Windows 7 hyper v generation 2

Одним из главных нововведений в гипервизоре Windows Server 2012 R2 – возможность создавать виртуальные машины второго поколения (Generation 2). Какова же цель разработки второго поколения виртуальных машин Hyper-V, в чем их преимущества и в каких случаях предпочтительно их использовать? В этой статье мы попробуем ответить на все эти вопросы.

В Hyper-V на Windows Server 2012 R2 теперь поддерживаются два поколения виртуальных машин: поколение 1 (Generation 1) и поколение 2 (Generation 2). Виртуальные машины первого поколения (Generation 1) являлись единственным типом виртуальных машин, доступных в предыдущих версиях Hyper-V. В Hyper-V на базе Windows Server 2012 R2 при создании новой виртуальной машины теперь можно указать к какому поколению будет относиться создаваемая виртуальная машина.

Исторические предпосылки разработки второго поколения виртуальных машин

Новое поколение виртуальных машин отличается от предыдущего одним главным принципом – оно разработано специально для оптимизации работы ОС исключительно (и только) в виртуальном окружении Hyper-V. Поколение виртуальной машины определяет набор виртуального «железа» и функционал виртуальной машины. И если предыдущее поколение содержало в себе эволюционные анахронизмы, вытекающие из изначально «физической» архитектуры компьютеров, то виртуальные машины Gen 2 избавлены от этой необходимости, что дает ряд преимуществ.

Главная задача при создании любой виртуальной машины – создание надежной программной эмуляции физического оборудования, которое изначально проектировалось и разрабатывалось без учета возможностей виртуализации. Со временем в архитектуру ОС и аппаратного обеспечения компьютеров вносилось все больше и больше изменений. В результате разработчикам виртуальных платформ для того, чтобы запустить ОС в среде виртуализации, приходилось прибегать к эмуляции различного (в том числе морально устаревшего) оборудования: это BIOS, стандартные порты ввода-вывода (COM, LPT, PS/2), IDE-контроллеры, контроллеры флоппи дисков, контроллеры прерываний, мосты PCI-to-ISA и многое другое.

Эмуляция различного оборудования приводит к увеличению накладных расходов процессорного времени, необходимости поддержки довольного сложного кода и, как следствие этого факта, повышенной поверхности для атак злоумышленников.

Современные ОС, которые проектируются с учетом возможностей работы в виртуальной среде, и уже на этапе загрузки могут понять, что работают внутри ВМ, и не ожидать появления контроллера прерываний или чипсета определенного типа, а напрямую общаться с гипервизором через шину VMBus. Основываясь на этих концепциях, Microsoft решила рискнуть и отказаться от необходимости эмуляции унаследованных устройств и создать для эмуляции оборудования новую платформу с минимальным набором компонентов.

Вот каким образом могут выглядеть списки эмулируемых устройств в Device Manager на ВМ Hyper-V:

1 поколения виртуальных машин Hyper-V:

2 поколения виртуальных машин Hyper-V:

Возможности виртуальных машин Hyper-V второго поколения

Какие же базовые изменения внесены в виртуальные машины Hyper-V Generation 2:

Совет. За данный функционал отвечает опция Enhanced Session Mode в настройках виртуальной машины Hyper-V.

За счет отказа от эмуляции устаревших типов оборудования существенно увеличилась скорость загрузки виртуальной машины и уменьшилось время на установку гостевой ОС. В различных тестах разница в скорости загрузки и развертывания ВМ 1 и 2 поколения достигает 20% и 50% соответственно, что особенно интересно в различных VDI сценариях.

Примечание. В процесс работы ВМ повышение скорости работы виртуальной машины малозаметно, т.к. интеграционные компоненты Hyper-V позволяют виртуальной машины работать на максимально эффективном уровне.

Требования и ограничения виртуальных машин 2 поколения

В качестве гостевых ОС в виртуальных машинах Hyper-V второго поколения поддерживаются:

• Windows Server 2012
• Windows Server 2012 R2
• Windows 8 x64
• Windows 8.1 x64

Судя по всему данное ограничение связано с тем, что именно эти версии ОС поддерживают спецификацию UEFI 2.3.1 с Secure Boot.

Важно. После создания виртуальной машины сменить поколение напрямую невозможно, что не удивительно, т.к. в одном случае используется BIOS, а в другом – UEFI (однако существуют косвенные методы миграции с помощью сторонних утилит или конвертацию V2V).

2-ое поколение виртуальных машин Hyper-V в Windows Server 2012 R2 обеспечивает прирост производительности виртуальных машин, особенно на этапах установки и загрузки, обладает повышенной безопасностью, работает на UEFI и освобождено от необходимости поддержки эмуляции устаревшего оборудования.

