Karty sieciowe Hyper-V: co to jest, dlaczego są potrzebne i jak działają
W poprzednim wpisie na blogu omówiono, utworzyć maszynę wirtualną Hyper-V (VM). Utworzenie maszyny wirtualnej Hyper-V to jednak jedynie pierwszy krok w tworzeniu środowiska wirtualnego na dużą skalę; następnie należy zapewnić, aby maszyny wirtualne działające na hoście Hyper-V mogły się ze sobą komunikować. W tym celu konieczna jest wiedza na temat kart sieciowych Hyper-V, technologii leżącej u podstaw sieci Hyper-V, a także sposobów konfiguracji sieci Hyper-V.
O sieci Hyper-V
Wirtualna karta sieciowa (znana również jako wirtualna karta NIC) to zvirtualizowana wersja fizycznej karty sieciowej. Jest używana w środowiskach Hyper-V do połączenia fizycznego serwera z innymi serwerami, maszynami wirtualnymi lub dowolnymi innymi urządzeniami sieciowymi w ramach połączenia LAN. Krótko mówiąc, vNIC umożliwia i zarządza całą komunikacją sieciową.
Każda maszyna wirtualna ma jeden lub więcej vNIC, które zapewniają połączenie z jedną podsiecią. Można jednak przypisać do tej karty dodatkowe adresy IP, aby uzyskać dostęp do wielu podsieci.
Gdy zainstalujesz rolę Hyper-V na komputerze i rozpoczniesz tworzenie nowych maszyn wirtualnych, powinieneś być świadomy obecnych domyślnych konfiguracji sieciowych.
- Wcześniejsze wersje Windows (przed Windows 10) nie miały wirtualnych przełączników. Jednak po włączeniu Hyper-V w Windows 10 można użyć Default Switch do bezproblemowego połączenia sieciowego, ponieważ zapewnia on dostęp do sieci hosta.
- Wirtualne karty sieciowe Hyper-V umożliwiają komunikację między maszynami wirtualnymi poprzez wirtualny przełącznik. Jednak nowo utworzone maszyny wirtualne nie mają przypisanych żadnych wirtualnych przełączników. Każda nowa maszyna wirtualna posiada kartę sieciową, którą można skonfigurować przez przypisanie pojedynczego wirtualnego przełącznika, lub można pozostawić ją niepodłączoną. W związku z tym, aby zapewnić komunikację sieciową, musisz utworzyć wirtualny przełącznik i skonfigurować wirtualną kartę sieciową.
Istnieją trzy wirtualne przełączniki, które zapewniają różne poziomy komunikacji sieciowej:
- Zewnętrzny wirtualny przełącznik może połączyć się z fizyczną kartą sieciową, co pozwala maszynom wirtualnym na dostęp do fizycznej sieci. Zewnętrzny wirtualny przełącznik umożliwia komunikację między maszynami wirtualnymi na tym samym fizycznym komputerze, maszynami wirtualnymi i fizycznym komputerem, a także pozwala maszynom wirtualnym na dostęp do fizycznej sieci.
- Wewnętrzny wirtualny przełącznik umożliwia komunikację między maszynami wirtualnymi uruchomionymi na tym samym serwerze Hyper-V, jak również między tymi maszynami a systemem operacyjnym zarządzania. Jednak ten typ przełącznika nie zapewnia dostępu do fizycznej sieci.
- Prywatny wirtualny przełącznik zapewnia jedynie połączenie między maszynami wirtualnymi działającymi na tym samym hoście Hyper-V. Ten typ sieci zapewnia izolowany tryb połączenia sieciowego.
Innym wartym wspomnienia punktem jest oznaczanie VLAN, które jest metodą przypisywania określonego znacznika (ID VLAN) do każdego pakietu działającego w sieci. Oznaczanie VLAN upraszcza proces identyfikowania, z którego pakietu danych pochodzi informacja. W rezultacie metoda ta pozwala na izolację ruchu sieciowego i gwarantuje, że komunikacja sieciowa przebiega bez zakłóceń.
