Windows Server I
1. Virtualisatie
Virtualisatie verwijst naar het creëren van een virtuele (i.p.v. echte) versie van een bepaald iets. Dit
zouden virtuele computer hardware platformen, opslag apparaten en computer netwerk resources
kunnen zijn. In dit vak zullen we dan ook steeds aan de slag gaan met virtuele machines, het voordeel
hiervan is dat we meerdere besturingssystemen naast elkaar kunnen gaan draaien op één fysiek
toestel. Om zo’n virtuele machine te gaan aanmaken en beheren maken we gebruik van een
hypervisor. Wij gebruiken Oracle Virtualbox, een type 2 hypervisor.
1.1 Wat is virtualisatie
Zonder Virtualisatie:
- Op 1 fysiek toestel maar 1 OS (=Operating System) mogelijk.
- Wel optie om multi-boot systeem te gebruiken.
- Decennia lang manier om servers te configureren.
- Stabiel, maakt geen optimaal gebruik van hardware.
Multi-boot systeem: downloaden verschillende operating systems op verschillende partities. Bij
opstarten kiezen OS. Nadeel is steeds opnieuw opstarten om te veranderen OS.
Met Virtualisatie:
- Meerdere OS’ naast elkaar draaien mogelijk.
- Extra laag tussen hardware en OS.
- Meestal via gebruik virtuele machines.
- Ook andere vormen mogelijk.
Door die extra laag tussen hardware en OS kunnen we meerdere besturingssystemen naast elkaar
gaan gebruiken. Elk besturingssysteem draait binnen een andere virtuele machine (VM). De laag zelf
noemen we de hypervisor of Virtual Machine Monitor (VMM). Elke VM krijgt een deel van de
fysieke resources, zo krijgen ze allemaal een deel van de RAM en wordt via een scheduler
processortijd (CPU) verdeeld over de VM’s. Er zijn ook programmeertaal specifieke VM’s.
Een hypervisor is dus de software laag die gebruikt wordt om virtuele machines aan te maken of op
te starten. We hebben hierbij 2 verschillende types:
Type 1:
- Native/bare metal hypervisor.
- Spreekt rechtstreeks hardware aan, geen onderliggend OS.
- Complexer, maar sneller en veiliger.
Type 2:
- Hosted hypervisor.
- Draait bovenop OS.
- Aanspreken fysieke hardware via functies OS.
- Trager en minder veilig.
,De 2 type hypervisors communiceren op een verschillende manier met de fysieke hardware.
- Type 1 doet dit rechtstreeks
- Type 2 doet dit via functies van het tussenliggend OS.
Als een type 1 hypervisor geïnstalleerd is kan je geen type 2 hypervisor hiernaast gebruiken. Het is
echter wel mogelijk meerdere type 2 hypervisors naast elkaar te gaan gebruiken.
1.2 Virtualisatie in de praktijk
Hyper-V is een voorbeeld van een hypervisor en werd in 2008 voor het eerst uitgebracht door
Microsoft met Windows Server 2008. Dit zit altijd standaard inbegrepen sinds Windows Server 2012
en Windows 8. Het is geïnstalleerd als een rol binnen Windows Server, maar is toch een type 1
hypervisor. Dit komt doordat het eigenlijk naast het OS draait in een soort van “parent partition”.
Voor je het kan gaan gebruiken moet je dus eerst het Windows Server OS gaan installeren. Het draait
dus bijna even snel als het host OS maar deze heeft wel een klein performantie voordeel. Er is ook
een standalone versie genaamd Hyper-V Server.
VMWare vSphere / ESXi is ook alweer een type 1 hypervisor, ontwikkeld door VMWare. Deze
hypervisor wordt vooral gebruikt in enterprise omgevingen. ESXi wordt niet meteen mee
gedownload bovenop het besturingssysteem, is volledig standalone en heeft zijn eigen kernel voor
communicatie met de hardware. ESXi meest gebruikte hypervisor in datacenter omgevingen dankzij
uitgebreide support en mogelijkheden. Zit vaak ook al ingebouwd in het flashgeheugen, zo neemt
het geen plaats in op de fysieke HDD. ESXi kan je ook meermaals gaan configureren in een cluster,
om die cluster te gaan beheren hebben we VMWare vCenter nodig. Hierdoor kan je veel meer
dingen doen zoals dynamisch schalen van bronnen en automatisch herverdelen van VM’s.
Tot slot hebben we nog Oracle Virtualbox, een gratis open source type 2 hypervisor, geïnstalleerd
bovenop het OS. Eenvoudig te installeren en laat toe snel en eenvoudig virtuele machines aan te
maken en te beheren. Valt te beheren via GUI en CLI. Beschikbaar voor Windows, Linux en MACOS,
al is er geen ondersteuning voor de Apple M1/M2 (ARM64) chips aangezien het gericht is op x86-
virtualisatie.
,2. Windows Server
2.1 Een kort overzicht
Windows server is een OS uitgebracht door Microsoft vooral bedoeld voor installatie op
serversystemen. Eerst versie was Windows Sever 2003, echter niet de eerste server editie van
Windows, namelijk opvolger van Windows NT 3.x/4.0 en Windows 2000 Sever. Gemiddeld elke 3-5
jaar nieuwe versie, analoog met client versies van Windows. Huidige versies zijn Windows Server
2019 en 2022. Er zijn zo ook 2 edities beschikbaar, de Standard (standalone server) en Datacenter
(beheer van een cluster van Windows Servers optioneel in combinatie met Hyper-V) editie. Er is ook
een speciale versie namelijk Windows Server 2019 Essentials (bedoeld voor kleine bedrijven, max 25
gebruikers en 50 apparaten). Je kan kiezen tussen een Desktop experience te installeren, doe je dit
niet kan je het toestel enkel via een PowerShell terminal openen.