With the new features of Hyper-V in Server 2012 R2 one of those is the Generation 2 VM. There is a lot to be said on this topic but here is a caveat when using Gen2 VM’s for systems older then Windows 8 or Server 2012.

Let’s start with a spoiler:

It doesn’t work for Windows 7 SP1!

If you create a VM the first question will be: a Generation 1 or Generation 2 VM

As you can see it cannot be changed…well it can 😉 (see http://blogs.technet.com/b/jhoward/archive/2013/11/06/hyper-v-generation-2-virtual-machines-part-8.aspx and http://blogs.technet.com/b/jhoward/archive/2013/11/14/hyper-v-generation-2-virtual-machines-part-10.aspx)

So you create a Gen2 VM and want to install Windows 7. Well oké, the installation is going fine. UEFI gets recognized. Everything is good. Then comes the restart…

Hmm not so good. But this is to be expected. Windows 7 does not support Secure Boot! This will be turned off:

Now we try again and see this:

And here is stays, forever.

In the Hyper-V management console we see a lot of CPU Usage so it is doing something 😉

So WHY is this? Windows 7 DOES support UEFI boot. After a search I found this:

Q: Why doesn’t Microsoft support 64-bit Windows 7 or Windows Server 2008 R2 as a guest operating system in generation 2 virtual machines?

A: Certainly it is true that Windows 7 support UEFI, the first requirement for generation 2 virtual machines. However, Windows 7 has a hardware dependency on a Programmable Interrupt Controller (PIC) which is not present in generation 2 virtual machines. Even if Secure Boot is disabled, an attempt to install Windows 7 will result in an apparent hang at “Starting Windows” shortly after boot, consuming high CPU utilization. A similar effect to this will be seen if attempting a network install from a WDS server which has a Windows 7 era boot PE image – network boot will appear to hang as well. For that reason (along with the keyboard issue in Windows 8 PE) I strongly recommend any WDS server are upgraded to the Windows 8.1 PE boot image.

That is pretty clear, NO Windows 7 Generation 2 VM in Hyper-V!

P.S. DO try this with Windows 8.1 – it is incredibly FAST J

У Hyper-V, гипервизора от Microsoft, есть одна уникальная особенность – разграничение виртуальных машин по поколениям – 1 и 2. Последнее – это современные машины с улучшенной производительностью, лучшей безопасностью, с лучшими возможностями подключения, на базе эмуляции BIOS UEFI. Если вы хотите работать в среде Hyper-V с гостевыми ОС Windows 8.1, 10, Linux Ubuntu, вы сможете использовать возможности машин поколения 2.

И, работая с этими машинами, не лишним будет знать о некоторых их особенностях. Давайте рассмотрим эти особенности.

Какая разница между поколениями машин

Впервые машины поколения 2 появились в реализации Hyper-V в составе Windows Server 2012 R2. Эту особенность унаследовали все серверные версии-последовательницы. И в реализации с такой особенностью Hyper-V был поставлен в отдельные выпуски клиентской Win8.1, а потом перекочевал и в отдельные выпуски Win10. Существовавший до этого стандарт машин был назван поколением 1, стандарт новый же стал называться, соответственно, поколением 2. Главное отличие машин нового стандарта – они работают на базе эмуляции базовой прошивки BIOS UEFI и полностью подчиняются её правилам. Это значит, что на такие машины можно установить только UEFI-совместимые системы, соответственно, 64-разрядные Windows 8.1, 10, Ubuntu, серверные их аналоги. Эти системы могут быть установлены на виртуальные диски со стилем разметки GPT, и мы сможем использовать все вытекающие отсюда преимущества. Для машин поколения 2 реализована эмуляция протокола безопасной загрузки, как и в настоящей среде UEFI.

Из преимуществ машин поколения 2 над поколением 1:

— Подключением загрузочных виртуальных дисков через современный контролер SCSI (вместо устаревшего IDE);
— Лучшая интеграция гостевой ОС и хоста;
— Лучшая безопасность;
— Расширенный сеанс подключения с использованием возможностей RDP-технологии, предусматривающий выбор любого разрешения экрана, поддержку нескольких дисплеев, работу звуковых устройств в среде гостевой ОС, двусторонний обмен данными, подключение с хоста принтеров, устройств информации и прочей периферии.

Поколение выбирается на одном из первичных этапов в процессе создания машины.

И не может быть изменено впоследствии. Единственный способ смены поколения – конвертирование стиля разметки диска машины, создание его бэкап-образа и развёртывание на новой машине нужного поколения. Windows 7, несмотря на то, что во многих случаях на физических компьютерах может быть установлена при отключённой безопасной загрузке, но активном режиме BIOS UEFI, на машину поколения 2 Hyper-V установлена не может быть ни при каких условиях.

