Основные понятия и термины виртуализированной сети

В следующем списке приведены определения ключевых понятий и терминов, которые используются в разделе Virtualized Networking (Виртуализированные сети). Рекомендуется ознакомиться с этими терминами, прежде чем читать другие разделы этого раздела:

Дочерняя секция
В Hyper-V дочерним разделом является программная виртуальная машина с непривилегируемым доступом к физическим ресурсам главного компьютера.

Каждая дочерняя секция создается с помощью родительской секции. Может существовать один или несколько дочерних секций, которые выполняются в Hyper-V на хост-компьютере. В каждом дочернем разделе размещается гостевая операционная система.

Как правило, дочерние секции не имеют прямого доступа к физическим аппаратным ресурсам и представляют собой виртуальное представление ресурсов в виде виртуальных устройств. Запросы к виртуальным устройствам перенаправляются через шину виртуальной машины (VMBus) или гипервизор в родительский раздел, где обрабатываются эти запросы. Кроме того, дочерние секции не могут создавать другие секции.

Примечание Начиная с Windows Server 2012 дочерние секции имеют прямой доступ к ресурсам физического сетевого адаптера, поддерживающего виртуализацию одно корневых операций ввода-вывода (SR-IOV).

Эмулированный сетевой адаптер
Адаптер Ethernet расширяемого коммутатора Hyper-V, который предоставляется в гостевой операционной системе, работающей в дочернем разделе Hyper-V. Эмулированный сетевой адаптер — это тип сетевого адаптера виртуальной машины. Эмулированный сетевой адаптер имитирует сетевой адаптер Intel и использует аппаратную эмуляцию для пересылки пакетов в порт расширяемого коммутатора и из порта.

Этот адаптер предоставляется в гостевой операционной системе Windows XP, Windows Vista или более поздних версиях Windows. Этот адаптер также предоставляется в гостевой операционной системе, которая является операционной системой, отличной от Windows.

Внешний расширяемый коммутатор

Виртуальный коммутатор Ethernet, через который направляются пакеты между родительской секцией Hyper-V, одной или несколькими дочерними секциями Hyper-V и физическим сетевым интерфейсом узла. Этот тип коммутатора позволяет отправлять или получать пакеты между всеми секциями Hyper-V и физическим сетевым интерфейсом на узле.

Кроме того, приложения и драйверы, работающие в операционной системе управления, могут отправлять или получать пакеты через этот тип коммутатора.

Внешний сетевой адаптер
Адаптер Ethernet расширяемого коммутатора Hyper-V, который предоставляется в операционной системе управления, работающей в родительском разделе Hyper-V. Внешний сетевой адаптер привязан к одному или нескольким физическим сетевым адаптерам на узле.

Внешний сетевой адаптер направляет пакеты между секциями Hyper-V и физическим сетевым интерфейсом на узле.

Примечание Каждый экземпляр расширяемого коммутатора поддерживает не более одного внешнего сетевого адаптера.

Команда расширяемого коммутатора
Это конфигурация, в которой внешний сетевой адаптер расширяемого коммутатора привязан к границе виртуального минипорта промежуточного драйвера мультиплексера NDIS (MUX). Промежуточный драйвер MUX привязан к команде из одной или нескольких физических сетей на узле.

В этой конфигурации расширения расширяемого коммутатора доступны для каждого сетевого адаптера в команде. Это позволяет расширению переадресации в стеке драйверов расширяемого коммутатора управлять конфигурацией и использованием отдельных сетевых адаптеров в команде. Например, расширение может обеспечить поддержку решения балансировки нагрузки для отработки отказа (LBFO) для команды путем пересылки исходящих пакетов отдельным адаптерам. Такое расширение называется поставщиком группирования.

Дополнительные сведения см. в разделе NDIS MUX Intermediate Drivers.

Гостевая операционная система
Операционная система, работающая в дочернем разделе Hyper-V. В каждом дочернем разделе может размещаться только одна операционная система. Однако в дочерних секциях можно разместить множество различных операционных систем. Сюда входят различные версии Windows и Linux.

Низкоуровневая оболочка
В Hyper-V гипервизор — это уровень программного обеспечения, который выполняется между физическим оборудованием и одной или несколькими операционными системами, работающими в разделах Hyper-V.

Целью main низкоуровневой оболочки является предоставление изолированных сред выполнения, называемых секциями. Гипервизор предоставляет каждому разделу набор аппаратных ресурсов, таких как память, устройства и циклы ЦП. Гипервизор управляет доступом из каждой секции к базовому оборудованию и выполняет арбитраж.

Расширенный коммутатор Hyper-V
Виртуальный коммутатор Ethernet, работающий в операционной системе управления. Каждый экземпляр расширяемого коммутатора направляет пакеты между портами, подключенными к сетевым адаптерам расширяемого коммутатора Hyper-V.

