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摘要：通过对Windows Server 2008 Hyper-V的功能进行分析，设计完成满足计量管理软件运行的虚拟机，以此来达到实际满足业务需求的目的。采用开创性模式结合现代计算机软件技术相结合的方式，完成软件应用平台方案设计。Hyper-V系统的应用减少了硬件投入，简化了工作流程、节约了程序维护费用。按照传统思路需要多台物理服务器的应用在单台主机上就轻松完成了。不仅节约了资金和机房维护等费用，也为我们的节能减排工作提供了很好的思路。
关键词：windows；服务器；虚拟机；计量管理；软件；平台；研究
中图分类号：TP316.7文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)09-2126-03
Windows Virtual Machine Technical Analysis and Study on Application
LIU Gang1, WU Wei2
(1.Changchun Institute of Metrology,Changchun 130012, China;2.Department of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China)
Abstract: Through the Windows Server 2008 Hyper-V functional analysis, design completed to meet the measurement management software virtual machine, in order to achieve the purpose of the actual business needs. The use of innovative models combined with modern computer software technology combination to complete the software application platform design. Hyper-V system applications to reduce the hardware investment, simplify workflow, saving maintenance costs of the program. According to the traditional idea of multiple physical servers requires now applications on a single host easily . Not only saves money and space of maintenance costs, but also provides a good idea to saving energy for our work.
Key words: windows; server; virtual machine; measurement management; software; platform; study
从Virtual PC单独软件进化到现在的集成在系统服务中的Hyper-V技术，微软花费了数年时间，现在微软正式推出的Windows Server 2008服务器操作系统中，运用的是Hyper-V虚拟化技术。通过对微软虚拟化产品的使用经验总结和参考官方技术资料，将最新的产品和技术做个分析整理。从技术架构、软件结构、具体功能、对比优势、安装条件、应用支持等几个方面对Windows Server 2008中的Hyper-V进行分析介绍，认识微软虚拟化的最新成果，推进虚拟化技术在实际中的应用。
1 Windows Server 2008 Hyper-V概述分析
1.1最新的技术核心—Hyper-V功能
Windows Server 2008 Hyper-V，是基于新一代的服务器虚拟化技术。它有别于VMware等公司的虚拟化系统管理程序，它是Windows Server 2008中包含的重要特性，Hyper-V技术的整合可以让用户轻松实现虚拟化功能。Hyper-V功能的使用让我们可以在一台物理主机上运行多个用户自定义的虚拟机，用户能够充分调用现有的服务器硬件资源。简单的说就是能在一台服务器上，同时高效的跑上多个操作系统，而彼此间几乎没有影响。举例说Windows XP、Windows 2003、和众多基于Linux体系的一些其它版本的操作系统，如Ubuntu等我们都实验过可以正常运行。
