Karty sieciowe Hyper-V: co to jest, dlaczego są potrzebne i jak działają
W poprzednim wpisie na blogu omówiono, jak utworzyć maszynę wirtualną ( 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, by maszyny wirtualne działające na hoście Hyper-V mogły się ze sobą komunikować. W tym celu konieczna jest znajomość kart sieciowych Hyper-V, technologii leżącej u podstaw sieci Hyper-V, a także sposobów konfiguracji sieci Hyper-V.
Informacje o sieciach w Hyper-V
Wirtualna karta sieciowa (zwana również vNIC) może być traktowana jako zwirtualizowana wersja fizycznej karty sieciowej. Jest ona wykorzystywana w środowiskach Hyper-V do łączenia serwera fizycznego z innymi serwerami, maszynami wirtualnymi lub dowolnymi innymi urządzeniami sieciowymi za pośrednictwem połączenia LAN. Krótko mówiąc, vNIC umożliwia i zarządza całą komunikacją sieciową.
Każda maszyna wirtualna posiada co najmniej jedną kartę vNIC, która zapewnia połączenie z jedną podsiecią. Można jednak przypisać tej karcie dodatkowe adresy IP, aby uzyskać dostęp do wielu podsieci.
Podczas instalacji roli Hyper-V na komputerze i rozpoczynania tworzenia nowych maszyn wirtualnych należy zwrócić uwagę na domyślne konfiguracje sieciowe.
- Wcześniejsze wersje systemu Windows (sprzed Windows 10) nie posiadały przełączników wirtualnych. Jednak po włączeniu funkcji Hyper-V w systemie Windows 10 można skorzystać z przełącznika domyślnego (Default Switch) w celu zapewnienia płynnej komunikacji sieciowej, ponieważ zapewnia on dostęp do sieci hosta.
- Wirtualne karty sieciowe Hyper-V umożliwiają komunikację między maszynami wirtualnymi za pośrednictwem przełącznika wirtualnego. Jednak nowo utworzonym maszynom wirtualnym nie są przypisane żadne przełączniki wirtualne. Każda nowa maszyna wirtualna posiada kartę sieciową, którą można skonfigurować poprzez przypisanie pojedynczego przełącznika wirtualnego lub pozostawić w stanie odłączonym. Aby zatem zapewnić łączność sieciową, należy utworzyć przełącznik wirtualny i skonfigurować wirtualną kartę sieciową.
Istnieją trzy rodzaje przełączników wirtualnych, które zapewniają różne poziomy łączności sieciowej:
- Zewnętrzny przełącznik wirtualny może łączyć się z fizyczną kartą sieciową, co umożliwia maszynom wirtualnym dostęp do sieci fizycznej. Zewnętrzny przełącznik wirtualny umożliwia komunikację między maszynami wirtualnymi na tym samym komputerze fizycznym, między maszynami wirtualnymi a komputerem fizycznym, a także zapewnia maszynom wirtualnym dostęp do sieci fizycznej.
- Wewnętrzny przełącznik wirtualny umożliwia komunikację między maszynami wirtualnymi działającymi na tym samym serwerze Hyper-V, a także między tymi maszynami a systemem operacyjnym zarządzającym. Jednak ten typ przełącznika nie zapewnia dostępu do sieci fizycznej.
- Prywatny przełącznik wirtualny zapewnia łączność wyłącznie między maszynami wirtualnymi działającymi na tym samym hoście Hyper-V. Ten typ sieci zapewnia izolowany tryb łączności sieciowej.
Kolejną kwestią wartą wspomnienia jest oznaczanie VLAN, czyli metoda przypisywania konkretnego znacznika (identyfikatora VLAN) do każdego pakietu przesyłanego w sieci. Oznaczanie VLAN upraszcza proces identyfikacji, który pakiet informacji należy do konkretnej sieci VLAN. 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 zdjęcie 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 bezpieczeństwa używany do szyfrowania wymiany danych sieciowych. Z włączonym odciążaniem zadań IPsec możesz przenieść związane z nim zadania do karty sieciowej, aby nie nadużywać zasobów sprzętowych.
- Kliknij Zastosuj aby zapisać zmiany.
