以前、

Hyper-V 2.0 新機能～ネットワーク編その2

で解説を入れたのですが、Hyper-V1.0の仮想端末で使用されるMACアドレスの範囲はどこに記載されているか？というとレジストリになりますが、Hyper-V2.0では仮想ネットワークマネージャーから操作できるようになりました。

ではそもそもなぜこのような機能が増えたのかと考えると、これはHyper-Vサーバーを展開する際にSysperpを使用します。しかし、仮想端末で使用されるMACアドレスの範囲はレジストリに書かれていてSysprepでは変化しません。そこでこのまま展開すると、Hyper-V上の仮想端末のMACアドレスがバッティングする可能性があったので、MACアドレスの範囲を簡単に変更できた方がいいからだと思います。

HKLMSoftwareMicrosoftWindows NTCurrentVersionVirtualization

MinimumMacAddress
MaximumMacAddress

指定例：
MinimumMacAddress = 00-15-5d-ec-34-00
MaximumMacAddress = 00-15-5d-ec-34-FF

＊上位MACアドレスの00-15-5dはマイクロソフトが保有しているアドレスになるので固定にする必要があります。

さて、最近気づいたことがあります。それはちょっとHyper-V1.0のときと挙動が異なることがあったので調べてみました。

Hyper-V 2.0 でSysperpをかけます

• 仮想端末が存在していて外部接続のNWが接続されている→MACアドレスの範囲は変化しない
• 仮想端末が存在していて内部接続のNWが接続されている→MACアドレスの範囲が変化していた

これはHyper-V1.0ではありえない動作なので本腰を入れて調査してみました。

そもそも、このMACアドレスの範囲は、Hyper-Vが起動して外部ネットワークが作成される段階で作成されます。生成アルゴリズムはどうなっているかというと、その時点のホストのIPアドレスが

192.168.10.200

だとしたら、第3、4オクテットが使われるのでこれらの値を16進数に変換すると0A、C8になります。上位MACアドレスは決まっているので結果的に

00-15-5d-0a-c8-00から00-15-5d-0a-c8-ffの範囲になります。

ここでHyper-V 2.0ではどのような挙動になるか確認です

Sysprep後に起動します。すでに記載したように

• 仮想端末が存在していて外部接続のNWが接続されている→MACアドレスの範囲は変化しない

これはHyper-V 1.0 と同様です

しかし

• 仮想端末が存在していて内部接続のNWが接続されている→MACアドレスの範囲が変化していた

なぜこのようになるのか？

実はHyper-V 2.0ではSysprepをかけると

HKLMSoftwareMicrosoftWindows NTCurrentVersionVirtualization

MinimumMacAddress
MaximumMacAddress

これらのレジストリも変化します。ではどの段階で新しい値が付与されるかというと、仮想ネットワークマネージャーを起動した時点で付与されるようです。

しかし、この動作の条件としては外部ネットワークが使用されていないが当てはまります

ただし、外部ネットワークが使用されていなくても同一の固定IPがすべてのHyper-V 2.0サーバーに設定されていて、そのままのアドレスで仮想ネットワークマネージャーを起動すると結果的にすべてのHyper-V 2.0サーバーのMACアドレスの範囲は同じになります。

このような挙動の変化が確認できました。

よって、Hyper-V2.0においてSYSPREPを使用した展開を行う場合は、外部ネットワークを使用しない状態での展開を行い、すべてのサーバーは異なるIPアドレスにしたのちに（DHCPクライアントにしておいてもいいですね）仮想ネットワークマネージャーを起動するとMACアドレスの範囲の重複は起こらないということになります。

まとめ

Hyper-V1.0の場合は、SYSPREPをかけてもMACアドレスの範囲は変化しない
Hyper-V2.0の場合は、SYSPREPをかけるとある条件下ではMACアドレスの範囲は変化する（条件：外部ネットワークを使用していない）

細かい点なんですが、Hyper-V1.0のときはエクスポートした仮想マシンをインポートする際には、必ず目的の場所にコピーをしてからインポートしていました。その理由は1回インポートした仮想マシンは再度インポートできないのでその対策がひとつ。

もう一つは、エクスポートする際には外付けHDDなどに行う場合が多いです。その外付けHDDを別のHyper-Vがインストールされている物理マシンに接続し、インポート作業を行うことになります。もしこのままインポートを行ってしまうと、その外付けHDDが仮想化マシンの保存場所になってしまいます。これは困りますよね～