1.2 Hyper-V的架构
由于Hyper-V功能是一个系统管理程序，因此它不仅能够提供可靠的虚拟化平台，能为客户因使用虚拟架构而带来降低费用的好处，而且它的架构也不同一般的ESX虚拟机产品，Hyper-V属于瘦微核的管理程序架构，以现在的技术观点看来优点很多，这些优点可以帮助用户减少受到各种攻击的风险，包括来自体系内部和外部的。因此能够起到高效的服务器核心角色作用。合理运用Hyper-V系统中的管理工具，我们就能够管理物理机资源和分配虚拟机资源了，究竟有哪些我们最感兴趣的功能呢？我们通过下面的段落用用最直白简单的文字介绍给大家。
1.3 Hyper-V主要特性和核心功能分析介绍
Hyper-V功能是Windows Server 2008的一个核心功能，它合理的与管理工具相结合之后，就可以让客户能够充分管理物理机和 虚拟机的资源，能够创造丰富多样的配置文件。
1.3.1快速迁移特性
简单的说快速迁移特性就是能利用最小的停机时间，将正常运行的虚拟主机完整地从一个物理主机迁移到另一个物理主机上而不损失任何特性和付出任何额外的代价。
1.3.2高可用特性
高可用性是指可以提供不同主机之间的联通特性，可以保证以集群方式运行的虚拟主机安全的运行在同一个物理主机或主机群上。
1.3.3核心角色功能
Hyper-V功能作为一个操作系统核心的功能，无缝的内置于Windows 2008操作系统中中，是操作系统不可分割的一部分。体现在它已经完整的集成到服务器管理中，管理运行在Hyper-V中的虚拟机几乎不依靠任何外部工具。
1.3.4实时备份功能
使用实时备份功能这项技术，可以将正在运行的虚拟主机，用虚拟映射功能完成实时的数据备份。合理设计虚拟机的备份数据间隔和备份时机，避开应用高峰期。然后通过不同的主机克隆虚拟机。
1.3.5多CPU SMP支持
能够在虚拟机环境中支持多达4个多处理器(SMP)，在虚拟机中利用多线程优势运行用户自己的应用程序，能极大的提高虚拟机的数据运算和处理能力。
1.3.6虚拟硬盘技术
利用Hyper-V中的虚拟硬盘技术可创建多个虚拟硬盘，每个虚拟硬盘可以是基于IDE控制器或者SCSI控制器。提供对虚拟硬盘的压缩、监控和整理。有意思的增量硬盘工作方式大家有机会也可以试验下，工作效率非常高。
1.3.7增加了虚拟SCSI控制器的支持
在每台虚拟机上，每个Hyper-V虚拟机现在可以添加4个SCSI控制器供虚拟机中的各种设备调用，SCSI高带宽的优势使得CPU在系统繁忙的IO处理中解脱出来。
1.3.8虚拟机快照功能
微软虚拟化提供给运行的虚拟机拍快照的能力，通过建立关键点的快照可以轻松地返回到前一个状态，改进了整个备份和可恢复的解决方案。此功能在测试软件兼容性和重大改进时非常好用，可以一键恢复原始状态或者某个中间过程状态，而且可以建立多个不同的快照。
1.3.9增加了单个虚拟机的内存支持
每个独立运行的虚拟机中，理论上可以支持最大64GB的内存，极大的提高了虚拟机的性能，增加了系统的灵活性和可定制性。
1.3.10新的硬件共享体系结构
通过运行全新的虚拟服务，可以提供服务器和客户端体系结构，Windows Server 2008R2 with Hyper-V改进了对核心资源，如物理磁盘、网络通信、外部设备等的访问。
1.3.11创新的Hypervisor体系
通过新开发的微核心Hypervisor体系结构，Windows Server 2008 Hyper-V能够使用广泛的设备支持和安全性能。
1.3.12设计先进的网络负载平衡
Windows Server 2008 R2 with Hyper-V包括了虚拟交换功能。这就意味着虚拟机可以轻松地配置成与Windows网络均衡系统一起运行以便在不同的服务器上跨虚拟机平衡负载。
2 Windows Server 2008中Hyper-V功能的主要应用领域
2.1广泛的用于服务器整合
采用虚拟化技术的一个主要目标就是利用服务器合并功能。通过服务器整合来简化管理流程并降低管理成本和人员成本同时保持竞争优势。虚拟化技术是帮助将属个服务器合并到单一物理服务器上，同时保持各虚拟服务器的相对独立性。服务器整合的一个主要好处是降低总体拥有成本（TCO），服务器整合后不仅降低了对硬件的性能需求，而且减少了电能的消耗和人员管理成本。服务器整合后另一个好处就是优化基础架构，从固定资产使用率的角度和平衡工作量的方面进行优化。多个分散的物理服务器整合后的好处是改进整个使用环境的灵活性。举例说在同一环境中我们可以更加集中的使用现有的资源创造定制的虚拟机供我们分析测试和研究。
2.2有利于业务的连续性和发生事故后的工作环境恢复