We kunnen zien dat beide edities beschikken over alle kernfuncties dus hebben wij genoeg aan de
standaard versie. De datacenter-editie is vooral gericht op servers met meerdere cores en VM’s in
combinatie met Hyper-V.
Er zijn een aantal system requirements voor een minimale installatie van Windows Server 2019:
- CPU: Minstens 1.4 GHz, x64 instructieset.
- RAM: Minstens 512 MB of 2 GB voor de desktop experience.
- Opslag: Minstens 32 GB
Als je meerdere rollen wil gaan gebruiken op de server zijn bovenstaande requirements te laag. Voor
de VM die wij zullen gaan gebruiken hebben we nood aan volgende requirements:
- CPU: 1 of 2 virtuele CPU cores.
- RAM: 2 of 4 GB virtueel geheugen.
- HDD (harde schijf): 50 GB virtuele HDD, dynamisch gealloceerd.
2.2 Installatie Windows Server
De installatie van Windows Server 2019 is vrij eenvoudig en vergelijkbaar met de installatie van
Windows 10. Het is niet nodig een product key in te gaan dienen, het is gratis voor
evaluatiedoeleinden. Wij maken gebruik van Windows Server 2019 Standard (inclusief de desktop
experience). Wij zullen gaan kiezen voor een custom install aangezien onze VM nog niet over een OS
beschikt. Zie slides voor installatie Windows Server 2019 Standard (Desktop Experience).
, 3. Routing en Virtuele Netwerken
3.1 Virtualbox Network Modes
Voorlopig VM’s gekoppeld aan netwerk in NAT mode:
- Werkt prima voor standalone VM’s.
- Port Forwarding: poorten op host koppelen aan een bepaalde VM.
- Maar: VM’s kunnen niet met elkaar communiceren.
Hierdoor eenvoudig verbinden met internet en automatisch ontvangen IP-configuratie (typisch
10.0.2.15) v/d ingebouwde NAT router van VirtualBox.
Er zijn echter ook andere modes, waarvan de belangrijkste:
- NAT (= Network Address Translation) (default), de VM kan op internet via het virtual NAT
apparaat. De VM kan aan alle toestellen op het LAN en WAN netwerk. De host kan echter niet
aan een guest wanneer er gebruik gemaakt wordt van NAT. Vergelijken met je router thuis die
ook aan NAT doet, jouw apparaten kunnen op internet maar het internet kan niet aan jouw
apparaten. Ook de guest zelf kan niet aan andere guests in NAT mode. NAT is dus goed
genoeg voor gebruikers die een VM enkel willen gebruiken voor bv. internettoegang. De IP-
adressen worden verkregen via DHCP, dit kan niet gewijzigd worden in de GUI. De virtuele
DHCP server, ingebouwd in VirtualBox krijgt 10.0.2.2/24 (ook IP-adres v/d DGW van een VM).
Elke VM zelf krijgt het IP-adres 10.0.2.15/24.
- Nat Network, is vergelijkbaar met de NAT modus op een router. Als je gebruik maakt van een
NAT-network kan je makkelijk op het internet en aan andere VM’s binnen de LAN en WAN. De
host kan echter alweer niet aan de guests, tenzij via port-forwarding (denk alweer aan vb.
router thuis). Een guest zelf kan echter wel aan andere guests in een NAT Network mode. De
guest zal ook hier via de ingebouwde DHCP-server zijn IP-adres gaan verkrijgen. Elke guest,
verbonden met het NAT Network krijgt een andere IP-adres. Het netwerkadres en de naam
kunnen gewijzigd worden in de VirtualBox voorkeuren. Het standaardadres van het netwerk
is 10.0.2.0/24, de DGW is in dit geval 10.0.2.1/24. Voor het bepalen van het IP-adres van de
DGW wordt het sjabloon x.x.x.1 gebruikt, bij het IP-adres voor de DHCP-server is dit x.x.x.3.
Standaard zal de DHCP server dus 10.0.2.3 hebben.
- Bridged Adapter, wordt gebruikt om de virtuele netwerkadapter van een VM te gaan
verbinden met een fysiek netwerk waarop een fysieke netwerkadapter v/d VirtualBox-
hostmachine is aangesloten. De VM en het hostsysteem zullen de netwerkinterface dus gaan
delen. Er wordt een speciaal netfilterstuurprogramma gebruikt om gegevens v/d fysieke
netwerkadapter v/d host te gaan filteren. Dit biedt de meeste mogelijkheden, de VM kan aan
de host en toestellen op het LAN en WAN netwerk. De host kan ook aan de guest en aan
andere guests in deze mode. Omdat de VM de adapter deelt met de fysieke host zal de guest
een IP-adres krijgen in dezelfde range als de host, zal opnieuw via de DHCP-server gebeuren.
- Internal Network, dit is een geïsoleerd netwerk voor communicatie tussen verschillende
VM’s. Een VM kan dus volledig communiceren met een andere VM maar kan niet rechtsreeks
aan het internet of aan de host van de VM. De host of andere apparaten kunnen ook niet aan
de VM. Het is zeer handig voor het simuleren van een echt netwerk, dit gebruiken wij.