Wirtualne karty sieciowe w Hyper-V mogą być dwóch typów:
- Karty sieciowe typu „legacy” emulują fizyczną kartę sieciową i działają wyłącznie z maszynami wirtualnymi generacji 1. Ten typ karty sieciowej jest używany w przypadku starszych maszyn wirtualnych gości, które nie obsługują usług integracyjnych Hyper-V ani usług integracyjnych systemu Linux. Na jednej maszynie wirtualnej można przeprowadzić wdrażanie maksymalnie 4 starszych kart sieciowych vNIC. Ponadto starsza karta sieciowa służy do umożliwienia komunikacji między systemami operacyjnymi gości, które nie są obsługiwane przez Hyper-V. Starsze karty sieciowe vNIC mogą przeprowadzać instalację systemów operacyjnych gości przez sieć.
- Syntetyczne karty sieciowe są używane w zaawansowanych maszynach wirtualnych gości, które zapewniają wsparcie dla usług integracji Hyper-V lub usług integracji Linux. Na jednej maszynie wirtualnej można przeprowadzić maksymalnie 8 procesów wdrażania syntetycznych kart sieciowych vNIC. Zazwyczaj zapewniają one lepszą wydajność niż karty sieciowe typu legacy. W tym przypadku łączność sieciowa jest zapewniana przez VMBus, który zapewnia i kontroluje komunikację między oddzielnymi partycjami. Ponadto ten typ karty sieciowej umożliwia stosowanie tagowania VLAN.
Jak skonfigurować wirtualną kartę sieciową w Menedżerze Hyper-V
Istnieją dwa sposoby włączenia i skonfigurowania karty sieciowej Hyper-V: w Menedżerze Hyper-V za pomocą graficznego interfejsu użytkownika (GUI) lub w PowerShell poprzez uruchomienie skryptów PowerShell. Omówimy je szczegółowo. Zacznijmy od pierwszej metody:
- Otwórz Menedżera Hyper-V.
- Znajdź maszynę wirtualną Hyper-V, do której chcesz dodać kartę sieciową Hyper-V, i kliknij prawym przyciskiem myszy nazwę tej maszyny. Wybierz Ustawienia.
- Otworzy się nowe menu zawierające informacje o ustawieniach maszyny wirtualnej. W sekcji Sprzęt wybierz Dodaj sprzęt , aby wyświetlić listę urządzeń, które można dodać do maszyny wirtualnej. W naszym przypadku interesują nas tylko dwie opcje: Karta sieciowa oraz Karta sieciowa typu Legacy (dostępna tylko dla maszyn wirtualnych generacji 1). Wybierz potrzebną kartę sieciową i kliknij Dodaj .
- Zostaniecie przekierowani do sekcji Karta Sieciowa, gdzie możecie skonfigurować nową kartę sieciową Hyper-V poprzez wybranie przełącznika wirtualnego do połączenia, włączenie identyfikacji VLAN i określenie ID VLAN, a także poprzez określenie maksymalnej i minimalnej ilości zużycia przepustowości. Możecie także usunąć kartę sieciową Hyper-V klikając Usuń.
- Kliknij Zastosuj aby zapisać zmiany.
Ponadto, w Menedżerze Hyper-V możesz zmienić ustawienia przyspieszenia sprzętowego i włączyć bardziej zaawansowane funkcje.
- Kliknij dwukrotnie Karta Sieciowa w sekcji Sprzęt. Wybierz Przyspieszenie sprzętowe. Tutaj możesz włączyć kolejkę maszyn wirtualnych (VMQ) oraz przekierowanie zadań IPsec, a także określić maksymalną liczbę odciążonych SA (stowarzyszeń bezpieczeństwa). Kolejka maszyn wirtualnych Hyper-V to technologia wirtualizacji sprzętu, która zapewnia bezpośredni transfer danych sieciowych do współdzielonej pamięci maszyny wirtualnej. IPsec to protokół ochrony stosowany do szyfrowania wymiany danych sieciowych. Z włączonym przekierowaniem zadań IPsec możesz przenieść te zadania na kartę sieciową, aby nie przeciążać zasobów sprzętowych.
- Kliknij Zastosuj aby zapisać zmiany.
