共用方式為


Hyper-V 功能和術語

Hyper-V 有許多專屬於虛擬化的功能和詞彙。 本文提供最常見的 Hyper-V 功能和術語的概觀,可協助您了解和優化虛擬化環境並改善效能。 功能和詞彙會分組為類別,以方便參考。

虛擬機世代

Hyper-V 支援兩代虛擬機,以判斷可用的功能和虛擬硬體:

  • 第 1 代 虛擬機使用舊版 BIOS 韌體,並提供舊版應用程式的相容性,這些應用程式需要較舊的硬體支援,包括 32 位系統和舊版硬體模擬,例如 IDE 控制器和虛擬軟盤檔案。

  • 第 2 代 虛擬機使用新式 UEFI 韌體,並提供增強的安全性功能,例如安全開機和 vTPM、改善的效能、SCSI 開機支援,以及網路適配器和記憶體的熱新增/移除功能。 建議大多數工作負載使用第 2 代虛擬機。

您無法在建立之後變更虛擬機的世代,因此請根據您的需求仔細選擇。 如需詳細資訊,請參閱 虛擬機世代

處理器/CPU

Hyper-V 支援各種處理器特性和功能,以優化虛擬機效能和相容性,如下幾節所述。

處理器相容性

處理器指令集預設會從 Hyper-V 主機傳遞至虛擬機。 處理器相容性模式可讓虛擬機在具有不同處理器世代的 Hyper-V 主機上執行,方法是遮罩較新的 CPU 功能和指示,以提供固定的共通性。 透過執行 Windows Server 的 Hyper-V 主機,您可以使用即時移轉,在具有不同處理器模型但屬於同一廠商系列的主機之間遷移虛擬機器。 即使硬體不同,虛擬機仍可移植到 Hyper-V 基礎結構,例如將虛擬機移轉至新的叢集或更換硬體。

Windows Server 2025 中引進的動態處理器相容性會動態計算所有節點的一組通用處理器功能,讓虛擬機能夠利用叢集上可用的最大功能。

如需詳細資訊,請參閱 處理器相容性模式

資源控制

Hyper-V 中的資源控制可讓您管理及配置虛擬機的CPU資源。 您可以設定 CPU 使用量的限制、保留和權數,確保重要的工作負載會收到必要的資源,同時防止虛擬機之間的資源爭用。

NUMA

非統一記憶體存取 (NUMA) 是一種記憶體架構,可讓多個處理器以優化效能的方式存取記憶體。 Hyper-V 支援 NUMA 組態,讓虛擬機能夠利用基礎硬體的 NUMA 拓撲,以改善記憶體存取和效能。

NUMA 跨越是一項功能,可讓虛擬機使用來自多個 NUMA 節點的記憶體,這對於需要大量記憶體或具有高記憶體頻寬需求的工作負載很有説明。 這項功能適用於虛擬機需要存取比單一 NUMA 節點中可用的更多記憶體或虛擬處理器的情況。 虛擬 NUMA 會將主機的 NUMA 拓撲呈現至虛擬機作系統。

記憶體

Hyper-V 提供數個記憶體管理功能,以優化虛擬機的資源使用率和效能,如下列各節所述。

動態記憶體

Hyper-V 主機可以根據目前工作負載,動態調整配置給虛擬機的記憶體數量,並根據最大值、最小值和啟動值進行調整。 視需要動態增加或減少記憶體配置有助於優化資源使用率,方法是確保虛擬機的工作負載具有正確的內存量,而不會浪費資源。

虛擬機的作系統必須支援易失記憶體,而且必須在虛擬機設定中加以啟用。 所有支援的 Windows Server 和 Windows作系統都支援易失記憶體,許多 Linux 發行版也一樣。

智慧型分頁檔案

當虛擬機的記憶體需求在啟動時超過可用的物理記憶體時,智慧型分頁可暫時紓解記憶體壓力。 Hyper-V 會在磁碟上建立智慧型分頁檔案,做為暫時性記憶體緩衝,讓虛擬機即使在記憶體限制的情況下也能順利啟動。 這項功能在虛擬機可能暫時需要比最初配置更多的記憶體的環境中很有用,有助於防止啟動失敗,同時維護系統穩定性。