Дополнительные сведения см. в разделе Расширяемый коммутатор Hyper-V.

Примечание Расширяемый коммутатор Hyper-V поддерживается в NDIS 6.30 и более поздних версиях NDIS.

Расширение расширяемого коммутатора Hyper-V
Расширение расширяемого коммутатора Hyper-V — это драйвер фильтра NDIS, который подключается к стеку драйверов расширяемого коммутатора. После подключения расширение может записывать, фильтровать или пересылать сетевые пакеты и идентификаторы NDIS. Пакеты и идентификаторы OID можно пересылать на сетевые адаптеры, подключенные к портам расширяемого коммутатора.

Расширения коммутаторов Hyper-V поддерживаются в NDIS 6.30 и более поздних версиях NDIS.

Примечание Платформа фильтрации Windows (ВПП) предоставляет встроенное расширяемое расширение фильтрации коммутаторов (Wfplwfs.sys ). Это расширение позволяет фильтрам ИЛИ драйверам выносок ВПП перехватывать пакеты по пути данных расширяемого коммутатора Hyper-V. Это позволяет фильтрам или драйверам выносок выполнять проверку или изменение пакетов с помощью системных функций управления и системы МПП. Общие сведения о ВПП см. в статье Платформа фильтрации Windows.

Расширяемый сетевой адаптер Hyper-V
Сетевой адаптер, управляемый расширяемым коммутатором Hyper-V. Эти сетевые адаптеры подключаются к портам расширяемого коммутатора и состоят из следующих типов адаптеров:

• Внешние и внутренние сетевые адаптеры, предоставляемые в операционной системе управления, работающей в родительском разделе Hyper-V.

• Искусственные или эмулированные сетевые адаптеры виртуальных машин, предоставляемые в гостевой операционной системе, работающей в дочернем разделе Hyper-V.

Внутренний расширяемый коммутатор
Виртуальный коммутатор Ethernet, по которому пакеты направляются между родительским разделом Hyper-V и одной или несколькими дочерними секциями Hyper-V. Этот тип коммутатора исключает трафик пакетов из физического сетевого интерфейса на узле.

Кроме того, приложения и драйверы, работающие в операционной системе управления, могут отправлять или получать пакеты через этот тип коммутатора.

Внутренний сетевой адаптер
Адаптер Ethernet расширяемого коммутатора Hyper-V, который предоставляется в операционной системе управления, работающей в родительском разделе Hyper-V. Внутренний сетевой адаптер отправляет или получает пакеты между всеми секциями Hyper-V. Однако внутренний сетевой адаптер не привязан к физическому сетевому интерфейсу узла.

Модуль управления памятью ввода-вывода (IOMMU)
Модуль IOMMU используется для изменения сопоставления адресов физической памяти с адресами, которые используют дочерние разделы. IOMMU работает независимо от оборудования управления памятью, используемого процессором.

Команда по отработки отказа балансировки нагрузки (LBFO)
Это конфигурация, в которой внешний сетевой адаптер расширяемого коммутатора привязан к границе виртуального мини-порта поставщика LBFO. Сам поставщик LBFO может привязаться к команде из одного или нескольких физических сетевых адаптеров.

В этой конфигурации расширения расширяемого коммутатора доступны только для базового пограничного виртуального мини-порта в качестве сетевого адаптера. Это позволяет поставщику поддерживать решение LBFO путем привязки к нескольким физическим сетевым адаптерам. Эти адаптеры не управляются расширением переадресации, которое выполняется в стеке драйверов расширяемого коммутатора.

Операционная система управления
Операционная система, работающая в родительском разделе Hyper-V. Родительский раздел работает под управлением операционной системы, работающей на хост-компьютере. Для Hyper-V главный компьютер должен работать под управлением 64-разрядных версий Windows Server 2008 или более поздних версий Windows Server.

Драйвер клиента виртуальной службы сети (NetVSC)
Драйвер NDIS, работающий в гостевой операционной системе дочернего раздела Hyper-V. NetVSC предоставляет виртуализированный сетевой адаптер, известный как сетевой адаптер виртуальной машины.

NetVSC обращается к расширяемым коммутатором Hyper-V для пересылки пакетов через сетевой интерфейс, управляемый коммутатором. NetVSC делает это путем передачи сообщений через виртуальную шину в связанный драйвер NetVSP. Этот драйвер выполняется в операционной системе управления родительского раздела Hyper-V.

В большинстве случаев NetVSC отправляет и получает пакеты, подключаясь к порту на расширяемом коммутаторе Hyper-V. Однако NetVSC можно настроить для подключения к виртуальной функции (VF) физического сетевого адаптера, поддерживающего интерфейс SR-IOV. В этом случае NetVSC отправляет и получает пакеты непосредственно через базовый физический адаптер.

