[转]HyperV 虛擬化技術(HyperV 2.0)

源地址：http://www.dotblogs.com.tw/daniel07793/archive/2012/04/09/71362.aspx

======================================================

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

http://www.msservermag.com.tw/technicwords/021128.aspx

微軟的MSDN中，有提供Hyper-V WMI Provider的文件可以參考

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc136992(VS.85).aspx

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

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc136956(v=vs.85).aspx

001
option explicit 

002
 
003
dim objWMIService

004
dim fileSystem

005
const wmiSuccessful = 0

006
 
007
Main()

008
 
009
'-----------------------------------------------------------------

010
' Main routine

011
'-----------------------------------------------------------------

012
Sub 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
 
042
End Sub

043
 
044
'-----------------------------------------------------------------

045
' Retrieve Msvm_VirtualComputerSystem from base on its ElementName

046
' 

047
'-----------------------------------------------------------------

048
Function 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.Number <> 0) then

054
        WriteLog Format1("Err.Number: {0}", Err.Number)

055
        WriteLog Format1("Err.Description:{0}",Err.Description)

056
        WScript.Quit(1)

057
    end if

058
End Function

059
 
060
 
061
'-----------------------------------------------------------------

062
' Retrieve Msvm_Keyboard from given computer system

063
' 

064
'-----------------------------------------------------------------

065
Function 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.Number <> 0) then

071
        WriteLog Format1("Err.Number: {0}", Err.Number)

072
        WriteLog Format1("Err.Description:{0}",Err.Description)

073
        WScript.Quit(1)

074
    end if

075
End Function

076
 
077
'-----------------------------------------------------------------

078
' Press the key with the given key code on the given keyboard

079
'-----------------------------------------------------------------

080
Function 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
 
096
End Function

097
 
098
'-----------------------------------------------------------------

099
' Create the console log files.

100
'-----------------------------------------------------------------

101
Sub 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
 
108
End Sub

109
 
110
 
111
'------------------------------------------------------------------------------

112
' The string formatting functions to avoid string concatenation.

113
'------------------------------------------------------------------------------

114
Function Format2(myString, arg0, arg1)

115
    Format2 = Format1(myString, arg0)

116
    Format2 = Replace(Format2, "{1}", arg1)

117
End Function

118
 
119
'------------------------------------------------------------------------------

120
' The string formatting functions to avoid string concatenation.

121
'------------------------------------------------------------------------------

122
Function Format1(myString, arg0)

123
    Format1 = Replace(myString, "{0}", arg0)

124
End Function

接著我們會需要這張表去對應Virtial Key相對應的Uint32的值

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd375731(v=vs.85).aspx

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{[UInt32]("0x{0:x}" -f $args[0])+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