記憶體權數

記憶體權數可以根據虛擬機的重要性或工作負載需求,排定虛擬機的記憶體配置優先順序。 藉由將不同的記憶體權數指派給虛擬機,您可以控制記憶體資源的分佈方式,確保重要的工作負載在防止資源爭用的同時接收必要的記憶體。

實體位址延伸模組核心支援

實體位址延伸模組 (PAE) 技術可讓 32 位 Linux 核心存取大於 4GB 的實體地址空間。 舊版 Linux 散發套件 (例如 RHEL 5.x) 曾提供個別已啟用 PAE 的核心。 較新的發行版包括預先建置的PAE支援。

安全性

Hyper-V 提供數個安全性功能來保護虛擬機及其數據,如下列各節所述。 這些功能有助於確保虛擬化工作負載的完整性、機密性和可用性。

安全開機

安全開機可協助保護虛擬機,避免在開機過程中執行未經授權的程序代碼。 它可確保只會載入受信任和已簽署的開機組件,以防止惡意代碼或未經授權的軟體危害虛擬機的完整性。 安全開機適用於具有 Windows 和 Linux作系統的第 2 代虛擬機,且預設為啟用。

如需詳細資訊,請參閱安全開機

加密支援

虛擬機的加密有助於保護待用和傳輸中的數據。 此支援包含虛擬信任平台模組 (TPM)、虛擬機儲存狀態,以及即時移轉網路流量的選項。

虛擬 TPM 適用於第 2 代虛擬機,可讓虛擬機作系統使用硬體型安全性功能,類似於實體機器上可用的功能。 TPM 適用於需要增強安全性的案例,例如執行需要 TPM 的 Windows 11 或 BitLocker 磁碟驅動器加密。

第 1 代和第 2 代虛擬機都可以使用金鑰保護裝置來加密虛擬機儲存狀態和即時移轉網路流量。 如需詳細資訊,請參閱 密鑰儲存磁碟驅動器

受防護的虛擬機器

受防護的虛擬機透過保護虛擬機免於未經授權的存取和竄改,例如來自遭入侵主機,為敏感性工作負載提供額外的安全性層。 這些虛擬機使用受防護網狀架構,因此只能在網狀架構中狀況良好且已核准的主機上執行,並使用加密、安全開機和虛擬 TPM 來確保只有受信任的程式代碼會在虛擬機內執行。 第 2 代虛擬機可以使用防護功能。

受防護虛擬機和受防護網狀架構的範例使用案例可讓雲端服務提供者為租用戶虛擬機提供更安全的環境。

如需詳細資訊,請參閱受防護網狀架構與受防護的 VM 概觀

儲存體

Hyper-V 提供各種記憶體功能來管理虛擬機磁碟,並將記憶體效能優化,如下幾節所述。

儲存結構

Hyper-V 支援各種不同的記憶體架構,以滿足各種記憶體需求和效能需求。 您可以使用:

  • 適用於高效能記憶體解決方案的儲存局域網路(SAN),可提供虛擬機檔案的區塊層級存取。

  • 跨多部伺服器使用本機硬碟來建置具高可用性及擴充性的儲存方案,利用 Storage Spaces Direct 技術。 儲存空間直接存取是 Windows Server 的一部分,可讓您建立軟體定義的儲存解決方案,以提供備援、效能和延展性,以及超融合或分類式儲存架構。

  • 跨多個 Hyper-V 主機共用儲存的網路附加儲存裝置(NAS),提供高可用性及故障移轉叢集的功能。

  • 本機記憶體,使用 NVMe、SSD 或 HDD 快速存取虛擬機檔案。

您可以使用這些記憶體架構的組合來符合您的特定需求。 如需詳細資訊,請參閱 Hyper-V 的記憶體架構

虛擬硬碟

虛擬硬碟 (VHD) 是代表虛擬機硬碟的檔案。 Hyper-V 支援兩種類型的虛擬硬碟格式:

  • VHD:原始格式,最多可支援 2TB 的記憶體。

  • VHDX:較新的格式,最多可支援 64TB 的記憶體。 VHDX 提供數個優點,包括更好的效能、增強的數據損毀保護、在線重設大小、支援較大的邏輯扇區大小(4KB),以及自動數據對齊和修剪,以提升記憶體使用率。

虛擬硬碟提供彈性且有效率的方式,以下列功能管理虛擬機記憶體:

  • 差異磁碟:基於既有的父磁碟創建新的磁碟。 對差異磁碟所做的變更不會影響父磁碟,可讓您維護乾淨的基底映射,同時允許修改差異磁碟。 差異磁碟適用於測試、開發或建立虛擬機快照集等案例。

  • 傳遞磁碟:直接連結至虛擬機的實體磁碟,略過虛擬硬碟層。 虛擬機可以直接存取實體磁碟,為需要低階磁碟存取的特定工作負載提供更好的效能。 傳遞磁碟通常用於高效能應用程式或需要直接存取實體磁碟的案例。

  • 共用磁碟驅動器:多部虛擬機可以同時存取第 2 代虛擬機的相同虛擬硬碟。 共用磁碟驅動器適用於叢集或高可用性等案例,其中多部虛擬機需要共用數據或資源。

  • 記憶體服務品質:藉由設定虛擬硬碟的最小和最大輸入/輸出作業/每秒輸入/輸出作業限制,來管理和控制虛擬機記憶體的效能。 重大工作負載會接收必要的記憶體效能,同時防止虛擬機之間的資源爭用。

虛擬光纖通道

支援虛擬光纖通道適配卡可讓虛擬機直接連線到光纖通道儲存局域網路(SAN),讓它們能夠存取 SAN 資源,就像是實體伺服器一樣。 這項功能適用於需要高效能記憶體存取的案例,例如在具有大型資料庫或任務關鍵性應用程式的企業環境中。

虛擬光纖通道 SAN 會將多個實體存放裝置匯總成單一邏輯存放集區。 您可以將虛擬光纖通道適配卡新增至虛擬機,以將它連線到虛擬光纖通道 SAN。

網路

Hyper-V 提供各種網路功能來管理虛擬機連線能力,並優化網路效能,這些功能涵蓋在下列各節中。 若要深入瞭解 Hyper-V 網路功能,請參閱 規劃 Hyper-V 網路功能。

虛擬交換器

虛擬交換器是軟體型網路交換器,可讓虛擬機彼此通訊,並與外部網路通訊。 Hyper-V 支援三種類型的虛擬交換器:

  • 外部:將虛擬機連線到實體網路,讓虛擬機能夠與外部裝置和服務通訊。

  • 內部:允許相同主機上的虛擬機與主機作系統之間的通訊,但不允許與外部網路通訊。

  • 私人:只允許在相同主機上的虛擬機之間進行通訊,而不需要連線到主機作系統或外部網路。

虛擬網路配接器

虛擬網路適配器是虛擬化網路適配器(NIC),可讓虛擬機聯機到虛擬交換器,並與其他虛擬機或外部網路通訊。 根據預設,虛擬網路適配器高效能且使用綜合驅動程式,相較於舊版網路適配器,可提供更佳的效能和較低的 CPU 額外負荷。

舊版網路適配器也提供對不支援合成適配器的較舊操作系統或應用程式的相容性。

您可以使用各種設定來設定虛擬網路介面器,例如:

  • 靜態或動態 MAC 位址:將靜態 MAC 位址指派給虛擬網路適配器,或允許 Hyper-V 動態指派一個。

  • MAC 位址詐騙:讓虛擬機變更其 MAC 位址,這對於網路測試或安全性分析等案例很有用。

  • VLAN 支援:虛擬網路適配器可設定為使用 VLAN(虛擬局域網路)進行網路分割和隔離。

  • 帶寬管理:設定虛擬網路適配器的頻寬限制,以控制網路流量,並確保虛擬機之間的資源配置公平。

  • 網路虛擬化:建立可以共存於相同實體基礎結構上的隔離虛擬網路。 網路虛擬化適用於多租用戶環境或測試不同網路設定,而不會影響實體網路等案例。

  • IPsec 工作卸除:虛擬機可以將 IPsec 處理卸載至主機的網路適配器,這可改善效能,並減少安全網路通訊的 CPU 額外負荷。

  • DHCP 防護:防止虛擬機作為 DHCP 伺服器,確保只有授權的 DHCP 伺服器可以提供 IP 位址給網路上的虛擬機。

  • 路由器公告防護:防止虛擬機傳送路由器公告,確保只有授權的路由器可以在網路上公告其存在。

  • 受保護的網路:建立虛擬機的安全網路環境,確保只有授權的虛擬機可以彼此通訊,並與外部網路通訊。

  • 埠鏡像:藉由將虛擬網路適配器的流量鏡像至另一張虛擬網路適配器或實體網路適配器來監視網路流量。 埠鏡像適用於網路疑難解答、效能監視或安全性分析等案例。

  • NIC 小組:將多個實體網路適配器結合成單一邏輯適配卡,以改善效能和備援性。 此功能適用於需要高網路輸送量或容錯的案例。

  • NIC 裝置命名:將自定義名稱指派給虛擬網路適配器,讓您更輕鬆地在 Hyper-V Manager 或 PowerShell 中識別及管理它們。 僅適用於第 2 代虛擬機。

  • 客體中的 NIC 小組:設定虛擬機本身內的 NIC 小組,讓虛擬機能夠利用多個網路適配器來改善效能和備援。

  • Hyper-V 複本故障轉移的靜態 IP 插入:在 Hyper-V 複本故障轉移期間,將靜態 IP 位址插入虛擬機,確保虛擬機可以在故障轉移後維持其網路連線。 它同時支援 IPv4 和 IPv6 位址。

  • 虛擬機佇列 (VMQ):虛擬機可以將網路處理卸載至主機的網路適配器,這可改善網路效能,並減少大量網路工作負載的 CPU 額外負荷。

  • 單一根 I/O 虛擬化 (SR-IOV):虛擬機可以直接存取實體網路硬體,提升效能並降低網路密集型工作負載的延遲。 SR-IOV 適用於低延遲網路存取至關重要的案例,例如在高頻率交易或實時數據處理應用程式中。

控制器和埠

Hyper-V 支援各種控制器和埠來管理虛擬機硬體和連線能力。

  • SCSI 控制器:將虛擬硬碟和 DVD 磁碟驅動器連線到虛擬機作為 SCSI 裝置。 相較於 IDE 控制器,它可提供更佳的效能和彈性,尤其是第 2 代虛擬機。

  • IDE 控制器:將虛擬硬碟和 DVD 磁碟驅動器連線到虛擬機作為 IDE 裝置。 IDE 控制器僅適用於第 1 代虛擬機。

  • COM 埠:透過主機或遠端電腦上的命名管道連接序列裝置或應用程式。 COM 埠僅適用於第 1 代虛擬機。

  • 光纖通道配接器:將虛擬機連線到光纖通道儲存局域網路(SAN),以進行高效能記憶體存取,例如在具有大型資料庫或任務關鍵性應用程式的企業環境中。

  • 磁碟驅動器:將虛擬軟盤 (.vfd) 檔案連線到第 1 代虛擬機。 虛擬軟碟磁碟用於從軟盤映像開機,或用於需要軟盤支援的舊版應用程式。

整合服務

Hyper-V 中的 Integration Services 是一組服務與驅動程式,可增強虛擬機的效能和功能。 若要深入瞭解 Integration Services,請參閱 Hyper-V Integration Services

  • 操作系統關機:當主機本身正在關閉或虛擬機正在停止時,主機可以正常地關閉虛擬機。 客體操作系統可以執行正常關機,防止資料遺失或損毀。

  • 時間同步處理:將客體作系統的時鐘與主機的時鐘同步處理,確保虛擬機內的精確守時。 時間同步處理對於依賴精確時間戳或時間敏感作業的應用程式而言很重要。 Hyper-V 受益於 Windows Server 2016 首次引入的時間精確度改進,這提供了主機與客體作業系統之間更精確的時間同步能力。 如需詳細資訊,請參閱 Windows Server 2016 的時間精確度改進

  • 數據交換:主機與客體作系統之間交換數據的機制,可讓主機擷取虛擬機的相關信息,例如其名稱、IP 位址和其他組態詳細數據。

  • 心跳機制:一種心跳機制,可使主機監控虛擬機的健康狀態與運行狀態。 主機可以偵測來賓作業系統是否有回應,以便主動管理和故障排除。

  • 備份(磁碟區陰影複製):使用磁碟區陰影複製服務 (VSS) 來建立虛擬機的應用程式一致備份,以確保數據在備份作業期間處於一致狀態。

  • 客體服務:提供一個介面,讓 Hyper-V 主機雙向複製檔案至虛擬機或從虛擬機複製檔案。 預設不會啟用來賓服務。

檢查站

檢查點可讓您在特定時間點擷取虛擬機的狀態。 您可以使用檢查點回復到該點,這對於測試、開發或復原用途很有用。 檢查點有兩種類型:

  • 生產檢查點:這些檢查點會使用磁碟區陰影複製服務(VSS)來建立虛擬機器的應用程式一致快照集。 它們適用於生產環境,並確保虛擬機的數據處於一致狀態。

  • 標準檢查點:擷取虛擬機的狀態(執行中或關閉電源),包括記憶體、磁碟和裝置狀態。 它們適用於測試和開發場景,但在應用程式一致性方面表現不佳。

選擇性的自動檢查點會在虛擬機啟動時自動建立檢查點,並在虛擬機停止時合併,讓您在忘記手動建立檢查點時快速還原為已知的良好狀態。

若要深入瞭解檢查點,請參閱 Hyper-V 檢查點

移轉和複寫

移轉和複寫是協助維護 Hyper-V 環境中高可用性和彈性的重要功能,如下幾節所述。

即時移轉

即時移轉可讓您將執行中的虛擬機從一部 Hyper-V 主機移至另一部主機,而不需要停機。 移轉虛擬機適用於負載平衡、硬體維護或災害復原案例。 即時移轉可以使用專用網路 SMB 或 TCP/IP 透過網路執行,也可以使用 RDMA(遠端直接記憶體存取)來加快傳送速率。 即時移轉僅適用於 Windows Server 中的 Hyper-V。

虛擬機可以在相同叢集中的主機或獨立主機之間移轉。 在叢集中,可以設定自動平衡,根據主機資源使用率自動移轉虛擬機,確保最佳效能和資源配置。

若要深入了解即時移轉,請參閱 即時移轉概觀

記憶體移轉

記憶體移轉可讓您將虛擬機的記憶體檔案(例如虛擬硬碟)從一個位置移至另一個位置,而不需要停機。 移轉記憶體適用於將虛擬機移至不同記憶體裝置、優化記憶體效能或重新組織記憶體資源等案例。 記憶體移轉僅適用於 Windows Server 中的 Hyper-V。

重複

Hyper-V 複本可讓您以異步方式將虛擬機從某個 Hyper-V 主機複寫到另一部,以維護不同主機上虛擬機的次要複本,以便進行災害復原。 Hyper-V 複本僅適用於 Windows Server 中的 Hyper-V。

複寫可以設定為在相同叢集中的主機或獨立主機之間復寫虛擬機。 它同時支援完整和累加式復寫,可讓您根據需求選擇復寫層級。

您可以使用各種選項來設定複寫,例如:

  • 復寫頻率:設定複寫的頻率,例如每 30 秒、5 分鐘或 15 分鐘,以平衡效能和數據一致性。

  • 驗證:支援 Kerberos 和憑證式驗證,以進行安全複寫。

  • 壓縮:在傳輸期間壓縮數據,以減少頻寬使用量。

  • 恢復點:指定每個復寫虛擬機要保留多少恢復點,讓您能夠復原到特定時間點。

  • VSS 快照:Hyper-V 副本使用卷影複製服務 (VSS) 在復寫期間建立虛擬機的應用程式一致快照。 VSS 可確保複寫的數據處於一致狀態,即使是在虛擬機內執行的應用程式也一致。

  • 從復寫排除磁碟:您可以從復寫中排除特定的虛擬硬碟,讓您控制要復寫哪些磁碟,以及哪些磁碟未復寫。

欲了解更多關於 Hyper-V 複製品的資訊,請參閱 Hyper-V 複製品概覽

圖形

GPU 可用來增強 Hyper-V 環境中的虛擬機圖形功能,啟用需要高效能圖形轉譯的案例,例如遊戲、3D 模型化或視訊編輯。

Hyper-V 支援虛擬機中 GPU 使用量的兩個選項:

  • 離散裝置指派:將實體 GPU 直接指派給虛擬機,以提供 GPU 資源的獨佔存取權。 離散裝置指派適用於需要高效能圖形處理的案例,例如在虛擬機內執行需要大量圖形的應用程式或遊戲。