そんなことから、インポートする際にはエクスポートしたデータを目的の場所にコピーしてからインポートを行うということをしていました。

ではHyper-V2.0ではどうなったか？

「すべてのファイルを複製し、同じ仮想化マシンを再度インポートできるようにする」というオプションが付加されたんです。これで、今まで行っていたコピーする作業は自動的に行われることになります。

ここで注意が必要なのは、「仮想マシンをコピーする」チェックですが、この操作を行うと仮想マシンIDが新たに作られるだけで、インポートするゲストOSには変化がありません。ということはSIDの問題などがあるということになります。

また、インポートした仮想マシンの仮想ネットワークに外部接続ネットワークがつけられていた場合は、再設定が必要になるということでしょうか。

そのほかのネットワーク新機能としては

• ジャンボフレームのサポート
• TCPオフロードのサポート

があげられます。

ジャンボフレームやTCPオフロードはホストでは使用できましたが、Hyper-V2.0（Windows Server 2008 R2）より、ゲストOSでサポートされるようになりました。

これがHyper-V1.0のゲストOS上のネットワークプロパティの詳細設定です。 （Jumbo Packetの項目はありませんね）

これがHyper-V2.0のゲストOS上のネットワークプロパティの詳細設定です。

これらの画面を見れば一目瞭然ですね。

ジャンボパケットはデフォルトでは無効ですので必要ならここの値を変更する必要があります。ただし、通信経路すべての機器がジャンボフレームに対応していないと使えませんので注意が必要です。

ジャンボパケットとは通常イーサネットでは最大1518バイトで通信を行いますが、それよりも大きなパケット通信を行うことを言います。通常1G以上の通信で使用します。10、100Mでの通信でジャンボパケットを使用すると逆にパフォーマンスが劣化したり、リンクが失われる場合がありますので注意が必要です。

TCPオフロードはデフォルトでペアレントOSおよび仮想端末側でオートになっています。

確認方法としてはそれぞれのコマンドプロンプトより

netsh int tcp sh global

TCPオフロードとはネットワーク通信における計算処理をCPUが行っていますが、それをNICに行わせることによってコンピュータまたはサーバー上のネットワークデータの処理を向上させるのに役立ちます。

今まではたとえホストOSでTCPオフロードを使用していても、仮想マシンのネットワーク処理はホストOSのCPUが担当していました。この処理を有効にすることにより10%程度の処理速度の向上が見込まれるようです。

Hyper-Vにおける推奨のネットワーク構成としては、管理用ネットワークと仮想マシン用ネットワークを分けて構築しましょうということでした。

ではHyper-V1.0において具体的にどのように行うの？

1. 物理NICを2枚用意する
2. NIC1を管理用、NIC2を仮想マシン用とする
3. Hyper-Vマネージャより仮想ネットワークマネージャを開き、NIC2に外部のネットワークを作成する
4. ホストOSのネットワーク接続からNIC2にバインドされている仮想NICを無効化する

ポイントは4番の仮想NICを無効化するになります。これを行わないとNIC2で管理が行えてしまうからです。

ではHyper-V2.0では？

Hyper-V2.0では、外部ネットワーク作成において新しいオプションが増えています。「管理オペレーティングシステムにこのネットワークアダプタの共有を許可する」です。

ということで実際には

1. 物理NICを2枚用意する
2. NIC1を管理用、NIC2を仮想マシン用とする
3. Hyper-Vマネージャより仮想ネットワークマネージャを開き、NIC2に外部のネットワークを作成する
4. 「管理オペレーティングシステムにこのネットワークアダプタの共有を許可する」のチェックがないことを確認する

実は、Hyper-V2.0では「管理オペレーティングシステムにこのネットワークアダプタの共有を許可する」にチェックを入れないとホストOSのネットワーク接続に仮想NICは現れなくなりました。これは、いい変更ですね。

以上のように、より簡単に管理用と仮想マシン用のネットワークの分離ができるようになりました。

厳密に言うと新機能ではないのですが、新たにインターフェイスが用意されたものがあります。それが、[MACアドレスの範囲]になります。

Hyper-Vの仮想マシンのMACアドレスは動的に設定することができます。

実は、Hyper-Vの役割がインストールされた際にMACアドレスプールがレジストリに設定されます。

HKLMSoftwareMicrosoftWindows NTCurrentVersionVirtualization

MinimumMacAddress
MaximumMacAddress

指定例：
MinimumMacAddress = 00-15-5d-ec-34-00
MaximumMacAddress = 00-15-5d-ec-34-FF

＊上位MACアドレスの00-15-5dはマイクロソフトが保有しているアドレスになるので固定にする必要があります。

がアドレス範囲として設定されることになります。

参考：Dealing with MAC address pool duplication in Hyper-V

さて、この設定が問題になることとしてはHyper-Vの役割をインストール済みの状態で、マスターとして設定したのちに複数台の物理マシンに展開したとします。仮にSysprepを実行してもこのアドレス範囲は変わりません。