- Następnie wybierz Funkcje zaawansowane , aby skonfigurować zaawansowane funkcje na wirtualnej karcie sieciowej. Obejmują one adres MAC, ochronę DHCP, ochronę routera, sieć chronioną, kopiowanie portów oraz zespoły NIC. Każda funkcja jest opisana krótko, jak można ją użyć. Przeczytaj je i zdecyduj, które funkcje należy włączyć.
- Zaznacz wymagane pola 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 używany w celu zapewnienia bardziej zaawansowanych funkcji i licznych 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
Zmiana nazwy kart sieciowych Hyper-V
Można również zmienić nazwę karty sieciowej Hyper-V konkretnej maszyny wirtualnej lub w systemie operacyjnym zarządzającym:
Rename-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -NewName ‘Network Adapter 2019’
W Menedżerze Hyper-V można sprawdzić, czy wszystkie karty sieciowe maszyny wirtualnej o nazwie DemoVM zostały pomyślnie przemianowane.
Aby nadać nową nazwę karcie sieciowej (Network Adapter 2019) konkretnej maszyny wirtualnej (DemoVM), uruchom następujący skrypt:
Rename-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -Name ‘Network Adapter 2019’ -NewName ‘Hyper-V network adapter’
Poniższy cmdlet pomoże zmienić nazwę karty sieciowej systemu operacyjnego zarządzającego.
Rename-VMNetworkAdapter -ManagementOs -Name Adapter -NewName ‘Communications Channel’
Konfiguracja kart sieciowych Hyper-V
W tej sekcji wymieniono różne cmdlety, których można używać do konfiguracji funkcji karty sieciowej Hyper-V w maszynie wirtualnej Hyper-V lub w systemie operacyjnym zarządzającym. Pełne zapoznanie się ze wszystkimi opcjami konfiguracyjnymi może zająć dużo czasu. Dlatego omówimy tylko kilka funkcji, które można włączyć za pomocą PowerShell.
Na przykład można włączyć funkcję DHCP Guard, uruchamiając poniższy skrypt. Funkcja DHCP Guard służy do ochrony systemu przed nieautoryzowanym dostępem ze strony systemu operacyjnego gościa.
Set-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -DhcpGuard On
Dodatkowo można włączyć funkcję Port Mirroring, która pozwala na kopiowanie pakietów sieciowych z jednej wirtualnej karty sieciowej i wysyłanie ich do innej. Dostępne są dwa tryby kopiowania: źródłowy (Source) i docelowy (Destination). Wybierając tryb źródłowy, zgadzamy się, że ruch sieciowy z tej konkretnej karty sieciowej będzie kopiowany i wysyłany do maszyny wirtualnej pełniącej rolę w procesie monitorowania. Karcie sieciowej tej maszyny wirtualnej zostanie przypisany tryb kopiowania docelowego. Należy pamiętać, że aby ta funkcja działała, każdej karcie sieciowej źródłowej należy przypisać kartę sieciową docelową.
Aby włączyć kopiowanie portów w trybie źródłowym, uruchom następujący skrypt:
Set-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM –Name ‘Hyper-V network adapter’-PortMirroring Source
Ten cmdlet włączy funkcję Port Mirroring na maszynie wirtualnej o nazwie DemoVM i przypisze jej wirtualnej karcie sieciowej rolę źródła.
W poniższym przykładzie wirtualna karta sieciowa o nazwie Monitoring jest skonfigurowana jako punkt docelowy dla funkcji Port Mirroring. W rezultacie maszyna wirtualna o nazwie DemoVM („Źródło”) będzie prowadzić monitorowanie całego ruchu sieciowego maszyny wirtualnej o nazwie „New Virtual Machine” (Miejsce docelowe).
Set-VMNetworkAdapter -VMName ‘New Virtual Machine’-Name Monitoring -PortMirroring Destination
Poniższy cmdlet można wykorzystać do włączenia identyfikacji VLAN, a także do przypisania konkretnego identyfikatora VLAN:
Set-VMNetworkAdapterVlan -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName ‘Hyper-V network adapter’ -Access -VlanId 20
W tym przypadku oznaczanie VLAN zostanie włączone na konkretnej karcie sieciowej Hyper-V (karta sieciowa Hyper-V), która jest podłączona do określonej maszyny wirtualnej (DemoVM).
Jeśli natomiast chcesz wyłączyć oznaczanie VLAN, wpisz następujący 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.