Драйвер сетевой виртуальной службы (NetVSP)
Драйвер NDIS, работающий в операционной системе управления родительского раздела Hyper-V. Этот драйвер предоставляет службы для поддержки сетевого доступа дочерних секций Hyper-V.

Коммутатор сетевого адаптера
Коммутатор сетевого адаптера — это аппаратный компонент сетевого адаптера, поддерживающий виртуализацию ввода-вывода с одним корнем (SR-IOV). Этот коммутатор выполняет мосты сетевого трафика между физическим сетевым интерфейсом адаптера и физической функцией (PF) и одним или несколькими виртуальными машинами на адаптере.

Раздел
Секция управляется гипервизором. Каждая секция представляет логическую единицу изолированных ресурсов процессора и памяти. Это позволяет нескольким изолированным операционным системам совместно использовать одну аппаратную платформу.

Гипервизор также управляет политиками доступа к памяти и устройствам на хост-компьютере. Эти политики различаются для родительского и дочернего разделов.

Родительский раздел
В Hyper-V родительский раздел является первым разделом на хост-компьютере. Эта секция имеет привилегированный доступ к физическим ресурсам главного компьютера, например к памяти и устройствам. Кроме того, родительский раздел отвечает за запуск гипервизора и создание дочерних секций.

Существует только один родительский раздел, который выполняется в Hyper-V на хост-компьютере. В родительском разделе размещается операционная система управления.

Примечание Родительская секция также называется корневой секцией.

Физическая функция (PF)
Функция PCI Express (PCIe), которая поддерживает интерфейс sr-IOV. SR-IOV расширяет интерфейс PCIe, чтобы несколько виртуальных машин могли совместно использовать одни и те же физические аппаратные ресурсы PCIe. PF содержит структуру расширенных возможностей PCIe SR-IOV в пространстве конфигурации PCI.

PF/VF Backchannel
Частный программный интерфейс связи между драйверами минипорта виртуальной функции PCIe (VF) и физической функцией PCIe (PF). Каждый драйвер мини-порта VF может отправлять запросы по внутреннему каналу к драйверу мини-порта PF. Драйвер мини-порта PF может отправлять уведомления о состоянии по внутреннему каналу отдельным драйверам минипорта VF.

Обмен данными между драйверами мини-портов PF и VF через интерфейс внутреннего канала предполагает использование блока конфигурации VF. Каждый блок конфигурации VF по сути аналогичен сообщению межпроцессного взаимодействия (IPC), в котором каждый блок имеет собственный формат, длину и идентификатор блока. Независимый поставщик оборудования (IHV) может определить один или несколько блоков конфигурации VF для драйверов PF и VF miniport.

Частный расширяемый коммутатор
Виртуальный коммутатор Ethernet, через который пакеты направляются между одним или несколькими дочерними секциями Hyper-V. Этот тип коммутатора исключает трафик пакетов из родительского раздела Hyper-V и физического сетевого интерфейса на узле.

Примечание Приложения и драйверы, работающие в операционной системе управления, не могут отправлять или получать пакеты через этот тип коммутатора.

Виртуализация однокорневого ввода-вывода (SR-IOV)
SR-IOV — это метод, с помощью которого сетевой адаптер PCIe можно разделить на одну физическую функцию (PF) и одну или несколько виртуальных функций (VF). Каждой функции на адаптере назначается уникальный идентификатор инициатора запроса PCIe. Это позволяет адаптеру применять преобразования памяти и прерываний, чтобы различные потоки сетевого трафика могли доставляться непосредственно в соответствующий PF или VF. Избегая маршрутизации сетевого трафика через компонент расширяемого коммутатора Hyper-V, SR-IOV сокращает затраты на ввод-вывод в виртуализированной сетевой среде.

Дополнительные сведения см. в статье Виртуализация однокорневого ввода-вывода (SR-IOV).

Примечание SR-IOV поддерживается в NDIS 6.30 и более поздних версиях NDIS.

Искусственный путь к данным
Путь к сетевым данным между сетевым адаптером виртуальной машины, предоставляемым в гостевой операционной системе, и компонентом расширяемого коммутатора Hyper-V в операционной системе управления.

Искусственный сетевой адаптер
Адаптер Ethernet расширяемого коммутатора Hyper-V, который предоставляется в гостевой операционной системе, работающей в дочернем разделе Hyper-V. Искусственный сетевой адаптер — это тип сетевого адаптера виртуальной машины. Клиент сетевой виртуальной службы (NetVSC), работающий на виртуальной машине, предоставляет этот искусственный сетевой адаптер. NetVSC перенаправит пакеты в порт расширяемого коммутатора через шину виртуальной машины (VMBus) и из него в соответствующий драйвер NetVSP.

