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Hyper-V verfügt über eine auf einem Typ-1-Hypervisor basierende Architektur. Der Hypervisor virtualisiert Prozessoren und Arbeitsspeicher. Er stellt Mechanismen für den Virtualisierungsstapel in der Stammpartition bereit, um untergeordnete Partitionen und virtuelle Computer zu verwalten und Dienste wie E/A-Geräte (Eingabe/Ausgabe) für die virtuellen Computer verfügbar zu machen.
Die Stammpartition besitzt und hat direkten Zugriff auf die physischen E/A-Geräte. Der Virtualisierungsstapel in der Stammpartition stellt einen Speicher-Manager für VMs, Verwaltungs-APIs und virtualisierte E/A-Geräte bereit. Er implementiert darüber hinaus emulierte Geräte wie den IDE-Datenträgercontroller (Integrated Device Electronics) sowie den PS/2-Anschluss für Eingabegeräte. Außerdem unterstützt es hyper-V-spezifische synthetische Geräte für erhöhte Leistung und reduzierten Mehraufwand.
Die Hyper-V-spezifische E/A-Architektur umfasst Virtualisierungsdienstanbieter (Virtual Service Providers, VSPs) in der Stammpartition und Virtualisierungsdienstclients (Virtual Service Clients, VSCs) in der untergeordneten Partition. Jeder Dienst wird als Gerät über den VM-Bus verfügbar gemacht, der als E/A-Bus fungiert und eine leistungsstarke Kommunikation zwischen virtuellen Maschinen ermöglicht, die Mechanismen wie geteilten Speicher verwenden. Der Plug-and-Play-Manager des Gastbetriebssystems listet diese Geräte auf, einschließlich des VM-Bus, und lädt die entsprechenden Gerätetreiber und virtuellen Dienstprogramme. Andere Dienste als E/A werden ebenfalls über diese Architektur verfügbar gemacht.
Die folgenden Links schlagen bewährte Methoden vor, die die Leistung von Servern verbessern, auf denen die Hyper-V-Rolle ausgeführt wird.