业务的连续性是指尽量减少按照计划进行的停机和意外因素导致停机时间的能力。包括在日常系统维护上占用的时间，如系统日志清理维护和日常备份等，如果遇到突发的系统崩溃，利用微软虚拟化技术中强大的业务连续性功能，使得关键业务能够完整运行，对外无缝和可持续运行。故障恢复模块是业务连续性的一个重要组件。突发的自然灾害和恶意攻击、甚至简单配置问题都 可能破坏核心服务和重点应用程序，此时就需要系统管理员利用此功能快速解决问题并恢复备份的数据。因此快速可靠的事故和业务恢复能力可以帮助我们把损失减少到最小。
2.3用于软件测试和预先部署测试
软件测试和预先部署测试常常是企业最高兴利用虚拟化技术的业务功能之一。通过使用虚拟机，负责软件测试和预先部署的人员可以在安全的环境中创建和测试各种可能的情况，精确地模拟物理服务器和最终客户端的一切危险的操作行为，包括兼容性测试、病毒入侵测试和网络攻击等等。通过测试硬件的利用率可提前预测如何减少成本和改进运行流程。通过运行大量的不同类型客户机操作系统，可以检查软件的支持和兼容问题，微软虚拟化为客户的测试和部署环境提供了一个非常理想的测试空间，在此，用户有了一个可以完全不用顾忌任何风险的平台。
3计量业务软件平台中实施Hyper-V
3.1安装Hyper-V的操作系统选择
在现有的Windows server2008发行版本中，企业版、数据中心版和标准版这三个版本都能支持虚拟化技术，都可以完整的配置Hyper-V角色。从费用和用途角度考虑，我们选用了费用最低的Windows Server 2008标准版。选择此版本的另一个原因是要考虑与其配合的服务器配置，只有充分配合，才能总体降低费用，物尽其用。
3.2软件运行硬件平台的选择
运行计量业务软件环境安装Hyper-V的硬件条件之一是需要特定的处理器，即包含有Intel VT或AMD V这两大类功能的CPU。在计量应用软件的硬件平台上我们选用了惠普公司的380G5系列服务器，处理器采用双路英特尔四核至强E5420处理器，四核共享8MB二级缓存，前端总线1333MHz。主板芯片组采用Intel 5000P，内存8GB ECC DDR-667全缓冲内存，数据带宽可达21GB/ s，提供了较大的数据吞吐量。
虚拟机在每个物理主机上能运行的数量取决的因素很多，举例来说主机的物理内存数量、物理处理器的数量、每个虚拟机的负载大小等都是重要影响因素。配置Hyper-V角色功能，就可以自定义分配给每个虚拟机的内存大小和CPU、磁盘、网络资源带宽等用量。当今服务器的运算功能都很强大，每个公司要结合自己的业务特点和需求综合考虑服务器的投资，既要有一定的前瞻性，又不至于过度投资暂时用不上的功能和配置。
3.3按功能需求划分虚拟机
物理主机上利用Hyper-V建设完成后的虚拟机共有3个，一个运行主计量业务软件，只配置了基本运行环境和防火墙数据库等运行环境，到现在已经安全运行二年多，期间经历过突然断电、虚拟磁盘空间耗尽停机等意外事件，均恢复运行正常；另外2个虚拟机运行内部BBS和网站，网络办公平台。得益于服务器双千兆网卡带来的带宽，我们对内网和外网进行了隔离，从设计上分离不同业务和用户群，避免数据外泄和病毒入侵的可能。
3.4功能强大的iLO2功能
iLO2功能并不属于Hyper-V，它是Intergrated Light-Out的缩写，是惠普公司特有的远程服务器管理功能，目前最新的版本是iLO2。通过授权的iLO2可以实现硬件级别的服务器远程管理，通过它我们能够操作包括开关机、重启、服务器运行状态的监控、虚拟KVM等，通过回传的远程画面，犹如亲自在主机面前操作一样，同时又避免了机房的噪音和电磁污染对管理员的侵害。在惠普服务器集成的iLO2控制芯片，使管理员可以通过Web方式远程进行控制管理，配置过程和管理过程都非常轻松简便，同时也降低了企业TCO成本。即使遇到服务器硬件宕机的情况，我们也有机会让服务器重新运行起来而不必亲自到现场进行操作。
4结论
以上内容，我们只是通过计量业务软件的应用简要分析了微软的最新虚拟化产品实施的可行性和需要注意的问题。至于它的创建、部署、迁移、管理、监控、使用等诸多应用和实战方面的内容并未整理介绍。由于国内虚拟化还在起步之初，因此，究竟使用效果如何，客户的评判怎样。还需要在今后的推广和逐步应用中加以总结和分析。微软虚拟化降低了数据中心的成本，从而进一步帮助企业强化业务持续性。可以预见，虚拟化主机技术必将在很多领域大展宏图，为创建节约型社会出一份力量。
参考文献：
[1]刘钢,吴微.OfficeStation在计量管理办公系统中的应用研究[J].电脑知识与技术,2010,6(28): 8104-8111.