Этот сетевой адаптер предоставляется в гостевой операционной системе Windows Vista или более поздней версии Windows.

Виртуальная функция (VF)
Функция PCIe, связанная с PF в сетевом адаптере, поддерживающем SR-IOV. VF совместно использует один или несколько физических ресурсов на адаптере, например физический порт Ethernet, с PF и другими виртуальными машинами, связанными с одним и тем же PF.

Путь к данным VF
Путь к сетевым данным между сетевым адаптером виртуальной машины, предоставляемым в гостевой операционной системе, и VF в сетевом адаптере SR-IOV. В этом пути к данным сетевой адаптер виртуальной машины объединен с сетевым адаптером VF в операционной системе на виртуальной машине. Драйвер мини-порта VF перенаправит пакеты на сетевой адаптер виртуальной машины или из нее в VF. Сетевой адаптер на сетевом адаптере SR-IOV перенаправит пакеты в или из VF в физический сетевой интерфейс адаптера.

Сетевой адаптер VF
Виртуальный сетевой адаптер, предоставляемый в операционной системе виртуальной машины виртуальной машины. Когда ресурсы выделены для виртуальной машины и присоединяются к дочернему разделу, драйвер шины VPCI в гостевой операционной системе этого раздела предоставляет сетевой адаптер VF. Драйвер шины VPCI также загружает драйвер мини-порта VF для этого адаптера.

Виртуальная машина
Виртуальный гостевой компьютер, реализованный в программном обеспечении и размещенный на физическом хост-компьютере. Виртуальная машина эмулирует полную аппаратную систему, от процессора до сетевого адаптера, в автономной изолированной программной среде. Это обеспечивает параллельную работу несовместимых операционных систем.

Каждая гостевая операционная система работает на отдельной изолированной программной виртуальной машине.

Примечание В Hyper-V дочерний раздел также называется виртуальной машиной.

Шина виртуальной машины (VMBus)
Виртуальная шина связи, которая передает сообщения управления и данных между родительским и дочерним секциями Hyper-V. Доступ к физическим ресурсам на хост-компьютере по дочерним секциям осуществляется через сообщения, передаваемые по виртуальной шине между компонентами клиента виртуальной службы (VSC) и поставщика виртуальных служб (VSP).

Сетевой адаптер виртуальной машины
Виртуальный сетевой адаптер расширяемого коммутатора Hyper-V, который предоставляется в гостевой операционной системе дочернего раздела Hyper-V.

Сетевой адаптер виртуальной машины поддерживает следующие типы виртуализации:

• Сетевой адаптер виртуальной машины может быть синтетической виртуализацией сетевого адаптера (синтетического сетевого адаптера). В этом случае клиент сетевой виртуальной службы (NetVSC), работающий на виртуальной машине, предоставляет этот виртуальный сетевой адаптер. NetVSC перенаправит пакеты на порт расширяемого коммутатора через шину виртуальной машины (VMBus).

• Сетевой адаптер виртуальной машины может быть эмулированной виртуализацией физического сетевого адаптера (эмулированного сетевого адаптера). В этом случае сетевой адаптер виртуальной машины имитирует сетевой адаптер Intel и использует аппаратную эмуляцию для пересылки пакетов в порт расширяемого коммутатора и из нее.

Сетевой адаптер виртуальной машины можно настроить для доступа к внешним, внутренним или частным сетевым интерфейсам Hyper-V.

с очередью виртуальной машины (VMQ).
Сетевой адаптер с поддержкой VMQ использует DMA для передачи всех входящих кадров непосредственно в память виртуальной машины. VMQ также повышает пропускную способность сети, распределяя обработку сетевого трафика для нескольких виртуальных машин между несколькими процессорами.

Дополнительные сведения см. в разделе Очередь виртуальных машин (VMQ).

Примечание VMQ поддерживается в NDIS 6.20 и более поздних версиях NDIS.

Виртуальный драйвер PCI (VPCI)
Драйвер шины PCI, работающий в гостевой операционной системе дочернего раздела Hyper-V. Этот драйвер предоставляет VF в качестве виртуального сетевого адаптера в гостевой операционной системе.

Драйвер VPCI является VSC Hyper-V и взаимодействует с VSP VPCI, который выполняется в операционной системе управления в родительском разделе Hyper-V. Обмен данными между VPCI VSP и компонентами VSC осуществляется через VMBUS.

Дополнительные сведения об интерфейсе VPCI см. в разделе GUID_PCI_VIRTUALIZATION_INTERFACE.

Стек виртуализации
Коллекция программных компонентов, которые управляют созданием и выполнением дочерних секций в Hyper-V. Стек виртуализации управляет доступом дочерних секций к аппаратным ресурсам на хост-компьютере. Стек виртуализации выполняется в родительском разделе Hyper-V.