Hyper-V のアーキテクチャ (Project Server 2007)

トピックの最終更新日: 2009-03-25

Hyper-V は、64 ビット版の Windows Server 2008 オペレーティング システムで使用できるハイパーバイザ ベースの仮想化テクノロジです。ハイパーバイザは、プロセッサ固有の仮想化プラットフォームで、個別の複数のオペレーティング システムで 1 台のハードウェア プラットフォームを共有できるようにします。

Hyper-V はパーティションの分離をサポートします。分離された論理ユニットであるパーティションはハイパーバイザによってサポートされ、このパーティションでオペレーティング システムが実行されます。Microsoft ハイパーバイザでは、少なくとも 1 つの親パーティション (ルート パーティション) が存在し、64 ビット版の Windows Server 2008 オペレーティング システムが実行されている必要があります。親パーティションで実行される仮想化スタックは、ハードウェア デバイスに直接アクセスします。ルート パーティションでは、ゲスト オペレーティング システムをホストする子パーティションが作成されます。ルート パーティションで子パーティションが作成されるとき、ハイパーコール アプリケーション プログラミング インターフェイス (API) が使用されます。

パーティションは、物理プロセッサにアクセスすることができず、プロセッサへの割り込みを処理することもできません。代わりに、パーティションにはプロセッサの仮想的なビューがあります。また、パーティションは各ゲスト パーティション専用の仮想メモリ アドレス領域で実行されます。ハイパーバイザは、プロセッサへの割り込みを処理し、これらの割り込みを各パーティションへリダイレクトします。Hyper-V では、ハードウェア アクセラレータを利用することにより、さまざまなゲスト仮想アドレス空間どうしのアドレス変換を高速化できます。このとき、IOMMU (Input/Output Memory Management Unit) が使用されます。IOMMU は、CPU によって使用されるメモリ管理ハードウェアとは独立して動作します。IOMMU を使用すると、子パーティションで利用されるアドレスに物理メモリ アドレスを再マッピングできます。

子パーティションも、他のハードウェア リソースに直接アクセスすることはできません。子パーティションは、リソースの仮想ビューに仮想デバイス (VDev) として表示されます。仮想デバイスへの要求は、VMBus またはハイパーバイザを経由して親パーティション内のデバイスにリダイレクトされ、そこで要求が処理されます。VMBus は論理内部パーティション通信チャネルです。親パーティションは仮想サービス プロバイダ (VSP) をホストします。VSP は、VMBus を経由して通信し、子パーティションからのデバイス アクセス要求を処理します。子パーティションは、仮想サービス コンシューマ (VSC) をホストします。VSC は、デバイス要求を VMBus 経由で親パーティション内の VSP に リダイレクトします。このプロセス全体は、ゲスト オペレーティング システムに対して透過的です。

仮想デバイスでは、"Enlightened I/O" と呼ばれる Windows Server 仮想化機能を、記憶域、ネットワーク、グラフィック、入力サブシステム用に使用することもできます。Enlightened I/O は、直接 VMBus を利用する SCSI などの高レベルの通信プロトコルに特化した仮想化対応実装です。このようなプロトコルは、どのようなデバイス エミュレーション層でもバイパスします。これにより通信は効率化されますが、ハイパーバイザと VMBus に対応する Enlightened I/O 用のゲスト オペレーティング システムが必要となります。Hyper-V Enlightened I/O とハイパーバイザ対応のカーネルは、Hyper-V 統合サービスをインストールすると提供されます。仮想サーバー クライアント (VSC) ドライバを含む統合コンポーネントは、他のクライアント オペレーティング システムでも利用できます。Hyper-V には、ハードウェア支援による仮想化が可能なプロセッサ (Intel VT または AMD Virtualization (AMD-V) テクノロジなどによって提供される) が必要です。