Arbeiten mit Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien: Grundlegende Grundlagen
Die Veröffentlichung von Windows Server 2012 wurde aufgrund der Einführung mehrerer Virtualisierungsfunktionen, darunter das neue VHDX-Dateiformat, sehr positiv aufgenommen. VHDX ist im Wesentlichen der Nachfolger von VHD, verfügt jedoch über erweiterte Funktionen. Sie können jedoch weiterhin VHD-Dateien in Ihrer Hyper-V-Umgebung erstellen und verwalten. Sehen wir uns einmal an, wie sich Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien unterscheiden, welche Vorteile sie bieten und wie sie verwendet werden können.
ÜBER UNS: Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien
In der Hyper-V-Umgebung erstellte virtuelle Festplatten können als Dateien im VHD- oder VHDX-Format auf einer physischen Festplatte gespeichert werden. Virtuelle Festplatten sind eine Alternative zu physischen Festplatten; sie fungieren als Festplatten einer virtuellen Maschine (VM). Virtuelle Festplatten können ein natives Dateisystem, Festplattenpartitionen, Sektoren und Ordner enthalten. Sie können standardmäßige Festplatten- und Dateioperationen ausführen. Jede VM muss über mindestens eine virtuelle Festplatte verfügen, die als Speicher für VM-Daten verwendet werden kann.
Frühere Windows-Versionen unterstützen nur ein einziges Dateiformat für virtuelle Festplatten – VHD. Aufgrund wachsender technologischer Anforderungen wurde in Windows 2012 das Dateiformat VHDX eingeführt, das die Speicherkapazität erheblich verbessert, die Leistung auf Festplatten mit großen Sektoren erhöht und ein höheres Maß an Datensicherheit gewährleistet.
Sowohl Hyper-V-VHD- als auch VHDX-Dateien können unterschiedliche Typen haben:
- Fest. Der Speicherplatz für die virtuelle Festplatte wird bei der Erstellung der VHD-Datei zugewiesen. Die virtuelle Festplattendatei hat dieselbe Größe wie die virtuelle Festplatte. Ihre Größe bleibt konstant, unabhängig davon, ob Daten hinzugefügt oder gelöscht werden.
- Dynamisch erweiterbar. Der Speicherplatz für die virtuelle Festplatte wird nach Bedarf zugewiesen. Die virtuelle Festplatte verfügt über eine bestimmte Menge an physischem Speicher, der potenziell genutzt werden kann, aber der Speicherplatz wird nach Bedarf zugewiesen. Daher vergrößert sich die VHD- oder VHDX-Datei, wenn neue Daten hinzugefügt werden.
- Differenz. Dieser Festplattentyp wird verwendet, um die an einer anderen virtuellen Festplatte oder der übergeordneten Festplatte vorgenommenen Änderungen zu identifizieren, zu speichern, zu verwalten und rückgängig zu machen.