- Następnie wybierz Funkcje zaawansowane , aby ustawić zaawansowane funkcje na wirtualnej karcie sieciowej. Obejmują one adres MAC, ochronę DHCP, ochronę routera, chronioną sieć, kopiowanie portów oraz zespolenie NIC. Każda funkcja jest krótko opisana, w jaki sposób może być użyta. Przeczytaj je i zdecyduj, które funkcje powinny być włączone.
- Zaznacz wymagane opcje i kliknij Zastosuj aby zapisać zmiany.
Zarządzanie kartami sieciowymi Hyper-V za pomocą PowerShell
Jak można zauważyć, opcje konfiguracji w Menedżerze Hyper-V są dość ograniczone. Ponadto, korzystając z GUI, można jedynie skonfigurować karty sieciowe Hyper-V dla maszyn wirtualnych gości, a nie dla systemu operacyjnego zarządzającego. Z tego powodu, PowerShell może być użyty do zapewnienia bardziej zaawansowanej funkcjonalności i wielu opcji konfiguracji. Zobaczmy, jak można zarządzać kartami sieciowymi Hyper-V za pomocą PowerShell.
Utwórz karty sieciowe Hyper-V
Zwróć uwagę, że aby polecenia PowerShell działały, musisz uruchomić PowerShell w trybie administratora. Aby to zrobić, wpisz PowerShell w pasku wyszukiwania, kliknij prawym przyciskiem myszy ikonę PowerShell i wybierz Uruchom jako Administrator. Wstaw polecenie Add-VMNetworkAdapter cmdlet, aby dodać nowy adapter sieci wirtualnej do maszyny wirtualnej Hyper-V. Poniżej znajduje się przykład, jak można użyć tego polecenia:
Add-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -SwitchName DemoVSwitch –Name ‘Demo Network Adapter’
Poniższy przykład demonstruje, jak można dodać drugi adapter sieci wirtualnej w systemie operacyjnym zarządzającym:
Add-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name ‘Second Network Adapter’
Podłącz lub odłącz adaptery sieci Hyper-V
Polecenie Connect-VMNetworkAdapter umożliwia podłączenie adaptera sieci wirtualnej do wybranego przełącznika wirtualnego. Poniższy przykład pokazuje, jak można dodać jeden przełącznik wirtualny (Domyślny przełącznik) do dwóch maszyn wirtualnych (DemoVM oraz Nowa Maszyna Wirtualna) jednocześnie. Upewnij się, że żadna z maszyn wirtualnych nie jest w stanie uruchomionym.
Connect-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM, ‘New Virtual Machine’ -SwitchName ‘Default Switch’
Aby odłączyć adapter sieci Hyper-V od przełącznika wirtualnego lub puli zasobów Ethernet, można użyć polecenia cmdlet Disconnect-VMNetworkAdapter. Poniższy skrypt pozwala na odłączenie wszystkich adapterów sieciowych z jednej maszyny wirtualnej o nazwie DemoVM :
Disconnect-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM
Ten skrypt PowerShell można użyć do odłączenia wszystkich adapterów sieci wirtualnych, które są połączone z przełącznikiem wirtualnym Domyślny przełącznik we wszystkich maszynach wirtualnych w środowisku Hyper-V.
Get-VMNetworkAdapter -VMName *| Where-Object {$_.SwitchName -eq 'Default Switch'} | Disconnect-VMNetworkAdapter
Z pomocą PowerShell, możesz być jeszcze bardziej precyzyjny w swoich konfiguracjach. Jeśli chcesz odłączyć wszystkie adaptery sieciowe, które są podłączone do konkretnego przełącznika wirtualnego (Domyślny przełącznik), które działają na określonej maszynie wirtualnej (DemoVM), użyj polecenia cmdlet poniżej:
Get-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM | Where-Object {$_.SwitchName -eq 'Default Switch'} | Disconnect-VMNetworkAdapter
Pobierz adaptery sieci Hyper-V
Te skrypty PowerShell można użyć do uzyskania informacji o adapterach sieci wirtualnych, które są obecne na określonej maszynie wirtualnej, na systemie zarządzającym lub na wszystkich maszynach wirtualnych oraz systemie zarządzającym działającym w środowisku wirtualnym. Wszystkie polecenia cmdlet są przedstawione poniżej:
- Dla pojedynczej maszyny wirtualnej:
Get-VMNetworkAdapter –VMName DemoVM
- Dla systemu zarządzającego:
Get-VMNetworkAdapter -ManagementOS
- Dla wszystkich maszyn wirtualnych w środowisku Hyper-V, łącznie z systemem zarządzającym:
Get-VMNetworkAdapter -All
Jeśli końcowy skrypt jest prawidłowo zaimplementowany, zobaczysz następujący ekran zawierający informacje o adapterach sieci Hyper-V:
Usuń adaptery sieci Hyper-V
To polecenie cmdlet służy do usunięcia jednego lub więcej adapterów sieci wirtualnej z maszyny wirtualnej, a także z systemu zarządzającego.
