Virtualisierung in Windows 8 und Windows Server 2012

Microsoft Hyper-V: Tipps & Tricks aus der Praxis

20.08.2013 von Christian Vilsbeck und Thomas Rieske
Die Virtualisierungslösung Hyper-V ist in Windows Server 2012 und Windows 8 Pro integriert. Praxisnahe Tipps und Tricks erleichtern den Umgang mit dem Microsoft-Tool.

VMware ist im Markt der Virtualisierung von x86-basierten Servern und PCs noch immer führend. Allerdings holt Microsoft mit Hyper-V zunehmend auf. Denn im Gegensatz zu den VMware-Produkten ist Microsofts Virtualisierungslösung bereits fester Bestandteil der eigenen Betriebssysteme. Dabei ist Hyper-V nicht nur in Rechenzentren präsent. Neben Windows Server 2012 enthalten auch Windows 8 Pro und Enterprise die integrierte Virtualisierungstechnologie. Zudem gibt es den eigenständigen Hyper-V Server.

Durch die vielfältigen Möglichkeiten von Microsofts Hyper-V nimmt auch die Komplexität zu. Bedienung und Einstellmöglichkeiten eröffnen sich nicht immer auf den ersten Blick - wie bei so vielen komplexen Softwarelösungen.

Hyper-V 2012
Hyper-V 2012
Hyper-V ist ein Baremetal Hypervisor.
Hyper-V 2012
Der Hyper-V Switch erweitert die Netzwerkfähigkeiten des Hypervisors.
Hyper-V 2012
Das neue VHDX-Dateiformat bietet erheblich mehr Speicherplatz je virtueller Festplatte
Hyper-V 2012
Hyper-V kann das Speichern von Daten an kompatible Speichersysteme delegieren.
Hyper-V 2012
Die sconfig Kommandozeile dient als Setup- und Konfigurationswerkzeug.
Hyper-V 2012
Hyper-V wird als Server-Rolle über den Server Manager installiert

Auf den folgenden Seiten haben wir eine Übersicht praktischer und praxisnaher Tipps und Tricks rund um Microsofts Hyper-V zusammengestellt.

Vorsicht bei Dynamic Memory und Exchange Server

Hyper-V weist mit Dynamic Memory virtuellen Maschinen dynamisch Arbeitsspeicher zu. Doch die Funktion ist beim Exchange Server kritisch. Es drohen Performance-Einbrüche, wenn keine Vorkehrungen getroffen werden.

Problem Dynamic Memory: In Verbindung mit einem Exchange-Server kann die dynamische RAM-Zuweisung dessen Performance negativ beeinflussen. Entscheiden Sie sich besser für die Option "Statisch".

Dass ausgerechnet die sonst sehr hilfreiche Funktion Probleme bereitet, liegt an Leistungsoptimierungen, die Microsoft an den jüngeren Versionen von Exchange Server vorgenommen hat. Sie basieren zum größten Teil darauf, dass Exchange möglichst viele Daten im RAM zwischenspeichert. Als Folge weist Hyper-V bei aktiviertem Dynamic Memory Exchange immer mehr Arbeitsspeicher zu. Fordert der Hypervisor ihn für andere virtuelle Maschinen wieder zurück, kann es zu starken Einbußen bei Performance und Stabilität des Exchange-Servers kommen.

Es empfiehlt sich daher, in diesem Szenario auf eine dynamische Zuweisung von RAM zu verzichten und eine feste Speichergröße vorzugeben. Den Dialog dazu finden Sie in Hyper-V in den Einstellungen für die jeweilige virtuelle Maschine unter Hardware / Arbeitsspeicher / Speicherverwaltung. Wie sich die optimale Speichergröße berechnen lässt, zeigt Microsoft im Technet-Artikel Understanding Memory Configurations and Exchange Performance anhand von Exchange Server 2010.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V.

Antivirensoftware auf Host ohne Nebeneffekte nutzen

Kein Rechner ohne Virenscanner, so lautet in vielen Unternehmen die Vorgabe. Bei einem Hyper-V-Host sind dabei jedoch spezifische Dinge zu beachten. Sonst kann der Fall eintreten, dass sich virtuelle Maschinen nicht mehr starten lassen oder sogar aus der Verwaltungskonsole verschwinden.

Es gilt, den Scanner so zu konfigurieren, dass die von Hyper-V verwendeten Verzeichnisse und Prozesse vom Echtzeitscan ausgeschlossen werden. Dabei handelt es sich bei einer Standardinstallation um folgende Ordner samt Unterordnern:

C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Hyper-V (Konfigurationsdaten der virtuellen Maschine)

C:\Users\Public\Documents\Hyper-V\Virtual Hard Disks (Virtuelle Festplatten bei Standard bzw. Single Host)

C:\ClusterStorage (Virtuelle Festplatten bei Clustern)

Zusätzlich müssen Sie auch die von Hyper-V genutzten Prozesse ausklammern, deren zugehörige Dateien sich unter Windows\System32 befinden:

vmms.exe (Hyper-V Virtual Machine Management)

vmwp.exe (Hyper-V Virtual Machine Worker Process)

VHD-Speicherort: Den Pfad für virtuelle Festplatten sollten Sie auf jeden Fall in die Ausnahmeliste für den Virenscanner aufnehmen.

Wer Microsofts Antivirenprogramm Forefront Endpoint Protection einsetzt, kann eine vordefinierte Richtlinie nutzen. Im entsprechenden XML-File sind für den Eintrag Microsoft Hyper-V (Host) die genannten Ausschlüsse schon eingetragen.

Bei anderen Virenscannern lassen sich Ausnahmen in der Regel über den Einstellungsdialog festlegen. Nutzen Sie etwa Kaspersky Anti-Virus, finden Sie das Gewünschte unter Erweiterte Einstellungen / Gefahren und Ausnahmen.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V.

Kostenlose Microsoft-Kurse zu Hyper-V abrufen

Wer sich intensiver mit Hyper-V beschäftigt, wird feststellen, dass die Virtualisierungssoftware nicht nur leistungsstark ist, sondern an vielen Stellen auch komplex ausfällt. Microsoft kommt dem Informationsbedürfnis der Anwender mit Online-Schulungen entgegen, die man gratis nutzen kann.

Im Rahmen seines Schulungsangebots Microsoft Virtual Academy (MVA) stellt der Hersteller eine Kursreihe zum Thema Virtualisierung bereit. Die Kurse decken verschiedene Szenarien ab, sind in mehrere Module unterteilt und als meist englischsprachige Videos und PowerPoint-Präsentationen verfügbar.

Virtuelles Lehrmaterial: Die Microsoft Virtual Academy (MVA) bietet eine Reihe von Kursen zum Thema Hyper-V an. Englischkenntnisse sind hierbei allerdings unverzichtbar.

Vom Kurstitel lassen sich nicht unbedingt Rückschlüsse auf den Schwierigkeitsgrad ziehen. So richtet sich Introduction to Hyper-V Jump Start mitnichten an Einsteiger, sondern an IT-Fachleute, die bereits einige Erfahrungen mit Virtualisierungslösungen anderer Anbieter wie VMware gesammelt haben. Wer sich zunächst die Grundlagen erarbeiten möchte, sollte am besten die Hyperlinks unter Verwandte MVA-Kurse unter die Lupe nehmen.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V.

Beschädigtes VHD-File durch Konvertierung retten

Eigentlich ist die Größenänderung einer virtuellen Festplatte (VHD) ein normaler Vorgang, zum Beispiel um dem Gastsystem mehr Platz zu verschaffen. Doch manchmal geht dabei etwas schief, die Datei wird beschädigt - und ein funktionierendes Backup steht nicht zur Verfügung.

Die VHD-Datei lässt sich oft noch retten, indem man sie in einen dynamischen Datenträger (VHDX) umwandelt. Diese Möglichkeit stand in früheren Versionen von Hyper-V nur dann zur Verfügung, wenn man eine neue virtuelle Maschine anlegte.

Umwandlung: Ist eine VHD-Datei beschädigt, hilft es oft, sie in einen dynamischen Datenträger zu konvertieren und diesen dem virtuellen PC zuzuweisen.

Inzwischen existiert dafür ein separater Befehl. Sie erreichen ihn, wenn Sie im Hyper-V-Manager den zugehörigen virtuellen Computer auswählen und im rechten Fensterbereich unter Aktionen die Option Einstellungen auswählen. Klicken Sie jetzt unter einem der Controller, etwa IDE-Controller 0, auf den Namen der entsprechenden virtuellen Festplatte, danach auf Bearbeiten.

Daraufhin startet ein Assistent, der Sie Schritt für Schritt dabei unterstützt, die beschädigte Festplattendatei in das gewünschte Zielformat zu konvertieren. Wenn der Vorgang abgeschlossen ist, können Sie anschließend im selben Fenster rechts im Feld Virtuelle Festplatte die gerade umgewandelte VHDX-Datei zuweisen.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V.

Version der Integrationsdienste ermitteln

Um beispielsweise Kompatibilitätsprobleme zu klären, kann es erforderlich sein, die installierte Fassung der Integrationsdienste zu bestimmen. Doch ohne Hilfsmittel wie den System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) ist das nicht gerade intuitiv zu bewerkstelligen.

Wenn Sie die auf dem Host installierte Version der Integrationsdienste mit Bordmitteln abfragen wollen, führt an der Registry kein Weg vorbei. Starten Sie dazu zunächst den Registrierungseditor regedit.exe. Anschließend navigieren Sie zum Zweig HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Virtualization\GuestInstaller\Version. Die Versionsnummer lässt sich dem Wert des Strings mit dem Namen Microsoft-Hyper-V-Guest-Installer-Win6x-Package entnehmen.

Versionssuche: Die auf dem Hyper-V-Host vorhandene Version der Integrationsdienste lässt sich in der Registry ermitteln.

Um die für die jeweilige virtuelle Maschine installierte Version der Integrationsdienste herauszufinden, starten Sie die PowerShell als Administrator. Geben Sie dann den Befehl Get-VM | ft Name, IntegrationServicesVersion ein, und Sie sehen rechts neben dem Rechnernamen die Versionsangabe.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V.

Hyper-V mit VMware Workstation oder vSphere virtualisieren

Zu Test- oder Demo-Zwecken kann es sinnvoll sein, Hyper-V selbst zu virtualisieren. In diesem Hypervisor lassen sich dann weitere virtuelle Maschinen verschachtelt ausführen. Wenn Sie dazu VMware-Produkte einsetzen wollen, müssen Sie allerdings auf einige Details achten.

Da Hyper-V - mit Ausnahme des Stand-alone-Produkts Hyper-V Server - fester Bestandteil von Windows ist, müssen Sie in VMware die entsprechende Windows-Variante als virtuelle Maschine betreiben und darin Hyper-V einrichten. Für das Szenario eignen sich VMware Workstation ab Version 8 und vSphere ab Version 5, da beide die CPU-Virtualisierungsfunktionen an eine virtuelle Maschine durchreichen können.

Hardwarekonfiguration: Um die CPU-Virtualisierung in VMware zu ermöglichen, müssen Sie die Funktion pro virtuelle Maschine über eine Checkbox einschalten.

Legen Sie zunächst eine neue virtuelle Maschine an und aktivieren in deren Einstellungen unter Hardware / Processors die Option Virtual Intel VT-x/EPT or AMD-V/RVI. Da Hyper-V erwartet, die CPU in einem bestimmten Modus ansprechen zu können, müssen Sie außerdem die VMX-Konfigurationsdatei der virtuellen Maschine bearbeiten. Öffnen Sie sie in einem Texteditor, ergänzen Sie die Zeile hypervisor.cpuid.v0 = "FALSE", und speichern Sie die Datei.

Nun können Sie die virtuelle Maschine, etwa Windows Server 2012, installieren und danach Hyper-V durch Hinzufügen der entsprechenden Rolle im Server Manager aktivieren und konfigurieren. Anschließend lässt sich innerhalb des nun virtualisierten Hyper-V wie gewohnt eine virtuelle Maschine installieren und starten.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V in Kombination mit VMware Workstation ab Version 8 oder vSphere ab Version 5.

Virtual Machine Manager: Hosts im Hyper-V-Cluster optimieren

In einem Hyper-V-Cluster lässt sich per Live-Migration eine laufende virtuelle Maschine ohne Ausfall auf einen anderen Host verschieben. Dabei nimmt der Admin die Aufteilung auf die Hosts häufig nach grober Einschätzung vor. Eine gleichmäßige Lastverteilung kann man aber auch der Software überlassen.

Der System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) bietet dazu in Version 2012 die neue Funktion Hosts optimieren. Die Optimierung kann der User automatisch oder manuell vornehmen. Voraussetzung ist immer, dass die Hosts Teil eines Clusters sind.

Optimierung: Die Lastverteilung in einem Hyper-V-Cluster lässt sich für die Hosts automatisch durchführen.

Sie erreichen die automatische Optimierung, indem Sie mit der rechten Maustaste auf die Host-Gruppe klicken und aus dem Menü den Eintrag Eigenschaften wählen. Nun wählen Sie im linken Fensterbereich Dynamische Optimierung. Mit einem Häkchen vor der Checkbox unterhalb des Schiebereglers Aggressivität aktivieren Sie das Feature und legen das Intervall fest, in dem der SCVMM die Lastverteilung überprüft. Die aufgeführten Schwellenwerte dienen als Trigger, bei deren Unterschreiten eine Optimierung durchgeführt wird.

Um die Funktion manuell zu starten, klicken Sie wieder mit der rechten Maustaste auf den Cluster, wählen diesmal im Kontextmenü aber Hosts optimieren. Nun berechnet der SCVMM, ob die Last gleichmäßig verteilt ist. Erkennt die Software Verbesserungsbedarf, erhalten Sie eine entsprechende Empfehlung, die Sie mit einem Klick auf die Schaltfläche Optimieren übernehmen können.

Der Trick funktioniert ab System Center Virtual Machine Manager 2012.

Virtuelle Maschinen replizieren

Die Verfügbarkeit virtueller Maschinen ist eine Hauptanforderung von Administratoren. Hyper-V bietet zu diesem Zweck die Cluster-Funktion, die allerdings meist erheblichen Aufwand nach sich zieht. Deutlich weniger Ressourcen benötigen Sie, wenn Sie virtualisierte Rechner replizieren.

Hyper-V ist in der Lage, virtuelle Maschinen von einem Host auf einen anderen zu übertragen. Diese Replikation geschieht mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung und basiert auf Snapshots. Damit ist der Administrator in der Lage, bei einem Ausfall zeitnah auf ein annähernd aktuelles Ausweichsystem umzuschalten. Grundsätzlich ist dafür keine spezielle Infrastruktur, etwa in Form von Clustern, notwendig. Sie benötigen lediglich mindestens zwei physische Hyper-V-Hosts auf Basis von Windows Server 2012. Dabei enthält der Primärserver die virtualisierte Umgebung, während der Replikatserver die replizierten Daten der virtuellen Maschinen empfängt.

Ausfallsicherheit: Mit einem Replikatserver, der ein zeitnahes Abbild der virtuellen Maschinen enthält, steht bei Problemen rasch ein Ausweichsystem parat. Die Aktivierung erfolgt im Hyper-V-Manager.

Den Replikatserver aktivieren Sie, indem Sie im Hyper-V-Manager auf Hyper-V-Einstellungen und anschließend im linken Teil des Fensters unter Server auf Replikationskonfiguration klicken. Jetzt können Sie rechts durch ein Häkchen vor dem Kontrollkästchen Diesen Computer als Replikatserver aktivieren das System als Replikatserver festlegen.

Auf dem Primärserver klicken Sie einfach mit der rechten Maustaste auf die zu replizierende virtuelle Maschine und wählen Replikation aktivieren aus. Anschließend startet ein Assistent, der Sie Schritt für Schritt durch die Konfiguration lotst.

Sie können den Replikationsstatus im Hyper-V-Manager auch überwachen, indem Sie im Ansichtsmenü die Option Spalten hinzufügen/entfernen auswählen und der Liste Verfügbare Spalten den Eintrag Replikationsstatus hinzufügen.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V auf Basis von Windows Server 2012.

Negative Ping-Zeiten in virtuellen Maschinen vermeiden

Einige Benutzer stoßen bisweilen auf ein skurriles Phänomen in Gastsystemen von Hyper-V: Eine virtualisierte Netzwerkkarte verliert bei einem Ping-Befehl im lokalen Netzwerk in erheblichem Umfang Pakete oder meldet sogar negative Antwortzeiten.

Das Problem tritt bevorzugt bei Multiprozessor- und Mehrkernsystemen auf. Es entsteht dadurch, dass die Windows-Funktion QueryPerformanceCounter für die Timer-Einstellungen den Time Stamp Counter (TSC) nutzt. Da jeder Prozessor bzw. Prozessorkern einen eigenen TSC besitzt, können Abweichungen entstehen, die das Betriebssystem nicht synchronisiert.

Timer-Wechsel: Um eine andere Zeitquelle für Messungen zu verwenden, müssen Sie der Windows-Boot-Konfiguration den Eintrag "useplatformclock on" hinzufügen. Mit dem Befehl "bcdedit" können Sie danach kontrollieren, ob die Änderung erfolgreich war.

Abhilfe schafft ein Eintrag in der Boot-Konfiguration des Hosts, um eine andere Timer-Quelle für Messungen zu verwenden. In einigen Microsoft-Quellen zu diesem Fehler ist noch davon die Rede, einen Eintrag in der Datei boot.ini zu ergänzen. Da jedoch seit Windows Vista diese Textdatei durch die Boot Configuration Data (BCD) ersetzt wurde, muss man mittlerweile mit dem Kommandozeilen-Tool bcdedit (oder einem grafischen Front-End wie EasyBCD) arbeiten. Öffnen Sie dazu eine Eingabeaufforderung als Administrator. Dann geben Sie den Befehl bcdedit.exe /set useplatformclock on ein. Ob der Eintrag erfolgreich ergänzt wurde, sehen Sie, wenn Sie anschließend das Kommando bcdedit ohne Parameter aufrufen: Im Abschnitt Windows-Startladeprogramm muss die Zeile useplatformclock mit dem Wert Yes stehen. Die geänderten Einstellungen werden erst wirksam, wenn Sie den Host neu starten.

Der Trick funktioniert mit allen aktuellen Versionen von Hyper-V. (cvi)