Виртуализация в Windows 8 — для чего она нужна? (Часть 1)

Введение

В последнее время в средствах массовой информации было много ажиотажа вокруг предстоящего выпуска Windows 8. Большая часть внимания, которое Windows 8 уделяла до этого момента, была сосредоточена вокруг нового интерфейса Metro и приложений в стиле Metro. Хотя это, конечно, понятно, Windows 8 может похвастаться рядом новых функций, не связанных с интерфейсом. Одной из таких функций является включение Hyper-V в новую настольную операционную систему. В таком случае я хотел воспользоваться возможностью, чтобы поговорить о том, как это меняет Windows и для чего будет полезен Hyper-V на рабочем столе.

Краткая история виртуализации на рабочем столе

Возможность запускать виртуальные машины в настольных операционных системах не является чем-то новым для Windows 8. Microsoft уже давно предлагает бесплатное дополнение под названием Virtual PC, позволяющее размещать виртуальные машины в настольных версиях Windows. Ранним версиям Virtual PC немного не хватало производительности, но они, по крайней мере, давали вам возможность запускать виртуальные машины в крайнем случае. Несколько лет назад, например, я работал над новой книгой, но также много путешествовал. Мне нужна была возможность запуска Windows Server на моем ноутбуке, чтобы я мог работать над книгой, находясь в пути, но другие мои операционные требования вынуждали меня использовать настольную версию Windows. Короче говоря, я использовал Virtual PC. Мой виртуализированный сервер работал медленно, но со своей задачей справился.

В Windows 7 Microsoft хорошо использовала Virtual PC. Они представили новую функцию под названием режим Windows XP. Режим Windows XP был, по сути, полностью лицензионной копией Windows XP, которая работала на виртуальной машине на базе Virtual PC. Что было действительно приятно в режиме Windows XP, так это то, что можно было устанавливать приложения на выделенный рабочий стол Windows XP и делать эти приложения доступными через пользовательский интерфейс Windows 7. Во многих случаях пользователи вообще не подозревали о существовании виртуальной машины Windows XP. Приложения, работавшие на виртуальной машине, изначально запускались на рабочем столе Windows 7.

Windows 8 и виртуализация

Microsoft полностью изменила свой подход к виртуализации в Windows 8. В частности, они отказались от Virtual PC в пользу включения Hyper-V в настольную операционную систему. Одним из побочных эффектов этого является то, что в Windows 8 не будет режима Windows XP.

Задолго до того, как было объявлено о каких-либо функциях Windows 8, я предсказал, что режим Windows XP в Windows 7 станет основой для Windows 8. Поскольку приложения, работающие в режиме Windows XP, стали прозрачно доступными на рабочем столе Windows 7, было логично, что будущие версии Windows будет действовать как пользовательский интерфейс и хост виртуализации. Я предсказывал, что основная операционная система будет очень легкой, но Microsoft предложит подключаемые модули для Windows XP, Windows Vista и Windows 7, которые позволят прозрачно запускать виртуальные экземпляры этих операционных систем.

К сожалению, решение Microsoft внедрить Hyper-V делает использование только что описанного подхода невозможным. Причина этого связана с природой гипервизора. Virtual PC использовал так называемый гипервизор типа 2. Гипервизор типа 2 работает поверх операционной системы хоста, и гипервизору запрещено напрямую взаимодействовать с оборудованием. Все аппаратные вызовы должны проходить через операционную систему хоста. Ранее я упоминал, что некоторые из ранних версий Virtual PC работали не очень хорошо. Эти проблемы с производительностью можно напрямую отнести к тому факту, что виртуализированная среда эмулировалась и что операционная система хоста действовала как шлюз между гипервизором и оборудованием.

Напротив, Hyper-V является гипервизором типа 1. Гипервизор типа 1 напрямую взаимодействует с аппаратным обеспечением системы на уровне «голого железа». Хотя некоторые реализации Hyper-V (например, включенные в Windows 8) действительно используют хост-операционную систему, сам гипервизор взаимодействует с оборудованием на чистом уровне.

Причина, по которой это различие важно, заключается в том, что оно напрямую влияет на способ использования приложений в виртуализированной среде. Поскольку Virtual PC был основан на гипервизоре типа 2, основная операционная система (в данном случае Windows 7) практически полностью контролировала виртуальную машину. Именно эта архитектура позволила приложениям, работающим в среде Virtual PC (в режиме Windows XP), выглядеть так, как если бы они работали изначально на рабочем столе Windows 7.

Решение Microsoft отказаться от Virtual PC в пользу Hyper-V полностью подрывает эту архитектуру. Когда используется гипервизор типа 1, каждая виртуальная машина работает в изолированной среде. Операционная система хоста не может осуществлять контроль над программным обеспечением, работающим внутри виртуальной машины.

Хотя поначалу переход на Hyper-V может показаться огромным шагом назад, на самом деле это не так. Hyper-V — гораздо более сложный и функциональный гипервизор, чем Virtual PC. Что действительно приятно, так это то, что версия Hyper-V, входящая в состав Windows 8, практически идентична версии, входящей в состав Windows Server 2012. С точки зрения администратора это означает, что на самом деле можно будет создавать и настраивать виртуальные машины. на рабочем столе, а затем экспортировать эти виртуальные машины напрямую на сервер Hyper-V без внесения каких-либо изменений.

На самом деле возможность запуска Hyper-V непосредственно на настольном ПК дает множество преимуществ. Я планирую подробно рассказать об этих преимуществах во второй части этой серии статей. Однако сейчас мне нужно поговорить о том, как различаются требования к оборудованию в Windows 8.

Требования к оборудованию

Поскольку в Windows 8 используется настоящий гипервизор типа 1, физический ПК должен поддерживать виртуализацию на аппаратном уровне. Кроме того, ПК должен будет поддерживать преобразование адресов второго уровня (SLAT). Это также означает, что для запуска Hyper-V требуется четырехбитное оборудование.

Самое интересное в этом требовании заключается в том, что на самом деле вам не нужно использовать 64-разрядную версию Windows 8. Пока базовое оборудование поддерживает 64-разрядную версию, вы можете использовать 32-разрядную версию Windows 8. в качестве основной операционной системы. Конечно, вы обычно увидите лучшую производительность, если используете 64-битную операционную систему.

Другие требования к оборудованию, о которых вам необходимо знать, заключаются в том, что вам потребуется не менее 4 ГБ памяти, если вы планируете использовать Hyper-V. Как и в любой виртуализированной среде, вы увидите более высокую производительность на более мощном оборудовании. Поэтому, если вы планируете широко использовать виртуальные машины, вам может понадобиться ПК с большим объемом памяти и большим количеством ядер ЦП.

Вывод

В этой статье я объяснил, как виртуализация изменилась в Windows 8. Во второй части я планирую завершить серию обсуждением преимуществ использования Hyper-V на настольных компьютерах.