Многие особенности машин поколения 2 Hyper-V вытекают из эмуляции UEFI.

Оперативная память для машин поколения 2

При создании машин нового стандарта гипервизор по умолчанию нам предлагает 1024 Мб выделяемой при запуске машины оперативной памяти. Это мало для UEFI-совместимых гостевых Windows, ведь это только 64-битные системы. 2048 Мб – это минимум, который должен быть указан для нормальной производительности.

Запуск с загрузочных носителей

Принцип приоритета загрузки у машин поколения 2 такой же, как и у поколения 1 – мы вверх-вниз двигаем устройства загрузки в параметрах машины и сохраняем изменения. Разница заключается в том, что приоритетным устройством у поколения 2 мы можем выставить как виртуальный диск машины, так и файл с конфигурацией UEFI-загрузки.

Вытекающие из эмуляции UEFI особенности поколения 2 касаются запуска машины с загрузочных образов.

Загрузиться с WinPE и прочих LiveDisk’ов мы сможем лишь при условии их адаптации под ПО EFI. И если мы работаем с машиной принципиально с включённым протоколом безопасной загрузки, то такие LiveDisk’и должны быть сертифицированы, дабы протокол их допустил к запуску.

Безопасная загрузка

Реализация протокола безопасной загрузки (возможно, более известен он в англоязычном наименовании как Secure Boot) для машин поколения 2 – это возможность работы в виртуальной среде в приближённых к реальным условиям UEFI-компьютеров. Этот протокол обеспечивает запуск на компьютерах только сертифицированного программного обеспечения во избежание заражения вредоносным кодом. Но не всё самозагружаемое программное обеспечение, не несущее нам никакой угрозы, сертифицировано, и в отдельных случаях этот протокол становится препятствием для работы с нужными нам LiveDisk’ами. По умолчанию этот протокол активен на машинах поколения 2. Но, как и на реальных UEFI-компьютерах, его можно отключить. Делается это в параметрах машины, нужно просто снять галочку его активности и сохранить изменения.

Улучшенная безопасность

В разделе безопасности параметров машины поколения 2 нам, кроме безопасной загрузки, также доступны прочие возможности по части безопасности – шифрование и дополнительные параметры защиты, отключающие внутри гостевой ОС отдельные функции управления и некоторые интеграционные компоненты. Если вы работаете на виртуальной машине с ценными данными и опасаетесь их уничтожения вследствие вирусных атак или кражи вследствие хакерских атак, можете использовать эти возможности безопасности. Для машин же поколения 1 из числа функций безопасности нам доступно только шифрование, но и то, только на данный момент. Microsoft честно предупреждает нас, что она собирается убрать из Hyper-V эту возможность для поколения 1.

Привет, друзья. Мы продолжаем цикл статей о Hyper-V — гипервизоре от Microsoft, штатно поставляемого в серверных, а также в отдельных версиях и выпусках клиентских систем Windows. В предыдущей статье цикла «Как создать виртуальную машину Hyper-V» мы с вами рассмотрели азы работы с Hyper-V. Мы рассмотрели, что нужно для запуска Hyper-V в среде Windows, как активировать гипервизор, как создать виртуальную машину и установить на неё гостевую операционную систему. В этой статье предлагаю рассмотреть, как оптимизировать работу виртуальных машин Hyper-V. Этот гипервизор и так заточен под оптимальное использование ресурсов физического компьютера: он динамически использует ресурсы оперативной памяти и процессора, у него по умолчанию активны улучшающие производительность службы интеграции, он предусматривает работу машин в фоне без подключения к их интерфейсу, и лишь при необходимости доступа к гостевым ОС мы можем подключаться к ним и производить в них те или иные действия. Тем не менее есть некоторые нюансы, которые могут улучшить производительность машин Hyper-V, это и общие нюансы, касающееся функционирования в принципе всех гипервизоров, и нюансы, применимые только к Hyper-V. Давайте начнём.

Оптимизация работы виртуальных машин Hyper-V

Отключение автоматического создания контрольных точек

Hyper-V обеспечивает возможность отката гостевых ОС к их раннему состоянию методом создания контрольных точек – снимков состояния системы (снапшотов). Контрольные точки могут создаваться как вручную, так и автоматически. Когда виртуальная машина настроена на автоматическое создание контрольных точек, они будут создаваться регулярно, тормозя работу машины и блокируя отдельные операции с ней, например, операции по редактированию виртуального жёсткого диска. Автоматичное создание контрольных точек в параметрах машины можно отключить и создавать эти точки вручную по мере необходимости.