ということは、複数のHyper-Vマシン上で仮想マシンを作成すると仮想マシン間でMACアドレスのバッティングが発生する可能性があります。

Hyper-V1.0の時にはこのレジストリ情報を変更することによって回避していました。すでにゲストを構築済みの場合は、一度ネットワークアダプタを削除し、再度作成する必要があります。

Hyper-V2.0では、インターフェイスからMACアドレス範囲を変更できるようになったんですね。

ネットワークの設定において「MACアドレスのスプーフィングを有効にする」という機能が追加されました。

これがHyper-V1.0のネットワークアダプタの画面になります

これがHyper-V2.0のネットワークアダプタの画面になります

さて、これって何？

仮想ネットワークマネージャからネットワークを作成すると仮想スイッチが作られます

この仮想スイッチは通常のスイッチと同様にMACアドレスの学習をします。しかし、ここで問題になるのはそもそも仮想マシンは物理MACを持っていません。ということはMACアドレスは常に仮想MACということになります。これは便利な半面、使い方によってはセキュリティ上の問題が発生する可能性があります。

仮想マシンで異なる複数のMACアドレスがあった場合は再学習されてしまいます。これはこれで正しい動作なのですが、Hyper-V2.0ではこのような動作を禁止させる仕様になりました。

参考：New in Hyper-V Windows Server 2008 R2 Part 2 – MAC Spoofing

チェックなし（セキュアモード）とした場合は次のようになります

1. 仮想ネットワークに設定されたMACアドレスのみが自分が送るパケットの唯一の送信元MACアドレスになる
2. 仮想マシンは宛先MACアドレスが登録されたMACアドレスのユニキャストのみを受信します。そのMACを宛先とするパケットは他のポートにフラッディングされることはない
3. 仮想スイッチは学習するのでルーティングテーブルを含む様々な内部構造をメンテナンスします。仮想マシンを起動し仮想ネットワークが起動したらルーティングテーブルに自分のMACアドレスを登録し、他のポートに移動しないようにする
4. トラフィックがスイッチによってフラッディングされる必要がある場合、セキュアモードになっているそのポートに対しては行われない
5. 仮想マシン内のMACアドレスは上書きはされない

チェックを入れた場合（セキュアレスモード）は

1. 仮想マシンはすべてのMACアドレスのトラフィックを送受信する
2. 仮想マシンはフラッディングされたユニキャストパケットを受信する
3. ポートに対して複数のMACアドレスを学習させることができる。またルーティングテーブルはスイッチポートを通過した時点で学習される
4. 仮想マシンはMACアドレスを上書きできる

NLBを構築する際には（ユニキャスト構成）各ネットワークのMACアドレスをNLBで設定した仮想MACアドレスに変更しなくてはなりません。その場合は、この「MACアドレスのスプーフィングを有効にする」にチェックを入れたセキュアレスモードにする必要があります

2009/09/15追記

NLB構成の際には、静的MACにしてNLBのMACアドレスに変更する必要はないようです。検証の結果、自動的に適用されました。

■エクスポート・インポート機能

仮想マシンの構成情報、スナップショットの情報を含めて仮想マシンを移動する機能

仮想マシン毎に保持する関連ファイルを一括処理
・構成ファイル（.xml）
・仮想ディスク（.vhd）
・状態データ（.bin、.vsv）
・スナップショット（.avhd）

構成ファイルのみのエクスポートが可能

インポート時にIDの再使用可能
ただし、同一ホストに同じGUIDの仮想マシンがすでに存在する場合は、インポートエラーとなる

■エクスポート・インポート利用上の留意事項

パススルーディスクはエクスポート・インポートできない

より確実に仮想マシンの移動を行うには、全てのスナップショットを削除し、仮想マシンを停止した状態でエクスポートを行うことを推奨

仮想ネットワーク構成の設定
・＜外部ネットワーク＞の構成情報は、インポート時に初期化される。インポート後に、再設定する必要がある
・＜内部ネットワーク＞または＜プライベートネットワーク＞の構成情報は、同名の仮想ネットワークがある場合のみネットワーク情報も復元される

オフラインバックアップの手段として、エクスポートを使用する際は外部ネットワークの構成をインポート後に再構成する必要があることに注意する必要がある。