Nested Virtualization in Windows Server 2016

Virtualisierung von Hyper-V mit Hyper-V

| Autor / Redakteur: Thomas Joos / Ulrike Ostler

Nested Vitialization: Hyper-V im Nest von Hyper-V und mit der Möglichkeit per vSphere zu testen
Nested Vitialization: Hyper-V im Nest von Hyper-V und mit der Möglichkeit per vSphere zu testen (Bild: © BirgitMundtOsterw. - Fotolia)

Mit „Windows Server 2016“ integriert Microsoft viele Verbesserungen bezüglich der Virtualisierung mit „Hyper-V“. Unter anderem bietet die neue Version eingebettete (nested) Virtualization. Dabei lassen sich innerhalb von Hyper-V weitere Server mit Hyper-V installieren. Das ist vor allem für Testumgebungen, aber auch für die neuen Hyper-V-Container ideal.

Die Container-Technik „Docker“ wird in Windows Server 2016 in das Betriebssystem integriert. Dazu gibt es eine spezielle Container-Variante, speziell für Hyper-V (Link auf meinen Hyper-V-Container-Artikel?). Bei diesem Vorgang werden die Container über Hyper-V virtualisiert. Dazu ist es notwendig, dass Hyper-V selbst virtualisierbar ist, also innerhalb einer VM ebenfalls auf Hyper-V-Technologien zugegriffen werden kann.

Mit VMware vSphere 6 ist das bereits möglich, mit Windows Server 2016 führt Microsoft dieser Technologie ebenfalls ein. Hyper-V blockiert bis „Windows Server 2012 R2“ den Zugriff auf Virtualisierungsfunktionen des Prozessors. Ab Windows Server 2016 werden die Virtualisierungs-Erweiterungen der Prozessoren an die virtuellen Prozessoren der VMs weitergereicht, wenn diese Funktion aktiviert wird. Einfach ausgedrückt heißt das: Administratoren können, in einer VM mit Windows Server 2016, Hyper-V installieren und betreiben.

Administratoren, die auf VMware vSphere 6 setzen, können auf Basis der Anleitungen in diesem Artikel in vSphere eine VM für Windows Server 2016 erstellen. Auf Basis dieser VM lässt sich in der VM Hyper-V aktivieren. Innerhalb der VM lässt sich jetzt mit Hyper-V eine weitere VM mit Windows Server 2016 installieren, und auch hier wieder Hyper-V aktivieren. Dadurch haben Administratoren die Möglichkeit, auch in VMware vSphere die Virtualisierungs-Funktionen von Windows Server 2016 ausgiebig zu testen.

Eingebettete Virtualisierung mit Hyper-V

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt lässt sich diese Technik nur dann nutzen, wenn Windows Server 2016 als Hyper-V Host verwendet wird sowie Windows Server 2016 als VM. Außerdem muss die aktuellste Technical Preview eingesetzt werden. Neben Windows Server 2016 TP4 lässt sich diese Technik auch mit Windows 10 ab Build „10565“ testen. Die Vorgehensweise dabei ist identisch.

Nach dem aktuellen Technikstand lässt sich mit Windows Server 2016 nur Hyper-V in einer eingebetteten Umgebung virtualisieren. Andere Hypervisoren, zum Beispiel „VMware vSphere/ESXi“lassen sich auf diesem Weg nicht bereitstellen. Das ist ein genereller Nachteil im Vergleich zum VMware vSphere, denn hier lassen sich auch andere Hypervisoren virtualisieren, zum Beispiel auch Hyper-V in Windows Server 2016.

Die Technologie ist derzeit noch nicht ausgereift, Windows Server 2016 befindet sich schließlich noch in der Testphase. Bei der eingebetteten Virtualisierung kann der Hypervisor in der VM direkt auf die Virtualisierungstechnologien der physischen Prozessoren zugreifen. Dadurch können VMs fast in der gleichen Geschwindigkeit virtualisieren, wie physische Server.

Generell ist es durchaus möglich auf einem Hyper-V-Host, der als VM auf einem physischen Hyper-V Server läuft, oder auch als eine VM in vSphere, weitere VMs zu installieren, die ebenfalls wieder die Virtualisierung nutzen. Natürlich ist das in der Praxis kein sinnvolles Umfeld. Das Virtualisieren von Hyper-V-Hosts wird es aber mit Windows Server 2016 vor allem beim Einsatz der Container-Technologie und für Testumgebung geben und auch in der Praxis genutzt.

Nested Virtualization in der Praxis testen – Vorbereitungen

Um die eingebettete Virtualisierung in Windows Server 2016 zu testen, muss ein Hyper-V-Server mit Windows Server 2016 installiert werden. Dieser muss über mindestens 4 Gigabyte Arbeitsspeicher verfügen. Außerdem muss die VM im Host ebenfalls über mindestens 4 Gigabyte Arbeitsspeicher verfügen. Um diese Technik also einigermaßen praxisnah zu testen, sollte der Hyper-V Hosts über mindestens 8 Gigabyte Arbeitsspeicher verfügen, besser 16.

Darüber hinaus wird auf diesem Server eine VM ebenfalls mit „Windows Server 2016 TP4“ installiert. Derzeit können Administratoren die Technik nur mit Intel-Prozessoren testen, für die Installation wird „Intel VT-x“ benötigt.

Damit die eingebettete Virtualisierung in Windows Server 2016 und Windows 10 funktioniert, müssen Administratoren einige Vorbereitungen treffen.
Damit die eingebettete Virtualisierung in Windows Server 2016 und Windows 10 funktioniert, müssen Administratoren einige Vorbereitungen treffen. (Bild: Thomas Joos)

Bevor auf der VM Hyper-V benutzt werden kann, müssen einige Vorbereitungen getroffen werden. Zunächst muss der dynamische Arbeitsspeicher für die VM in den Einstellungen deaktivier werden. Außerdem müssen die Virtualisierungs-Erweiterungen für die vCPU aktiviert werden, genauso wie MAC Adress Spoofing. Die Virtualisierungs-Erweiterungen werden am besten in der Powershell des Hosts aktiviert, indem der folgende Befehl eingegeben wird:

Set-VMProcessor -VMName "VMName" -ExposeVirtualizationExtensions $true

Das Spoofing der MAC-Adressen wird in den Einstellungen der VM über den Menüpunkt „Erweiterte Features“ unterhalb des virtuellen Netzwerkadapters eingestellt.

Generell muss darauf geachtet werden, dass bei der Verwendung dieser Virtualisierung viele Funktionen in der VM nicht mehr funktionieren. Live-Migration ist genauso wenig möglich, wie das Erstellen und Verwenden von Snapshots. Auch das Speichern des Zustands der VM ist unmöglich, die VM muss bei Änderungen immer neu gestartet werden.

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