Работа с машинами поколения 2

Друзья, у Hyper-V есть деление виртуальных машин на поколения – 1 и 2. Поколение 1 работает на базе эмуляции обычной BIOS и поддерживает загрузку с виртуальных дисков с контроллерами IDE. Поколение 2 работает на базе эмуляции BIOS UEFI, поддерживает только более быстрые контролеры виртуальных дисков SCSI, и у поколения 2 улучшенная интеграция хост- и гостевых систем, а, соответственно, лучше общая производительность. У поколения 2 есть возможность подключения к виртуальной машине в расширенном сеансе, при котором нам доступны возможности удалённого доступа по протоколу RDP. Тогда как базовый сеанс подключения, единственный доступный для виртуальных машин поколения 1 сильно ограничен в возможностях. Ну и, естественно, поколение 2 виртуальных машин будет работать только с теми гостевыми операционными системами, которые совместимы с BIOS UEFI, из числа клиентских Windows – это 64-битные Windows 8.1 и 10. Windows 7 же хоть и можно в большей части случаев установить на реальный компьютер в условиях активности UEFI, отключив протокол безопасной загрузки, но на машине поколения 2 Hyper-V «Семёрка» работать не будет. Так что, если стоит вопрос в выборе гостевой операционной системы, предпочтение стоит отдать работающей с UEFI. И, соответственно, при создании машины выбирать её поколение 2.

Ну а если вам, друзья, надо установить на виртуальную машину Hyper-V Windows 7, от предопределённости выбора машины поколения 1 вам никуда не деться. Но вы можете сделать удобной работу с ней, настроив подключение с помощью штатной функции Windows для удалённого доступа по протоколу RDP. Какие условия при этом должны быть соблюдены, как настроить такое подключение – всё это изложено в упомянутой статье «Как создать виртуальную машину Hyper-V» в предпоследнем её пункте «Окно подключения к виртуальной машине Hyper-V».

Отдельный жёсткий диск для виртуальных машин

Общее правило для всех гипервизоров — хранить файлы виртуальной машины на отдельном диске, отдельном от того, на котором установлена Windows и сам гипервизор. Это правило касается и Hyper-V. Работа и хост-, и гостевой системы будет провоцировать множество обращений к диску, а в условиях работы с дисками типа HDD это могут быть жуткие тормоза.

Дефрагментация файла виртуального диска и его преобразование в фиксированный тип

Файлы виртуальных машин, если они сберегаются на дисках типа HDD, необходимо время от времени дефрагментировать. Это можно делать специальным сторонним софтом, проводящим углублённую дефрагментацию дисков. Но у Hyper-V есть своя функция дефрагментации виртуальных дисков, и предназначена она для уменьшения объёма разросшегося по мере использования файла диска динамического типа. В параметрах машины выбираем жёсткий диск, запускаем для него операцию «Правка».

Жмём «Далее».

Выбираем «Дефрагментировать».

Здесь, друзья, на выбор нам также будет предлагаться операция «Преобразовать», это конвертирование виртуального диска, в частности, из динамического типа в фиксированный и наоборот. При создании виртуальных машин Hyper-V по умолчанию определяет для дисков динамический тип. Этот тип примечателен быстротой создания, файлы виртуальных дисков этого типа не занимают фактически на реальном диске весь заданный им номинальный объём, но динамический тип менее производительный, чем фиксированный. Плюс к этому, по итогу операций с данными фактический объём динамического диска может невероятно увеличиться, в разы превысив его номинальный объём. В общем, для машин Hyper-V лучше отдельно средствами самого гипервизора или управления дисками Windows создавать фиксированные виртуальные диски. Ну а если динамический диск уже работает с машиной, его можно преобразовать в фиксированный.

Оптимизация гостевых операционных систем

Ну и последний совет, друзья – оптимизация установленной на виртуальную машину гостевой операционной системы. Если мы говорим о гостевой Windows, на таковой можно смело отключать системные обновления и штатный антивирус Защитник Windows. Отключить системные обновления в гостевой Windows 7 и 8.1 вы можете с использованием функционала самих систем в Центре обновления. В Windows 10 для полного отключения обновлений вы можете использовать различные сторонние утилиты типа Wu10Man или Win Updates Disabler. Для отключения Защитника во всех версиях гостевых Windows можно прибегнуть к помощи утилиты Defender Control. Ну и также, друзья, вы можете использовать одно из эффективных средств оптимизации работы Windows – отключение эффектов её интерфейса.

Что же касается хост-системы Windows, для неё можно подобрать оптимальный сторонний антивирус с минимальной нагрузкой на ресурсы компьютера. Но можно и поступить иначе – добавить в исключения любого используемого антивируса файлы виртуальных машин Hyper-V и рабочие процессы самого гипервизора — vmms.exe и vmwp.exe.