[2]刘钢,吴微.计量管理软件研发中的需求设计[J].电脑知识与技术,2011,7(29):7071-7073.
关键词：windows；服务器；虚拟机；计量管理；软件；平台；研究
中图分类号：TP316.7文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)09-2126-03
Windows Virtual Machine Technical Analysis and Study on Application
LIU Gang1, WU Wei2
(1.Changchun Institute of Metrology,Changchun 130012, China;2.Department of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China)
Abstract: Through the Windows Server 2008 Hyper-V functional analysis, design completed to meet the measurement management software virtual machine, in order to achieve the purpose of the actual business needs. The use of innovative models combined with modern computer software technology combination to complete the software application platform design. Hyper-V system applications to reduce the hardware investment, simplify workflow, saving maintenance costs of the program. According to the traditional idea of multiple physical servers requires now applications on a single host easily . Not only saves money and space of maintenance costs, but also provides a good idea to saving energy for our work.
Key words: windows; server; virtual machine; measurement management; software; platform; study
从Virtual PC单独软件进化到现在的集成在系统服务中的Hyper-V技术，微软花费了数年时间，现在微软正式推出的Windows Server 2008服务器操作系统中，运用的是Hyper-V虚拟化技术。通过对微软虚拟化产品的使用经验总结和参考官方技术资料，将最新的产品和技术做个分析整理。从技术架构、软件结构、具体功能、对比优势、安装条件、应用支持等几个方面对Windows Server 2008中的Hyper-V进行分析介绍，认识微软虚拟化的最新成果，推进虚拟化技术在实际中的应用。
1 Windows Server 2008 Hyper-V概述分析
1.1最新的技术核心—Hyper-V功能
Windows Server 2008 Hyper-V，是基于新一代的服务器虚拟化技术。它有别于VMware等公司的虚拟化系统管理程序，它是Windows Server 2008中包含的重要特性，Hyper-V技术的整合可以让用户轻松实现虚拟化功能。Hyper-V功能的使用让我们可以在一台物理主机上运行多个用户自定义的虚拟机，用户能够充分调用现有的服务器硬件资源。简单的说就是能在一台服务器上，同时高效的跑上多个操作系统，而彼此间几乎没有影响。举例说Windows XP、Windows 2003、和众多基于Linux体系的一些其它版本的操作系统，如Ubuntu等我们都实验过可以正常运行。
1.2 Hyper-V的架构
