Bộ điều hợp mạng Hyper-V: Là gì, tại sao và cách thức hoạt động
Bài viết blog trước đã đề cập đến cách tạo một máy ảo Hyper-V (VM). Tuy nhiên, việc tạo một VM Hyper-V chỉ là bước đầu tiên trong việc xây dựng một môi trường ảo lớn; sau đó, bạn cần phải đảm bảo rằng các VM đang chạy trên máy chủ vật lý Hyper-V có thể giao tiếp với nhau. Để làm điều này, bạn cần có kiến thức về các bộ điều hợp mạng Hyper-V, công nghệ đằng sau mạng Hyper-V, cũng như cách cấu hình mạng Hyper-V.
Về mạng Hyper-V
Bộ điều hợp mạng ảo (còn được biết đến là NIC ảo) có thể được coi là một phiên bản ảo hóa của một bộ điều hợp mạng vật lý. Nó được sử dụng trong môi trường Hyper-V để kết nối một máy chủ vật lý với các máy chủ khác, VM, hoặc bất kỳ thiết bị mạng nào khác qua kết nối LAN. Nói ngắn gọn, vNIC kích hoạt và quản lý tất cả các giao tiếp mạng.
Mỗi VM có một hoặc nhiều vNIC, cung cấp kết nối đến một mạng con đơn. Tuy nhiên, bạn có thể chỉ định thêm địa chỉ IP vào vNIC đó để truy cập đến nhiều mạng con.
Khi bạn cài đặt vai trò Hyper-V trên máy tính của mình và bắt đầu tạo VM mới, bạn cần lưu ý đến các cấu hình mạng mặc định.
- Các phiên bản Windows cũ hơn (trước Windows 10) không có công tắc ảo. Tuy nhiên, khi bạn kích hoạt Hyper-V trên Windows 10, bạn có thể sử dụng một công tắc Mặc định cho mạng liền mạch, vì nó cung cấp quyền truy cập vào mạng của máy chủ vật lý.
- Các bộ điều hợp mạng ảo Hyper-V cho phép các VM giao tiếp thông qua một công tắc ảo. Tuy nhiên, các VM mới tạo không có bất kỳ công tắc ảo nào được chỉ định cho chúng. Mỗi VM mới có một bộ điều hợp mạng, có thể được cấu hình bằng cách chỉ định một công tắc ảo duy nhất, hoặc bạn có thể để nó ngắt kết nối. Do đó, để kích hoạt kết nối mạng, bạn cần tạo một công tắc ảo và cấu hình bộ điều hợp mạng ảo.
Có ba công tắc ảo cung cấp các mức độ kết nối mạng khác nhau:
- Một công tắc ảo bên ngoài có thể kết nối với bộ điều hợp mạng vật lý, cho phép các VM truy cập đến một mạng vật lý. Một công tắc ảo bên ngoài cho phép giao tiếp giữa các VM trên cùng một máy tính vật lý, giữa VM và máy tính vật lý, cũng như cho phép các VM truy cập vào mạng vật lý.
- Một công tắc ảo nội bộ cho phép giao tiếp giữa các VM đang chạy trên cùng một máy chủ Hyper-V, cũng như giữa những VM đó và hệ điều hành quản lý. Tuy nhiên, loại công tắc này không cung cấp quyền truy cập vào mạng vật lý.
- Một công tắc ảo riêng chỉ đảm bảo kết nối giữa các VM chạy trên cùng một máy chủ Hyper-V. Loại mạng này cung cấp một chế độ kết nối mạng riêng biệt.
Một điểm khác đáng chú ý là đánh dấu VLAN, là một phương pháp chỉ định một thẻ cụ thể (VLAN ID) cho mỗi gói dữ liệu chạy trên mạng. Đánh dấu VLAN đơn giản hóa quá trình xác định gói tin nào thuộc về VLAN cụ thể. Kết quả là, phương pháp này cho phép bạn cách ly lưu lượng mạng và đảm bảo rằng các giao tiếp mạng được thực hiện mà không bị gián đoạn.
