Linux-VMs unter Hyper-V mit Linux Integration Services beschleunigen

Galina Peshkova, 123RF

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Die Linux Integration Services virtualisieren Linux in Hyper-V-Umgebungen schnell und effizient.
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Mit Hyper-V gelang Microsoft der Anschluss: Als die Firma 2008 die Gefahr erkannte, in Sachen Virtualisierungs- und Cloud-Dienste ins Hintertreffen zu geraten, brachte sie Hyper-V auf den Markt. Anfänglich unterstützte es nur Windows-Systeme, aber die Redmonder merkten schnell, dass sie ohne Linux-Unterstützung einen großen Anteil des IT-Markts nicht bedienen konnten. 2009 folgte deshalb ein einfacher Treiber für Linux-Gastmaschinen (Kasten "Unterstützte Betriebssysteme").

Unterstützte Betriebssysteme

Microsoft unterstützt momentan die folgenden Distributionen als virtuelle Linux-Gastmaschinen auf Hyper-V-Servern:

  • Red Hat Enterprise Linux 5.5-5.9, 6.0-6.4, x86 und x64
  • CentOS 5.5-5.9, 6.0-6.4, x86 und x64
  • Suse Linux Enterprise Server 10 mit Service Pack 4, SLES 11 mit Service Packs 1-3
  • Open Suse 12.1
  • Ubuntu 12.04-13.10
  • Oracle Linux 6.4

Benutzer von Red Hat Enterprise Linux und CentOS in Versionen älter als 5.6 benötigen weiterhin Linux Integration Services Version 2.1.

Linux Integration Services

Die Basisfunktionalität genügte allerdings nicht: Microsoft entwickelte in der Folge die Linux Integration Services (LIS) als Antwort auf die Nachfrage nach besserer Performance und Integration von Linux-Systemen auf einem Hyper-V-Server. LIS ist das Pendant zu den VMware-Tools für virtuelle Maschinen auf einem VMware-ESX-Server.

Ein Linux-Gast läuft auf Hyper-V auch ohne die Linux Integration Services, aber die LIS-Tools verschaffen eine effizientere und umfassende Virtualisierung sowie eine bessere Integration in die Hyper-V-Verwaltung fürs Monitoring, Management und Verteilen virtueller Linux-Systeme. LIS setzt auf ein System aus Treibern und Diensten auf dem Host- und auf dem Gastsystem. Deswegen müssen die passenden Pakete auch auf letzterem installiert werden; manche Distributionen stellen diese schon bereit.

Die LIS-Treiber verbessern die allgemeine Performance der virtuellen Linux-Maschinen, indem sie den direkten Zugriff auf die Hardware des Hosts ermöglichen. Die VMBus-Komponente beschleunigt das System, indem sie eine zusätzliche Kommunikationsschicht zwischen Gast und Host aus dem Weg räumt. Die Dienste hingegen erledigen spezifische Aufgaben. Der LIS-Zeitsynchronisierungsdienst hält zum Beispiel die Uhr einer virtuellen Linux-Maschine im Einklang mit der des Hyper-V-Hosts.

LIS-Treiber

Die Linux Integration Services enthalten die folgenden Treiber:

  • VMBus: Ein Kommunikationskanal zwischen virtuellen Linux-Maschinen und dem Hypervisor. Diese Komponente spielt eine wichtige Rolle bei der Performance-Verbesserung von Linux-Gastmaschinen. VMBus gehört zu den zentralen Kommunikationsmodulen von Hyper-V; fehlt dieser Treiber, operiert eine Linux-Maschine im weniger effizienten Emulationsmodus. Auf der Linux-Seite implementiert das »hv_vmbus« -Modul die VMBus-Funktionalität.
  • VSP und VSC: Gast- und Host-System kommunizieren miteinander über zusammengehörige Paare aus Treibern: Virtueller Service-Provider (VSP) und Virtueller Service-Client (VSC). VSPs laufen auf dem Host-System und warten auf Anfragen von den zugehörigen VSCs auf den Clients. Hyper-V kennt vier Typen von VSP- und VSC-Treibern: Netzwerk, Grafik, Speicher und Eingabegeräte (HID); allerdings fehlt bei LIS die Unterstützung für Grafik-VSCs.Die VSPs laufen stets in der Eltern- oder Root-Partition des Hyper-V-Hosts, während die VSCs in virtuellen Linux-Clients mit installierten Linux Integration Services laufen. Dazwischen steht der VMBus-Kommunikationskanal, über den die VSCs mit ihren zugehörigen VSPs kommunizieren.
  • SCSI-Treiber: Virtuelle Linux-Maschinen greifen über LIS auf einzelne oder mehrere SCSI-Controller mit realen und virtuellen Festplatten (VHD) zu. Dafür zeichnet in Linux das Modul »hv_storsvc« verantwortlich.
  • IDE-Treiber: LIS unterstützt über das Modul »ata_piix« den Zugriff auf IDE-Controller.
  • VMBus-Netzwerk-Controller: Einer virtuellen Maschine auf einem Hyper-V-Server stehen zwei Arten von Netzwerkadaptern zur Verfügung: »Legacy« für die Rückwärtskompatibilität mit herkömmlichen Linux-Netzwerktreibern sowie VMBus-Netzwerk-Controller. Die letzteren setzen die Linux Integration Services zwingend voraus. Sie verwenden den Netzwerk-VSC, der direkt mit dem Netzwerk-VSP des Hosts kommuniziert. Das ermöglicht das Modul »hv_netsvc« .
  • Hyper-V Balloon: Virtuelle Windows-Maschinen unterstützten dynamische Speicherzuweisung durch eine Kombination aus der sogenannten Balloon-Technik und dem Hinzufügen und Entfernen von RAM im laufenden Betrieb. Seit Red Hat Enterprise Linux 6.4 steht ein einfacher Balloon-Treiber für die dynamische Speicherverwaltung mit dem Modul »hv_balloon« auch unter Linux zur Verfügung. Er entfernt Speicher dynamisch von einer virtuellen Maschine. Allerdings fehlt die Möglichkeit, im laufenden Betrieb neuen Speicher zuzuweisen.
  • Maustreiber: Mit dem »hid_hyperv« -Modul steht Linux-Gastsystemen unter Hyper-V volle Mausunterstützung zur Verfügung.

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