由于Hyper-V功能是一个系统管理程序，因此它不仅能够提供可靠的虚拟化平台，能为客户因使用虚拟架构而带来降低费用的好处，而且它的架构也不同一般的ESX虚拟机产品，Hyper-V属于瘦微核的管理程序架构，以现在的技术观点看来优点很多，这些优点可以帮助用户减少受到各种攻击的风险，包括来自体系内部和外部的。因此能够起到高效的服务器核心角色作用。合理运用Hyper-V系统中的管理工具，我们就能够管理物理机资源和分配虚拟机资源了，究竟有哪些我们最感兴趣的功能呢？我们通过下面的段落用用最直白简单的文字介绍给大家。
1.3 Hyper-V主要特性和核心功能分析介绍
Hyper-V功能是Windows Server 2008的一个核心功能，它合理的与管理工具相结合之后，就可以让客户能够充分管理物理机和 虚拟机的资源，能够创造丰富多样的配置文件。
1.3.1快速迁移特性
简单的说快速迁移特性就是能利用最小的停机时间，将正常运行的虚拟主机完整地从一个物理主机迁移到另一个物理主机上而不损失任何特性和付出任何额外的代价。
1.3.2高可用特性
高可用性是指可以提供不同主机之间的联通特性，可以保证以集群方式运行的虚拟主机安全的运行在同一个物理主机或主机群上。
1.3.3核心角色功能
Hyper-V功能作为一个操作系统核心的功能，无缝的内置于Windows 2008操作系统中中，是操作系统不可分割的一部分。体现在它已经完整的集成到服务器管理中，管理运行在Hyper-V中的虚拟机几乎不依靠任何外部工具。
1.3.4实时备份功能
使用实时备份功能这项技术，可以将正在运行的虚拟主机，用虚拟映射功能完成实时的数据备份。合理设计虚拟机的备份数据间隔和备份时机，避开应用高峰期。然后通过不同的主机克隆虚拟机。
1.3.5多CPU SMP支持
能够在虚拟机环境中支持多达4个多处理器(SMP)，在虚拟机中利用多线程优势运行用户自己的应用程序，能极大的提高虚拟机的数据运算和处理能力。
1.3.6虚拟硬盘技术
利用Hyper-V中的虚拟硬盘技术可创建多个虚拟硬盘，每个虚拟硬盘可以是基于IDE控制器或者SCSI控制器。提供对虚拟硬盘的压缩、监控和整理。有意思的增量硬盘工作方式大家有机会也可以试验下，工作效率非常高。
1.3.7增加了虚拟SCSI控制器的支持
在每台虚拟机上，每个Hyper-V虚拟机现在可以添加4个SCSI控制器供虚拟机中的各种设备调用，SCSI高带宽的优势使得CPU在系统繁忙的IO处理中解脱出来。
1.3.8虚拟机快照功能
微软虚拟化提供给运行的虚拟机拍快照的能力，通过建立关键点的快照可以轻松地返回到前一个状态，改进了整个备份和可恢复的解决方案。此功能在测试软件兼容性和重大改进时非常好用，可以一键恢复原始状态或者某个中间过程状态，而且可以建立多个不同的快照。
1.3.9增加了单个虚拟机的内存支持
每个独立运行的虚拟机中，理论上可以支持最大64GB的内存，极大的提高了虚拟机的性能，增加了系统的灵活性和可定制性。
1.3.10新的硬件共享体系结构
通过运行全新的虚拟服务，可以提供服务器和客户端体系结构，Windows Server 2008R2 with Hyper-V改进了对核心资源，如物理磁盘、网络通信、外部设备等的访问。
1.3.11创新的Hypervisor体系
通过新开发的微核心Hypervisor体系结构，Windows Server 2008 Hyper-V能够使用广泛的设备支持和安全性能。
1.3.12设计先进的网络负载平衡
Windows Server 2008 R2 with Hyper-V包括了虚拟交换功能。这就意味着虚拟机可以轻松地配置成与Windows网络均衡系统一起运行以便在不同的服务器上跨虚拟机平衡负载。
2 Windows Server 2008中Hyper-V功能的主要应用领域
2.1广泛的用于服务器整合
采用虚拟化技术的一个主要目标就是利用服务器合并功能。通过服务器整合来简化管理流程并降低管理成本和人员成本同时保持竞争优势。虚拟化技术是帮助将属个服务器合并到单一物理服务器上，同时保持各虚拟服务器的相对独立性。服务器整合的一个主要好处是降低总体拥有成本（TCO），服务器整合后不仅降低了对硬件的性能需求，而且减少了电能的消耗和人员管理成本。服务器整合后另一个好处就是优化基础架构，从固定资产使用率的角度和平衡工作量的方面进行优化。多个分散的物理服务器整合后的好处是改进整个使用环境的灵活性。举例说在同一环境中我们可以更加集中的使用现有的资源创造定制的虚拟机供我们分析测试和研究。
2.2有利于业务的连续性和发生事故后的工作环境恢复