Các adapter mạng ảo trong Hyper-V có thể ở hai loại:
- Các adapter mạng cũ mô phỏng một adapter mạng vật lý và chỉ hoạt động với các VM thế hệ 1. Loại adapter mạng này được sử dụng cho các VM khách không có học hỏi không hỗ trợ Hyper-V Integration Services hoặc Linux Integration Services. Tối đa 4 vNiC cũ có thể được triển khai trên một VM duy nhất. Hơn nữa, một adapter mạng cũ được áp dụng để kích hoạt giao tiếp giữa các HĐH khách mà không được hỗ trợ bởi Hyper-V. vNiC cũ có thể thực hiện cài đặt dựa trên mạng của các HĐH khách.
- Các adapter mạng tổng hợp được sử dụng cho các VM khách có học hỏi hỗ trợ cho Hyper-V Integration Services hoặc Linux Integration Services. Tối đa 8 vNIC tổng hợp có thể được triển khai trên một VM duy nhất. Chúng thường cung cấp hiệu suất tốt hơn so với vNIC cũ. Trong trường hợp này, kết nối mạng được kích hoạt bởi VMBus, cung cấp và kiểm soát việc giao tiếp giữa các phân vùng riêng biệt. Hơn nữa, với loại adapter mạng này, bạn có thể sử dụng gắn nhãn VLAN.
Cách cài đặt Adapter mạng ảo trong Hyper-V Manager
Có hai cách bạn có thể kích hoạt và cấu hình một adapter mạng Hyper-V: trong Hyper-V Manager bằng cách sử dụng giao diện người dùng đồ họa (GUI), hoặc trong PowerShell bằng cách chạy các kịch bản PowerShell. Chúng tôi sẽ thảo luận cả hai cách một cách chi tiết. Giờ hãy bắt đầu với phương pháp đầu tiên:
- Mở Hyper-V Manager.
- Tìm VM bạn muốn thêm một adapter mạng Hyper-V và nhấp chuột phải vào tên VM đó. Chọn cài đặt.
- Menu mới sẽ mở ra, cung cấp thông tin về cài đặt VM. Trong phần Phần cứng, chọn Thêm phần cứng để thấy danh sách các thiết bị mà bạn có thể thêm vào VM của mình. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi chỉ quan tâm đến hai tùy chọn: Adapter mạng và Adapter mạng cũ (chỉ có sẵn cho các VM thế hệ 1). Chọn adapter mạng bạn cần và nhấp Thêm .
- Bạn sẽ được chuyển hướng tới phần Bộ điều hợp Mạng nơi bạn có thể cấu hình một bộ điều hợp mạng Hyper-V mới bằng cách chọn một công tắc ảo để Kết nối tới, bằng cách kích hoạt nhận dạng VLAN và chỉ định ID VLAN, và bằng cách chỉ định lượng băng thông sử dụng tối đa và tối thiểu. Bạn cũng có thể gỡ bỏ bộ điều hợp mạng Hyper-V bằng cách nhấn Gỡ bỏ
- Nhấn Áp dụng để lưu thay đổi.
Ngoài ra, trong Hyper-V Manager, bạn có thể chỉnh sửa cài đặt tăng tốc phần cứng và kích hoạt nhiều tính năng nâng cao.
- Nhấp đúp vào Bộ điều hợp Mạng dưới phần Phần cứng. Chọn Tăng tốc Phần cứng. Tại đây, bạn có thể kích hoạt Hàng đợi Máy ảo (VMQ) và tải công việc IPsec ra ngoài, cũng như chỉ định số phía tối đa của cấu hình bảo mật SA. Hàng đợi Máy ảo Hyper-V là một công nghệ ảo hóa phần cứng đảm bảo truyền dữ liệu mạng trực tiếp tới bộ nhớ chia sẻ VM. IPsec là giao thức bảo mật được sử dụng để mã hóa trao đổi dữ liệu mạng. Với tải công việc IPsec ra ngoài, bạn có thể chuyển công việc liên quan đến IPsec đến một bộ điều hợp mạng để tránh sử dụng quá nhiều tài nguyên phần cứng.
- Nhấn Áp dụng để lưu thay đổi.
- Sau đó, chọn Tính năng nâng cao để cài đặt các tính năng nâng cao trên bộ điều hợp mạng ảo. Chúng bao gồm địa chỉ MAC, bảo vệ DHCP, bảo vệ Router, mạng bảo vệ, phản chiếu cổng và gom nhóm NIC. Mỗi tính năng đều đi kèm với một mô tả ngắn về cách nó có thể được sử dụng. Đọc chúng và quyết định tính năng nào nên được kích hoạt.
- Đánh dấu vào các hộp cần thiết và nhấn Áp dụng để lưu thay đổi.
Quản lý Bộ điều hợp Mạng với PowerShell
Như có thể thấy, các tùy chọn cấu hình trong Hyper-V Manager khá hạn chế. Hơn nữa, bằng cách sử dụng giao diện GUI, bạn chỉ có thể thiết lập bộ điều hợp mạng Hyper-V cho các máy ảo khách, chứ không phải cho hệ điều hành quản lý. Vì lí do này, PowerShell có thể được sử dụng để cung cấp chức năng tiên tiến hơn và nhiều tùy chọn cấu hình khác nhau. Hãy xem cách quản lý bộ điều hợp mạng Hyper-V bằng PowerShell.
Tạo bộ điều hợp mạng Hyper-V
Lưu ý rằng để các câu lệnh PowerShell hoạt động, bạn cần chạy PowerShell ở chế độ quản trị viên. Để làm điều này, hãy nhập PowerShell trong thanh tìm kiếm, nhấn chuột phải vào biểu tượng PowerShell, và chọn Chạy với tư cách quản trị viên. Chèn cmdlet Add-VMNetworkAdapter để thêm một bộ điều hợp mạng ảo mới vào một Máy ảo Hyper-V. Dưới đây là một ví dụ về cách bạn có thể sử dụng cmdlet này:
Add-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -SwitchName DemoVSwitch –Name ‘Demo Network Adapter’
Ví dụ sau cho thấy cách bạn có thể thêm một bộ điều hợp mạng ảo thứ hai trong hệ điều hành quản lý:
Add-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name ‘Second Network Adapter’
Kết nối hoặc ngắt kết nối bộ điều hợp mạng Hyper-V
Cmdlet Connect-VMNetworkAdapter cho phép kết nối bộ điều hợp mạng ảo với công tắc ảo bạn chọn. Ví dụ dưới đây minh họa cách thêm một công tắc ảo (Công tắc mặc định) vào hai VM (DemoVM và Máy ảo Mới) cùng lúc. Đảm bảo rằng không có VM nào đang chạy.
Connect-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM, ‘New Virtual Machine’ -SwitchName ‘Default Switch’
Để ngắt kết nối bộ điều hợp mạng Hyper-V từ công tắc ảo hoặc nhóm tài nguyên Ethernet, hãy sử dụng cmdlet Disconnect-VMNetworkAdapter. Kịch bản sau giúp ngắt kết nối tất cả bộ điều hợp mạng khỏi một VM đơn lẻ mang tên DemoVM :
Disconnect-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM
Kịch bản PowerShell này có thể sử dụng để ngắt kết nối tất cả bộ điều hợp mạng ảo kết nối với công tắc ảo Công tắc mặc định trong tất cả VM môi trường Hyper-V.
Get-VMNetworkAdapter -VMName *| Where-Object {$_.SwitchName -eq 'Default Switch'} | Disconnect-VMNetworkAdapter
Với PowerShell, bạn có thể điều chỉnh cấu hình chính xác hơn. Nếu bạn muốn ngắt kết nối tất cả bộ điều hợp mạng kết nối với công tắc ảo cụ thể (Công tắc mặc định) chạy trên một VM nhất định (DemoVM), sử dụng cmdlet dưới đây:
Get-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM | Where-Object {$_.SwitchName -eq 'Default Switch'} | Disconnect-VMNetworkAdapter
Lấy bộ điều hợp mạng Hyper-V
Kịch bản PowerShell này có thể dùng để truy cập thông tin về các bộ điều hợp mạng ảo hiện diện trên VM cụ thể, trên hệ điều hành quản lý hoặc tất cả VM cũng như hệ điều hành quản lý chạy trong môi trường ảo. Tất cả các cmdlet được trình bày dưới đây:
- Cho một VM đơn lẻ:
Get-VMNetworkAdapter –VMName DemoVM
- Cho hệ điều hành quản lý:
Get-VMNetworkAdapter -ManagementOS
- Cho tất cả VM trong môi trường Hyper-V, gồm cả hệ điều hành quản lý:
Get-VMNetworkAdapter -All
Nếu kịch bản cuối cùng thực hiện đúng, bạn sẽ thấy màn hình sau chứa thông tin về bộ điều hợp mạng Hyper-V của bạn:
Loại bỏ bộ điều hợp mạng Hyper-V
Cmdlet này dùng để loại bỏ một hoặc nhiều bộ điều hợp mạng ảo khỏi VM, cũng như khỏi hệ điều hành quản lý.
Trong ví dụ tiếp theo, bộ điều hợp mạng Bộ điều hợp Mạng Mới được loại bỏ khỏi VM tên là DemoVM:
Remove-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName NewNetworkAdapter
Ví dụ dưới đây chỉ cách loại bỏ bộ điều hợp mạng thứ hai khỏi hệ điều hành quản lý: Remove-VMNetworkAdapter -ManagementOs -Name Secondary
Đổi tên bộ điều hợp mạng Hyper-V
Bạn cũng có thể đổi tên bộ điều hợp mạng Hyper-V của một máy ảo cụ thể hoặc trên hệ điều hành quản lý:
Rename-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -NewName ‘Network Adapter 2019’
Trong Hyper-V Manager, bạn có thể kiểm tra xem tất cả các bộ điều hợp mạng của máy ảo có tên DemoVM đã được đổi tên thành công hay chưa.
Để đặt tên mới cho bộ điều hợp mạng (Network Adapter 2019) của một máy ảo cụ thể (DemoVM), hãy chạy tập lệnh sau:
Rename-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -Name ‘Network Adapter 2019’ -NewName ‘Hyper-V network adapter’
Cmdlet sau đây có thể giúp bạn đổi tên bộ điều hợp mạng của hệ điều hành quản lý.
Rename-VMNetworkAdapter -ManagementOs -Name Adapter -NewName ‘Communications Channel’
Đặt cấu hình bộ điều hợp mạng Hyper-V
Phần này liệt kê các cmdlet khác nhau, có thể được sử dụng để cấu hình các tính năng của bộ điều hợp mạng Hyper-V trong một máy ảo Hyper-V hoặc hệ điều hành quản lý. Việc khám phá toàn bộ các tùy chọn cấu hình có thể mất rất nhiều thời gian. Do đó, chúng ta sẽ chỉ thảo luận về một số tính năng có thể được kích hoạt thông qua PowerShell.
Ví dụ, bạn có thể kích hoạt DHCP Guard bằng cách chạy tập lệnh dưới đây. DHCP Guard được sử dụng để bảo vệ hệ thống khỏi các truy cập trái phép từ phía hệ điều hành khách.
Set-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM -DhcpGuard On
Ngoài ra, bạn có thể kích hoạt Port Mirroring, cho phép sao chép các gói tin mạng từ một bộ điều hợp mạng ảo và gửi chúng đến một bộ điều hợp khác. Có hai chế độ sao chép: Nguồn (Source) và Đích (Destination). Khi chọn chế độ Nguồn, chúng ta đồng ý rằng lưu lượng mạng của bộ điều hợp mạng cụ thể này sẽ được sao chép và gửi đến máy ảo giám sát. Bộ điều hợp mạng của máy ảo đó sẽ được gán chế độ sao chép Đích. Lưu ý rằng mỗi bộ điều hợp mạng Nguồn phải được gán một bộ điều hợp mạng Đích để tính năng này hoạt động.
Để kích hoạt Port Mirroring ở chế độ Nguồn, hãy chạy tập lệnh sau:
Set-VMNetworkAdapter -VMName DemoVM –Name ‘Hyper-V network adapter’-PortMirroring Source
Cmdlet này sẽ kích hoạt tính năng Port Mirroring trên máy ảo có tên DemoVM và gán vai trò nguồn cho bộ điều hợp mạng ảo của nó.
Trong ví dụ sau, bộ điều hợp mạng ảo có tên Monitoring được cấu hình làm điểm đích cho Port Mirroring. Do đó, máy ảo có tên DemoVM (‘Nguồn’) sẽ giám sát toàn bộ lưu lượng mạng của máy ảo có tên ‘New Virtual Machine’ (Đích).
Set-VMNetworkAdapter -VMName ‘New Virtual Machine’-Name Monitoring -PortMirroring Destination
Có thể sử dụng cmdlet sau để bật nhận dạng VLAN cũng như gán một ID VLAN cụ thể:
Set-VMNetworkAdapterVlan -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName ‘Hyper-V network adapter’ -Access -VlanId 20
Trong trường hợp này, việc gắn thẻ VLAN sẽ được bật trên một bộ điều hợp mạng Hyper-V cụ thể (bộ điều hợp mạng Hyper-V) được kết nối với một máy ảo nhất định (DemoVM).
Hoặc, nếu bạn muốn tắt việc gắn thẻ VLAN, hãy nhập cmdlet này: Set-VMNetworkAdapterVlan -VMName DemoVM -VMNetworkAdapterName ‘Hyper-V network adapter’ -Untagged
Ưu điểm chính của các lệnh PowerShell là bạn có thể sắp xếp chúng theo bất kỳ cách nào bạn muốn và tạo ra các tập lệnh toàn diện. Với sự trợ giúp của chúng, bạn có thể tối ưu hóa đáng kể quá trình quản lý và cấu hình môi trường Hyper-V của mình.
Cách bảo vệ môi trường Hyper-V bằng NAKIVO Backup & Replication
NAKIVO Backup & Replication là giải pháp đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí, có thể cung cấp khả năng bảo vệ 24/7 cho môi trường ảo của bạn, đồng thời đảm bảo rằng dữ liệu nhạy cảm nhất và các ứng dụng quan trọng nhất của bạn có thể được khôi phục nhanh chóng, ngay cả trong trường hợp thảm họa. NAKIVO Backup & Replication bao gồm một bộ công cụ toàn diện, cho phép sao lưu nhanh chóng và hiệu quả, sao chép, và khôi phục hệ thống.
Với giải pháp này, bạn có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của các tác vụ sao lưu và nhân bản, đặc biệt là thông qua việc tối ưu hóa hoạt động mạng trong cơ sở hạ tầng của bạn. Để đạt được mục tiêu này, NAKIVO Backup & Replication cung cấp các tính năng sau:
- Tăng tốc mạng áp dụng các công cụ giảm lưu lượng và nén dữ liệu, giúp bạn giảm đáng kể lượng dữ liệu được truyền qua mạng WAN. Kết quả này đạt được nhờ việc sử dụng hai Transporter, được cài đặt tại cả hai địa điểm (nguồn và đích). Transporter tại địa điểm nguồn sẽ nén dữ liệu máy ảo (VM) trước khi gửi qua mạng, trong khi Transporter tại địa điểm đích sẽ giải nén dữ liệu đã nhận. Nhờ đó, tốc độ của các tác vụ sao lưu và nhân bản máy ảo có thể được tăng lên đáng kể và tải mạng được giảm bớt.
- Kiểm soát băng thông nâng cao cho phép bạn thiết lập giới hạn tốc độ truyền dữ liệu để xác định lượng băng thông mà các tác vụ bảo vệ dữ liệu cụ thể được phép sử dụng. Để thực hiện điều này, bạn cần tạo các quy tắc toàn cục hoặc theo từng tác vụ để kiểm soát lượng băng thông được tiêu thụ trong quá trình sao lưu. Các quy tắc này có thể được áp dụng cho các tác vụ bảo vệ dữ liệu khác nhau và theo các lịch trình khác nhau. Với tính năng này, bạn có thể đảm bảo mạng của mình không bị quá tải, ngay cả trong giờ làm việc.
- Lập bản đồ mạng và thay đổi địa chỉ IP được sử dụng trong các tác vụ nhân bản, chuyển đổi dự phòng và khôi phục site khi site nguồn và site đích được kết nối với các mạng khác nhau và có các địa chỉ IP khác nhau. Để tránh mọi sự cố trong quá trình khôi phục thảm họa, bạn cần tạo bản đồ mạng và các quy tắc Re-IP. Các quy tắc này đảm bảo rằng các mạng ảo nguồn có thể được ánh xạ đến các mạng ảo đích phù hợp, trong khi các địa chỉ IP nguồn có thể được ánh xạ đến các địa chỉ IP đích trong trường hợp xảy ra sự cố thảm họa. Các tính năng này cho phép bạn tối ưu hóa và tự động hóa hiệu quả quy trình cấu hình mạng.