W następnym przykładzie, adapter sieci NewNetworkAdapter jest usuwany z maszyny wirtualnej o nazwie DemoVM:
Remove-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName NewNetworkAdapter
Poniższy przykład pokazuje, jak można usunąć adapter sieciowy Secondary z systemu zarządzającego: Remove-VMNetworkAdapter -ManagementOs -Name Secondary
Zmień nazwę adapterów sieci Hyper-V
Możesz także zmienić nazwę adaptera sieciowego Hyper-V konkretnej Maszyny wirtualnej (VM) lub w systemie zarządzania:
Rename-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -NewName ‘Network Adapter 2019’
W Menedżerze Hyper-V możesz zweryfikować, że wszystkie adaptery sieciowe Maszyny wirtualnej o nazwie DemoVM zostały pomyślnie nazwane.
Aby nadać nową nazwę adapterowi sieciowemu (Network Adapter 2019) konkretnej Maszyny wirtualnej (DemoVM), uruchom następujący skrypt:
Rename-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -Name ‘Network Adapter 2019’ -NewName ‘Hyper-V network adapter’
Kolejna cmdlet może pomóc w zmianie nazwy adaptera sieciowego w systemie zarządzania.
Rename-VMNetworkAdapter -ManagementOs -Name Adapter -NewName ‘Communications Channel’
Ustaw adaptery sieci Hyper-V
W tej sekcji wymieniono różne cmdlets, które można użyć do konfigurowania funkcji adaptera sieciowego Hyper-V w maszynie wirtualnej Hyper-V lub w systemie zarządzania. Eksplorowanie wszystkich opcji konfiguracji w pełnym zakresie może zająć dużo czasu. Dlatego omówimy tylko kilka funkcji, które można włączyć za pomocą programu PowerShell.
Na przykład można włączyć DHCP Guard, uruchamiając poniższy skrypt. DHCP Guard jest używany do ochrony systemu przed nieautoryzowanym dostępem ze strony gościa systemu operacyjnego.
Set-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -DhcpGuard On
Dodatkowo, możesz włączyć Monitorowanie portu, które pozwala kopiować pakiety sieciowe z jednego wirtualnego adaptera sieciowego i wysłać je do innego. Istnieją dwa tryby monitorowania: Źródło i Miejsce docelowe. Wybierając tryb Źródło, zgadzamy się, że ruch sieciowy tego konkretnego adaptera sieciowego zostanie skopiowany i wysłany do monitorującej Maszyny wirtualnej. Adapter sieciowy tej Maszyny wirtualnej zostanie przypisany do trybu monitorowania docelowego. Należy zauważyć, że każdy adaptator sieciowy Źródłowy powinien mieć przypisany adapter sieciowy docelowy, aby ta funkcja działała.
Aby włączyć Monitorowanie portu w trybie Źródło, uruchom następujący skrypt:
Set-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM –Name ‘Hyper-V network adapter’-PortMirroring Source
Ten cmdlet włączy funkcję Monitorowania portu na Maszynie wirtualne o nazwie DemoVM i przypisze jej wirtualny adapter sieciowy rolę źródła.
W poniższym przykładzie, wirtualny adapter sieciowy o nazwie Monitorowanie jest skonfigurowany jako punkt docelowy dla monitorowania portu. W rezultacie, Maszyna wirtualna o nazwie DemoVM (‘Źródło’) będzie monitorować cały ruch sieciowy Maszyny wirtualnej o nazwie ‘Nowa maszyna wirtualna’ (Miejsce docelowe).