业务的连续性是指尽量减少按照计划进行的停机和意外因素导致停机时间的能力。包括在日常系统维护上占用的时间，如系统日志清理维护和日常备份等，如果遇到突发的系统崩溃，利用微软虚拟化技术中强大的业务连续性功能，使得关键业务能够完整运行，对外无缝和可持续运行。故障恢复模块是业务连续性的一个重要组件。突发的自然灾害和恶意攻击、甚至简单配置问题都 可能破坏核心服务和重点应用程序，此时就需要系统管理员利用此功能快速解决问题并恢复备份的数据。因此快速可靠的事故和业务恢复能力可以帮助我们把损失减少到最小。
2.3用于软件测试和预先部署测试
软件测试和预先部署测试常常是企业最高兴利用虚拟化技术的业务功能之一。通过使用虚拟机，负责软件测试和预先部署的人员可以在安全的环境中创建和测试各种可能的情况，精确地模拟物理服务器和最终客户端的一切危险的操作行为，包括兼容性测试、病毒入侵测试和网络攻击等等。通过测试硬件的利用率可提前预测如何减少成本和改进运行流程。通过运行大量的不同类型客户机操作系统，可以检查软件的支持和兼容问题，微软虚拟化为客户的测试和部署环境提供了一个非常理想的测试空间，在此，用户有了一个可以完全不用顾忌任何风险的平台。
3计量业务软件平台中实施Hyper-V
3.1安装Hyper-V的操作系统选择
在现有的Windows server2008发行版本中，企业版、数据中心版和标准版这三个版本都能支持虚拟化技术，都可以完整的配置Hyper-V角色。从费用和用途角度考虑，我们选用了费用最低的Windows Server 2008标准版。选择此版本的另一个原因是要考虑与其配合的服务器配置，只有充分配合，才能总体降低费用，物尽其用。
3.2软件运行硬件平台的选择
运行计量业务软件环境安装Hyper-V的硬件条件之一是需要特定的处理器，即包含有Intel VT或AMD V这两大类功能的CPU。在计量应用软件的硬件平台上我们选用了惠普公司的380G5系列服务器，处理器采用双路英特尔四核至强E5420处理器，四核共享8MB二级缓存，前端总线1333MHz。主板芯片组采用Intel 5000P，内存8GB ECC DDR-667全缓冲内存，数据带宽可达21GB/ s，提供了较大的数据吞吐量。
虚拟机在每个物理主机上能运行的数量取决的因素很多，举例来说主机的物理内存数量、物理处理器的数量、每个虚拟机的负载大小等都是重要影响因素。配置Hyper-V角色功能，就可以自定义分配给每个虚拟机的内存大小和CPU、磁盘、网络资源带宽等用量。当今服务器的运算功能都很强大，每个公司要结合自己的业务特点和需求综合考虑服务器的投资，既要有一定的前瞻性，又不至于过度投资暂时用不上的功能和配置。
3.3按功能需求划分虚拟机
物理主机上利用Hyper-V建设完成后的虚拟机共有3个，一个运行主计量业务软件，只配置了基本运行环境和防火墙数据库等运行环境，到现在已经安全运行二年多，期间经历过突然断电、虚拟磁盘空间耗尽停机等意外事件，均恢复运行正常；另外2个虚拟机运行内部BBS和网站，网络办公平台。得益于服务器双千兆网卡带来的带宽，我们对内网和外网进行了隔离，从设计上分离不同业务和用户群，避免数据外泄和病毒入侵的可能。
3.4功能强大的iLO2功能
iLO2功能并不属于Hyper-V，它是Intergrated Light-Out的缩写，是惠普公司特有的远程服务器管理功能，目前最新的版本是iLO2。通过授权的iLO2可以实现硬件级别的服务器远程管理，通过它我们能够操作包括开关机、重启、服务器运行状态的监控、虚拟KVM等，通过回传的远程画面，犹如亲自在主机面前操作一样，同时又避免了机房的噪音和电磁污染对管理员的侵害。在惠普服务器集成的iLO2控制芯片，使管理员可以通过Web方式远程进行控制管理，配置过程和管理过程都非常轻松简便，同时也降低了企业TCO成本。即使遇到服务器硬件宕机的情况，我们也有机会让服务器重新运行起来而不必亲自到现场进行操作。
4结论
以上内容，我们只是通过计量业务软件的应用简要分析了微软的最新虚拟化产品实施的可行性和需要注意的问题。至于它的创建、部署、迁移、管理、监控、使用等诸多应用和实战方面的内容并未整理介绍。由于国内虚拟化还在起步之初，因此，究竟使用效果如何，客户的评判怎样。还需要在今后的推广和逐步应用中加以总结和分析。微软虚拟化降低了数据中心的成本，从而进一步帮助企业强化业务持续性。可以预见，虚拟化主机技术必将在很多领域大展宏图，为创建节约型社会出一份力量。
参考文献：
[1]刘钢,吴微.OfficeStation在计量管理办公系统中的应用研究[J].电脑知识与技术,2010,6(28): 8104-8111.
[2]刘钢,吴微.计量管理软件研发中的需求设计[J].电脑知识与技术,2011,7(29):7071-7073.