między hostem Hyper-V i maszyną wirtualną gościa. Wymiana plików może odbywać się za pomocą graficznego interfejsu użytkownika (VM Connect) lub PowerShell (Copy-VMFile cmdlet).

Musi zostać spełnionych kilka wymagań:

• Usługi integracji Hyper-V muszą być zainstalowane na maszynie wirtualnej
• Usługa pulpitu zdalnego musi być włączona na maszynie wirtualnej
• Guest OS musi być systemem Windows Server 2012 R2 lub nowszym/Windows 8 lub nowszą wersją systemu Windows

Jak widać, kopiowanie plików staje się wygodniejsze dla maszyn wirtualnych Gen 2. W przypadku maszyn wirtualnych Gen 1 jedynym sposobem kopiowania plików z hosta do systemu-gościa jest kopiowanie plików przez sieć.

Maszyny wirtualne uruchamiają się szybciej

Czas rozruchu maszyny Gen 2 VM jest o około 20% szybszy ze względu na szybszy start UEFI. Instalacja systemu operacyjnego gościa zajmuje nawet 50% mniej czasu. Chociaż podczas regularnego użytkowania ta zaleta może być niezauważalna, może pomóc zaoszczędzić czas, gdy trzeba zainstalować i skonfigurować dużą liczbę nowych maszyn wirtualnych lub skorzystać z infrastruktury Virtual Desktop Infrastructure (VDI).

Mniej urządzeń, sprzęt syntetyczny

W przeszłości systemy operacyjne były wydawane bez świadomości uruchamiania na maszynach wirtualnych. Z tego powodu używana jest emulacja sprzętowa. VM z Gen 1 używają metody emulacji sprzętowej dla maksymalnej kompatybilności. Najnowsze systemy operacyjne są świadome uruchamiania na maszynach wirtualnych i używają VMBus zamiast przeszukiwać starsze kontrolery lub chipsety. Większość urządzeń emulowanych przez Legacy została usunięta dla maszyn VM Gen 2, a zamiast nich zastosowano nowy szybszy sprzęt syntetyczny. Dzięki ściślejszej integracji z hiperwizorem i mniejszej liczbie urządzeń wirtualnych wydajność VM może wzrosnąć.

Wyższe limity procesora i pamięci RAM

Zwiększono maksymalną ilość wirtualnej pamięci RAM i maksymalną liczbę wirtualnych procesorów, które można przypisać do maszyny wirtualnej:

• 1 TB pamięci RAM dla maszyn wirtualnych Generacji 1 i 12 TB pamięci RAM dla maszyn wirtualnych Generacji 2;
• 64 procesory wirtualne dla maszyn wirtualnych Generacji 1 i 240 procesorów wirtualnych dla maszyn wirtualnych Generacji 2.

W ten sposób można używać maszyn wirtualnych Gen 2 do zadań, które zużywają więcej zasobów. Przed utworzeniem maszyny wirtualnej należy sprawdzić, czy wersja systemu operacyjnego hosta obsługuje wymaganą maksymalną ilość pamięci i maksymalną liczbę procesorów wirtualnych. Windows Server 2016 ma wyższe limity niż Windows Server 2012 R2.

Maszyny wirtualne Generacji 2 zostały wydane przez Microsoft z Hyper-V dla Windows Server 2012 R2 i Windows 8.1; dlatego te wersje 64-bitowego systemu Windows (lub późniejszego, w tym autonomicznego Hyper-V Server 2012 R2) są wymagane na hoście Hyper-V do uruchamiania maszyn wirtualnych Gen 2. Systemami operacyjnymi gościa dla maszyn wirtualnych Gen 2 mogą być systemy Windows Server 2012 lub nowsze wersje Windows Server, Windows 8 x64 lub nowsze ze względu na obsługę systemu UEFI 2.3.1 z opcją Secure Boot.

Podsumowując główne zalety używania maszyn wirtualnych Gen 2. Maszyny VM Gen 2 zapewniają:

• Wyższa wydajność (w tym wyższe limity procesora i pamięci)
• Wyższe bezpieczeństwo dzięki Secure Boot i Trusted Platform Module
• Więcej opcji rozruchu, takich jak rozruch PXE z syntetyczną kartą sieciową i rozruch z dysku SCSI
• Bardziej niezawodne wirtualne dyski VHDX o większym maksymalnym rozmiarze dysku
• Brak limitu dyskowego na 2 TB wymaganego wsparcia dla UEFI z GPT

Maszyny VM Gen 2 są zalecane w większości przypadków, szczególnie w nowoczesnych 64-bitowych systemach operacyjnych.

Wyjątki

Istnieją wyjątki, gdy VM Gen1 jest lepszym rozwiązaniem niż VM Gen2:

• Uruchamianie 32-bitowych systemów operacyjnych jest obsługiwane tylko przez maszyny wirtualne Generacji 1
• Korzystanie ze starszych systemów operacyjnych, które nie obsługują UEFI lub nie ma sterowników dla sprzętu syntetycznego (na przykład Windows XP, Windows 7, Windows Server 2008 i niektóre starsze dystrybucje Linuksa powinny być uruchamiane na maszynach wirtualnych Gen 1)
• Jeśli potrzebujesz użyć portów COM i dyskietek wirtualnych w maszynie wirtualnej, użyj maszyny wirtualnej Gen 1 (nie ma obsługi portów COM i dyskietek dla maszyn wirtualnych Gen 2)
• Migracja hosta VM na Hyper-V na podstawie systemu Windows Server 2012, Windows Server 2008 lub chmury Azure, które nie obsługują maszyn wirtualnych Gen 2

Aby utworzyć maszynę wirtualną w interfejsie GUI:

• Pierwszy otwarty menedżer Hyper-V
• Kliknij Akcja> Nowy> Maszyna wirtualna
• Powinien otworzyć się nowy Kreator maszyny wirtualnej
• Podaj nazwę i lokalizację utworzonej maszyny wirtualnej przed kliknięciem przycisku “Dalej”

Teraz możesz zobaczyć ekran “Określanie generacji”, w którym możesz wybrać generację wirtualnej maszyny (zobacz zrzut ekranu poniżej).