Unterschiede zwischen Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien
Um besser zu verstehen, wie Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien funktionieren, wollen wir uns zunächst einmal ansehen, wie sich die Dateiformate unterscheiden. Daraus lässt sich ableiten, wie jedes der beiden Formate die Leistung der virtuellen Festplatten verbessern kann. Die folgende Tabelle stellt die beiden Formate gegenüber:
| VHD | VHDX |
| Das von Windows, Citrix und Oracle unterstützte Basisdateiformat | Ein von Windows unterstütztes erweitertes Dateiformat |
| Bis zu 2 TB Speicherkapazität | Bis zu 64 TB Speicherkapazität |
| VHD-Dateien bieten weniger Schutz vor Datenbeschädigung als ihre VHDX-Pendants | VHDX-Dateien bieten einen robusten Schutz vor Datenbeschädigung, indem sie Metadaten behalten |
| Support für benutzerdefinierte Metadaten wird nicht bereitgestellt | Benutzerdefinierte Metadaten werden unterstützt und können gespeichert werden |
| Unterstützt von Windows Server 2008, 2008 R2, 2012 und 2012 R2 | Unterstützt von Windows 2012 und höher |
| Keine Live-Größenänderung | Live-Größenänderung verfügbar |
| Logische Sektorgröße von 512 Byte | Logische Sektorgröße von 4 KB |
| Probleme mit der Datenausrichtung | Bessere Datenausrichtung |
| Trimming wird nicht unterstützt | Trimming wird unterstützt |
Wie Sie sehen können, umfasst das neue Hyper-V-VHDX-Dateiformat mehrere Funktionen, die seine Nützlichkeit erheblich verbessert haben. Beispielsweise können Sie mit der Trimmfunktion Datenblöcke identifizieren, die nicht mehr verwendet werden und gelöscht werden können, was die Speicheroptimierung verbessert und die Gesamtleistung steigert. Eine weitere Funktion, die mit dem neuen Hyper-V-VHDX-Dateiformat eingeführt wurde, ist Shared VHDX, mit der VMs auf demselben Gastcluster eine VHDX-Datei als gemeinsam genutzten Speicher teilen können. Darüber hinaus können Sie mit Hyper-V-VHDX-Dateien die Größe virtueller Festplatten bei Bedarf ändern (verkleinern oder vergrößern), während die VM weiterhin ausgeführt wird, was erheblich Zeit spart und den Overhead reduziert. Schließlich können Hyper-V-VHDX-Dateien aufgrund der verbesserten Datenausrichtung die E/A-Vorgänge erheblich verbessern. Im Gegensatz dazu neigen physische Festplatten mit großen Sektoren zu Leistungseinbußen.
Auch wenn VHDX eine weiterentwickelte Version des VHD-Formats ist, gibt es dennoch einige Verwendungsfälle, in denen die Verwendung von VHD vorzuziehen ist. Beispielsweise sind Hyper-V-VHDX-Dateien nicht mit früheren Versionen von Windows Server kompatibel. Wenn Sie also virtuelle Umgebungen mit gemischten Gastbetriebssystemen betreiben und VMs zwischen verschiedenen Hosts verschieben müssen, ist das VHD-Dateiformat die optimale Wahl, da es von mehr Betriebssystemen unterstützt wird.
Arbeiten mit Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien in PowerShell
Nachdem Sie nun wissen, was Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien sind und welche Vorteile sie bieten, können Sie Ihre virtuellen Festplatten erstellen und konfigurieren. Zu diesem Zweck können Sie den Hyper-V-Manager oder PowerShell im Administratormodus verwenden. In diesem Blogbeitrag beschreiben wir, wie Sie Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateioperationen in PowerShell verwalten können. Dies ist der beste Ansatz, da PowerShell weitere Optionen für die Konfiguration von Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien bietet. Sie können Festplatten schnell und einfach erstellen, konvertieren, zusammenführen oder entfernen, indem Sie PowerShell-Skripte ausführen.
Erstellen von Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien
Um eine neue virtuelle Festplatte im VHD- oder VHDX-Format zu erstellen, öffnen Sie PowerShell als Administrator und führen Sie das New-VHD Cmdlet aus. Das folgende Beispiel zeigt Ihnen, wie Sie eine virtuelle Festplatte vom dynamischen Typ unter dem angegebenen Pfad mit einer Größe von 10 GB, einer Blockgröße von 128 MB und einer logischen Sektorgröße von 4 KB erstellen. Beachten Sie, dass es die Dateierweiterung (.vhd oder .vhdx), das das Dateiformat bestimmt; in diesem Fall wird eine VHDX-Datei erstellt.
New-VHD -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx' -BlockSizeBytes 128MB -LogicalSectorSize 4KB -SizeBytes 10GB -Dynamic
Die virtuelle Festplatte ist nun erstellt und die folgenden Informationen zur virtuellen Festplatte werden im PowerShell-Fenster angezeigt.
Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien hinzufügen
Mit dem Add-VMHardDiskDrive Cmdlet können Sie einer bestimmten VM eine virtuelle Festplatte hinzufügen. Im folgenden Beispiel wird die virtuelle Festplatte DemoDisk.vhdx am angegebenen Pfad an die VM mit dem Namen DemoVMangeschlossen. Der SCSI-Controller, die Controllernummer 0 und der Standort 1 werden ebenfalls der virtuellen Festplatte zugewiesen.
Add-VMHardDiskDrive -VMName DemoVM -ControllerType SCSI -ControllerNumber 0 -ControllerLocation 1 -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx'
Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien entfernen
Der Entfernen von VM-Festplatten Befehl wird verwendet, um eine virtuelle Festplatte von einer VM zu löschen. Um zu veranschaulichen, wie dieses Cmdlet funktioniert, wird im Folgenden gezeigt, wie die oben erstellte Festplatte gelöscht wird:
Remove-VMHardDiskDrive -VMName DemoVM -ControllerType SCSI -ControllerNumber 0 -ControllerLocation 1
Mit diesen Cmdlets können Sie virtuelle Festplatten mit den erforderlichen Parametern einfach erstellen und löschen und sie an bestimmte VMs anhängen.
Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien konvertieren
Wie oben erwähnt, bieten VHDX-Dateien gegenüber ihren VHD-Vorgängern eine Reihe von Vorteilen. Daher ist es in vielen Fällen ratsam, alle VHD-Dateien in das VHDX-Format zu konvertieren. Um Hyper-V-VHD-Dateien auf VHDX zu aktualisieren, führen Sie einfach das Cmdlet „ <“ aus. >Convert-VHD Mit diesem Cmdlet können Sie das Dateiformat ändern und gleichzeitig den Inhalt der virtuellen Quelle speichern. Die Daten der virtuellen Quelle werden auf eine neue Festplatte im gewünschten Format kopiert. Der Vorgang sollte offline durchgeführt werden; es wird empfohlen, die virtuelle Festplatte zu freigeben. Das folgende Beispiel zeigt das Cmdlet, mit dem Hyper-V-VHD-Dateien in VHDX konvertiert werden können:
Convert-VHD -Path ‘C:New Virtual DisksFixed Disk.vhd’ -DestinationPath ‘C:New Virtual DisksFixed Disk.vhdx’
Beachten Sie jedoch, dass VHDX-Dateien nur mit Windows Server 2012 und höher kompatibel sind. Daher müssen Sie möglicherweise Hyper-V-VHDX-Dateien in VHD konvertieren. In diesem Fall kann dasselbe Convert-VHD Cmdlet verwendet werden, nur in umgekehrter Reihenfolge. Beachten Sie, dass die virtuelle Festplatte vor der Durchführung des Vorgangs freigegeben werden muss.
Convert-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’ ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhd’
Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien zusammenführen
Wie oben erwähnt, werden Differenzdatenträger verwendet, um die an einer anderen VHD oder einem Gastbetriebssystem vorgenommenen Änderungen zu speichern und rückgängig zu machen. Jede Differenzfestplatte verfolgt und speichert die Änderungen, die an einer zugehörigen virtuellen Festplatte vorgenommen wurden. In diesem Fall wird die Differenzfestplatte als „untergeordnete Festplatte” und die virtuelle Festplatte als „übergeordnete Festplatte” bezeichnet. Mit dem Cmdlet „ <“ >Merge-VHD können Sie die in einer Differenzfestplatte gespeicherten Änderungen in die übergeordnete Festplatte oder in eine andere untergeordnete Festplatte in der Differenzfestplattenkette zusammenführen. Beachten Sie, dass dieser Vorgang offline durchgeführt wird. Stellen Sie sicher, dass die Festplattenkette getrennt ist.
Um die untergeordnete virtuelle Festplatte mit der übergeordneten virtuellen Festplatte zusammenzuführen, führen Sie das folgende Cmdlet aus. Beachten Sie, dass die Differenzfestplatte nach Abschluss des Vorgangs und Übertragung des Inhalts der untergeordneten Festplatte in die übergeordnete Festplatte gelöscht wird.