Set-VMNetworkAdapter -VMName ‘New Virtual Machine’-Name Monitoring -PortMirroring Destination
Następujący cmdlet można użyć do włączenia identyfikacji VLAN oraz przypisania konkretnego identyfikatora VLAN:
Set-VMNetworkAdapterVlan -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName ‘Hyper-V network adapter’ -Access -VlanId 20
W tym przypadku, etykietowanie VLAN zostanie włączone na konkretnym adapterze sieciowym Hyper-V, który jest podłączony do określonej Maszyny wirtualnej (DemoVM).
Lub jeśli chcesz wyłączyć etykietowanie VLAN, wpisz ten cmdlet: Set-VMNetworkAdapterVlan -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName ‘Hyper-V network adapter’ -Untagged
Główną zaletą poleceń cmdlet PowerShell jest to, że można je uporządkować w dowolny sposób, i tworzyć kompleksowe skrypty. Dzięki ich pomocy można znacznie zoptymalizować proces zarządzania i konfigurowania środowiska Hyper-V.
Jak chronić środowisko Hyper-V przy użyciu NAKIVO Backup & Replication
NAKIVO Backup & Replication to niezawodne i ekonomiczne rozwiązanie, które zapewnia całodobową ochronę Twojego środowiska wirtualnego, jednocześnie zapewniając szybkie odzyskiwanie najważniejszych danych i aplikacji krytycznych dla działania firmy, nawet w przypadku katastrofy. NAKIVO Backup & Replication zawiera kompleksowy zestaw narzędzi, które umożliwiają szybkie i efektywne tworzenie kopii zapasowych, replikacji, oraz odzyskiwanie systemu.
Dzięki temu rozwiązaniu można znacznie poprawić wydajność zadań tworzenia kopii zapasowych i replikacji, szczególnie poprzez optymalizację operacji sieciowych w infrastrukturze. W tym celu NAKIVO Backup & Replication oferuje następujące funkcje:
- Przyspieszenie sieci stosuje narzędzia redukcji ruchu i kompresji danych, które pozwalają na znaczne zmniejszenie ilości przesyłanych danych przez WAN. Takie wyniki uzyskuje się dzięki użyciu dwóch Transporterów, zainstalowanych w obu lokalizacjach (źródłowej i docelowej). Transporter w lokalizacji źródłowej kompresuje dane maszyny wirtualnej przed wysłaniem przez sieć, podczas gdy Transporter w lokalizacji docelowej dekompresuje odebrane dane. W rezultacie szybkość zadań tworzenia kopii zapasowych i replikacji maszyn wirtualnych może być znacznie zwiększona, a obciążenie sieci zmniejszone.
- Zaawansowane ograniczenie przepustowości pozwala na ustawienie limitów prędkości transferu danych, tak aby określić, ile pasma może zostać wykorzystane przez poszczególne zadania ochrony danych. W tym celu należy stworzyć reguły globalne lub przypisane do zadań, które kontrolują, ile pasma zużywa się podczas operacji tworzenia kopii zapasowych. Te reguły można stosować do różnych zadań ochrony danych i na różnych harmonogramach. Dzięki tej funkcji można zapewnić, że sieci nie będą przeciążone, nawet w godzinach pracy.
- Mapowanie sieci i zmiana adresów IP są wykorzystywane w zadaniach replikacji, trybu failover i odzyskiwania lokacyjnego, gdy witryny źródłowe i docelowe są podłączone do różnych sieci i mają różne adresy IP. Aby uniknąć jakichkolwiek problemów podczas odzyskiwania awaryjnego, należy stworzyć reguły mapowania sieci i Re-IP. Te reguły zapewniają, że sieci wirtualne źródłowe mogą być mapowane na odpowiednie sieci wirtualne docelowe, a adresy IP źródłowe mogą być mapowane na docelowe adresy IP w przypadku zdarzenia DR. Funkcje te pozwalają na skuteczną optymalizację i automatyzację procesu konfiguracji sieci.