  • GPU 分割:將實體 GPU 資源的一部分配置給多部虛擬機,讓它們能夠共用 GPU 以進行圖形處理。 GPU 數據分割適用於多個虛擬機需要存取圖形功能的案例,而不需要每個虛擬機的專用 GPU。

若要深入瞭解 Hyper-V 中的 GPU 加速,請參閱 規劃 GPU 加速

巢狀虛擬化

巢狀虛擬化可讓您在虛擬機內執行 Hyper-V 來執行更多虛擬機,讓測試、開發或定型等案例不需要實體硬體。 這項功能適用於您想要在虛擬化環境中建立和管理虛擬機的案例,例如在膝上型計算機或桌面電腦上執行 Hyper-V。

巢狀虛擬化適用於第 2 代虛擬機。 若要深入瞭解巢狀虛擬化,請參閱 什麼是巢狀虛擬化

管理

若要管理 Hyper-V 環境和虛擬機,您可以使用各種工具和介面:

  • Hyper-V 管理員:用於管理 Hyper-V 主機和虛擬機的內建圖形使用者介面 (GUI) 工具。 它提供簡單的方法來建立、設定和維護虛擬機。 若要深入瞭解 Hyper-V 管理員,請參閱 使用 Hyper-V Manager 遠端管理 Hyper-V 主機

  • Windows Admin Center:網頁式管理工具,提供集中式介面來管理 Hyper-V 主機和虛擬機,以及其他 Windows Server 功能。 若要深入瞭解如何使用 Windows Admin Center 進行 Hyper-V 管理,請參閱 使用 Windows Admin Center 管理虛擬機

  • PowerShell:功能強大的命令行介面,可讓您自動化並編寫 Hyper-V 管理工作的腳本。 PowerShell 提供一組豐富的 Cmdlet 來管理虛擬機、主機和其他 Hyper-V 功能。 若要深入瞭解如何使用PowerShell進行 Hyper-V 管理,請參閱 使用 Hyper-V 和 Windows PowerShell

  • System Center Virtual Machine Manager:適用於大規模 Hyper-V 環境的完整管理解決方案。 Virtual Machine Manager 提供進階功能來管理虛擬機、主機、記憶體和網路功能,以及支援多重 Hypervisor 環境。 若要深入瞭解 Virtual Machine Manager,請參閱 什麼是 Virtual Machine Manager

主控台存取

主控台存取可讓您透過圖形使用者介面 (GUI) 或命令行介面 (CLI) 與虛擬機互動。 Hyper-V 支援數種方法進行主控台存取:

  • 虛擬機聯機:Hyper-V Manager 中的內建工具,可提供連線和管理虛擬機的控制台存取權。 它可讓您與虛擬機的桌面互動、執行系統管理工作,以及疑難解答問題。 也稱為 VMConnect。 若要深入瞭解虛擬機連線,請參閱 Hyper-V 虛擬機連線

  • 增強的會話模式:虛擬機連線的一部分,透過 Hyper-V 主機透過直接連線,使用遠端桌面通訊協定 (RDP) 連線到虛擬機。 因為它使用 RDP,它也支援 RemoteFX ,以提供額外的功能,例如剪貼簿共用、磁碟驅動器重新導向和印表機重新導向。 增強的會話模式適用於第二代虛擬機器,並且需要虛擬機作業系統的支援。 若要深入瞭解增強的會話模式,請參閱 在 Hyper-V 虛擬機上使用本機資源與 VMConnect

  • PowerShell Direct:從 Hyper-V 主機直接在虛擬機上執行 PowerShell 命令,而不需要網路連線。 它提供安全的方式來管理虛擬機,而不需將其公開至網路。 若要深入瞭解 PowerShell Direct,請參閱 使用 PowerShell Direct 管理 Windows 虛擬機

電源管理

Hyper-V 可讓您控制虛擬機在主機上啟動和停止的方式:

  • 自動啟動動作:指定 Hyper-V 服務啟動時要採取的動作,以及在服務停止時執行虛擬機。 選項包括 Nothing在服務停止時自動啟動自動啟動此虛擬機,以及自動啟動延遲(以秒為單位)。

  • 自動停止動作:指定 Hyper-V 服務停止時要採取的動作。 選項包括 儲存虛擬機狀態關閉虛擬機,以及 關閉客體作系統

以下是一些其他資源,可協助您深入瞭解 Hyper-V 及其功能: