[转]Hyper-V 虛擬化技術(Hyper-V 2.0)
本帖最后由 wuyvzhang 于 2016-8-2 17:26 编辑 <br /><br /> ======================================================在談這東西之前，就一定要先聊聊，Hypervisor這東西
不論是VMWare vSphere，或是Hyper-V，都一定會有這東西
這是Guest OS存取Hardware必定經過的一層，另一個名稱叫做Virtual Machine Monitor
首先，先來看看有啟用Hyper-V跟沒有啟用Hyper-V的開機差異
(左圖是未啟用Hyper-V、右圖是啟用Hyper-V)
當Hypervisor被啟用之後，將會使用%Systemroot%\System32\Drivers底下的hvboot.sys先載入Hypervisor
接著在透過實際的CPU來決定使用哪一種VT技術，%Systemroot%\System32底下的hvax64.exe或者hvix64.exe
hvax64.exe是AMD-V，hvix.64.exe是Intel-VT
啟用了Hyper-V之後，將會使用Hypervisor去存取Hardware的CPU與Memory
接著，才會取啟動Host Server(在Hyper-V中稱為Parent Partition)，又稱為父分割區
在啟用Hyper-V之後，Host將會處於下圖VM1中的位置，後續所建立的Guest OS，將會在VM2與VM3的位置
又稱為Child Partition，子分割區
從上圖可以看到，Child Partition都會需要安裝Driver才能存取像是Ethemet、Hard Drive、Time Sync…等等的一些裝置
然而會有很多VMWare ESX的使用者會說，在VMWare ESX裡的Guest OS就不需要安裝就能夠使用了
這是因為這兩者的Hypervisor的結構本身並不相同，VMWare ESX使用的是感知型的Hypervisor Drivers
所以會需要硬體支援(硬體廠商配合VMWare開發)，但是Hyper-V則是Host有支援即可(有驅動就可以)
(下圖為VMWare ESX的Hypervisor)
雖然VMWare可以在未安裝VM Tools的情況下運作，但是還是安裝後才能得到更多進階的功能
因為此篇主要是講解Hyper-V，在此就不對VMWare的部份有過多的說明囉~
下面這張圖，將說明啟用前跟啟用後的差異
下圖，則是Parent跟Child之間的關係，在VMBus可溝通的情況下，將會使用Hypercall對Hypervisor進行I/O
Virtual Machine Worker Process(VMWP)就相當於是Guest OS的主機板
VMWP會使用VMBUS、VID去使用Hypervisor API去對Hypervisor存取，取得Guest OS該使用的資源
Virtualization infrastructure Driver其實就是%Systemroot%\System32\Drivers底下的winhv.sys
當Guest OS在存取VHD時，則會透過VSC，經過VMBUS連接父分割區的VMBUS，由父分割區的VSP進行DISK I/O
這是比較詳細的I/O運作邏輯
這是Driver透過VMBUS的對應
在此引用這個網站的圖片，來做一個簡單的圖解
微軟的MSDN中，有提供Hyper-V WMI Provider的文件可以參考
在啟用Hyper-V後，會新增root\virtualization這個命名空間，我們可以透過PowerShell去查詢該命名空間底下所有的Object
指令是Get-Wmiobject –Namespace “root\virtualization” –Computer Hostname –list
下圖這個範例，示範了如何透過WMI去查詢Guest OS的狀態
Get-WmiObject -Class Msvm_ComputerSystem -Namespace "root\virtualization" -ComputerName Hostname
其中的EnabledState就是回傳的狀態值，2代表正常
這邊看似沒甚麼了不起，GUI介面就可以得知的東西
呃…確實是如此，因為GUI介面就已經幫你寫好查詢的方法跟回傳，這裡只是大概講解Hyper-V Manager
是如何去取得Guest OS的狀態之類
但是如果是GUI介面所沒有的呢:P
或者你要用Job的方式從Host去控制Guest OS，而不是透過Guest OS的Job去控制呢?
這裡的命令，其實都是透過WMI去控制的
接著來示範一個很奇特的範例，來驗證第一張圖，WMI的架構
我們先透過一個VBScript去使用Windows Script Host去呼叫CIMOM
然後，對Guest OS做鍵盤輸入的動作，首先先將下列VBScript存成PressKey.vbs
如對此VBScript不放心，您可以直接至Microsoft MSDN中複製
view source
print?
001option explicit
002
003dim objWMIService
004dim fileSystem
005const wmiSuccessful = 0
006
007Main()
008
009'-----------------------------------------------------------------
010' Main routine
011'-----------------------------------------------------------------
012Sub Main()
013
014 dim computer, objArgs, vmName, computerSystem, keycode, keyboard
015
016 set fileSystem = Wscript.CreateObject("Scripting.FileSystemObject")
017
018 computer = "."
019 set objWMIService = GetObject("winmgmts:\\" & computer & "\root\virtualization")
020
021 set objArgs = WScript.Arguments
022 if WScript.Arguments.Count = 2 then
023 vmName= objArgs.Unnamed.Item(0)
024 keycode = objArgs.Unnamed.Item(1)
025 else
026 WScript.Echo "usage: cscript PressKey.vbs vmName keycode"
027 WScript.Quit
028 end if
029
030 set computerSystem = GetComputerSystem(vmName)
031 set keyboard = GetComputerKeyboard(computerSystem)
032
033 if PressKey(keyboard, keycode) then
034
035 WriteLog "Done"
036 WScript.Quit(0)
037 else
038 WriteLog "PressKey failed"
039 WScript.Quit(1)
040 end if
041
042End Sub
043
044'-----------------------------------------------------------------
045' Retrieve Msvm_VirtualComputerSystem from base on its ElementName
046'
047'-----------------------------------------------------------------
048Function GetComputerSystem(vmElementName)
049 dim query
050 On Error Resume Next
051 query = Format1("select * from Msvm_ComputerSystem where ElementName = '{0}'", vmElementName)
052 set GetComputerSystem = objWMIService.ExecQuery(query).ItemIndex(0)
053 if (Err.Number0) then
054 WriteLog Format1("Err.Number: {0}", Err.Number)
055 WriteLog Format1("Err.Description:{0}",Err.Description)
056 WScript.Quit(1)
057 end if
058End Function
059
060
061'-----------------------------------------------------------------
062' Retrieve Msvm_Keyboard from given computer system
063'
064'-----------------------------------------------------------------
065Function GetComputerKeyboard(computerSystem)
066 dim query
067 On Error Resume Next
068 query = Format1("ASSOCIATORS OF {{0}} WHERE resultClass = Msvm_Keyboard", computerSystem.Path_.Path)
069 set GetComputerKeyboard = objWMIService.ExecQuery(query).ItemIndex(0)
070 if (Err.Number0) then
071 WriteLog Format1("Err.Number: {0}", Err.Number)
072 WriteLog Format1("Err.Description:{0}",Err.Description)
073 WScript.Quit(1)
074 end if
075End Function
076
077'-----------------------------------------------------------------
078' Press the key with the given key code on the given keyboard
079'-----------------------------------------------------------------
080Function PressKey(keyboard, keyCode)
081 WriteLog Format2("PressKey({0}, {1})", keyboard.ElementName, keyCode)
082
083 dim objInParam, objOutParams
084
085 PressKey = false
086 set objInParam = keyboard.Methods_("PressKey").InParameters.SpawnInstance_()
087 objInParam.keyCode = keyCode
088
089 set objOutParams = keyboard.ExecMethod_("PressKey", objInParam)
090
091 if objOutParams.ReturnValue = wmiSuccessful then
092 WriteLog Format2("The key with code '{0}' is typed on {1}.", keyCode, keyboard.ElementName)
093 PressKey = true
094 end if
095
096End Function
097
098'-----------------------------------------------------------------
099' Create the console log files.
100'-----------------------------------------------------------------
101Sub WriteLog(line)
102 dim fileStream
103 set fileStream = fileSystem.OpenTextFile(".\PressKey.log", 8, true)
104 WScript.Echo line
105 fileStream.WriteLine line
106 fileStream.Close
107
108End Sub
109
110
111'------------------------------------------------------------------------------
112' The string formatting functions to avoid string concatenation.
113'------------------------------------------------------------------------------
114Function Format2(myString, arg0, arg1)
115 Format2 = Format1(myString, arg0)
116 Format2 = Replace(Format2, "{1}", arg1)
117End Function
118
119'------------------------------------------------------------------------------
120' The string formatting functions to avoid string concatenation.
121'------------------------------------------------------------------------------
122Function Format1(myString, arg0)
123 Format1 = Replace(myString, "{0}", arg0)
124End Function
接著我們會需要這張表去對應Virtial Key相對應的Uint32的值
這張表的值是16進位，將其換算成十進位後，加上256，會可以輸入該值到Guest OS中
像範例中，我會Daniel-AD這部Guest OS輸入鍵盤324，d這個字母在表列中為0x44
也就是256+68=324，接著他就會在Guest OS中輸入d這個字母
你也可以透過Powershell去轉換這個數值
PowerShell的語法function To-UInt32{("0x{0:x}" -f $args)+256}
這可以新增一個To UInt32的轉換方法
接著可以透過To-UInt32 0x44去取得相對應的值
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