Merge-VHD -Path ‘C:Virtual StorageDifferencing.vhdx’
Im folgenden Beispiel haben wir eine übergeordnete Festplatte, maindisk.vhdx, und eine untergeordnete Festplatte, ChDisk1.vhdx, die selbst eine untergeordnete Festplatte hat: ChDisk2.vhdx. Die letztere virtuelle Festplatte hat sogar ein eigenes Kind: ChDisk3.vhdx. Zusammen bilden diese Festplatten die Differenzierungskette. Mit dem folgenden Cmdlet können die untergeordneten virtuellen Festplatten in der Festplattenkette zusammengeführt werden.
Merge-VHD -Path ‘C:VM TestingChDisk3.vhdx’ -DestinationPath ‘C:VM TestingChDisk1.vhdx’
Durch diesen Vorgang werden die Daten aus ChDisk3.vhdx und ChDisk2.vhdx in ChDisk1.vhdxzusammengeführt. Das PowerShell-Skript vereinfacht den Prozess des Zusammenführens virtueller Festplatten; der gesamte Vorgang kann in einem Durchgang durchgeführt werden, unabhängig von der Größe der Differenzierungskette. Dies ist ein Vorteil von Powershell – mit Hyper-V Manager ist es nicht möglich, mehrere Ebenen der Differenzierungskette auf einmal zusammenzuführen. Sie müssten jede Ebene der Differenzierungskette manuell zusammenführen, was zusätzlichen Zeit- und Arbeitsaufwand bedeuten würde.
Mount Hyper-V VHD- und VHDX-Dateien
Mit dem Mount-VHD Cmdlet können Sie eine oder mehrere virtuelle Festplatten mounten. Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine virtuelle Festplatte mit dem Pfad „ <“ mounten. >C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx.
Mount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’
Mit PowerShell-Skripten können Sie eine virtuelle Festplatte im schreibgeschützten Modus mounten:
Mount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’ -ReadOnly
Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien aushängen
Wenn Sie eine virtuelle Festplatte aushängen möchten, führen Sie das Dismount-VHD Cmdlet in PowerShell aus. Im folgenden Beispiel sehen Sie, wie Sie die virtuelle Festplatte mit dem Pfad C:Virtual DisksDemoDisk.vhdxaushängen können.
Dismount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’
Eine weitere Option besteht darin, die virtuelle Festplatte anhand der Nummer der gemounteten Festplatte wie folgt zu unmounten:
Dismount-VHD -DiskNumber 8
Größe von Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien ändern
Wenn Sie die Größe einer virtuellen Festplatte ändern (verkleinern oder vergrößern) möchten, sollten Sie das Cmdlet „ <“ verwenden. >Resize-VHD Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie die Größe einer virtuellen Festplatte ändern, indem Sie ihr eine neue Größe zuweisen. In diesem Fall haben wir die VHDX von 10 GB auf 20 GB erweitert:
Resize-VHD -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx' -SizeBytes 20GB
Das Verkleinern ist jedoch nur für VHDX-Dateien verfügbar. Beachten Sie, dass die virtuelle Festplatte nicht auf eine Größe verkleinert werden sollte, die kleiner als die angegebene Mindestgröße ist. Um die Mindestgröße der virtuellen Festplatte anzuzeigen, führen Sie das folgende Cmdlet aus:
Get-VHD -Path 'C:Virtual Hard Disksdemovdisk.vhdx’
Mit dem folgenden Befehl können Sie die VHDX-Datei auf ihre Mindestgröße verkleinern:
Resize-VHD -Path 'C:Virtual Hard Disksdemovdisk.vhdx’ -ToMinimumSize
Fazit
Sowohl Hyper-V-VHD- als auch VHDX-Dateien spielen in virtuellen Umgebungen eine wichtige Rolle, da sie als Festplatten einer VM fungieren. Das VHD-Dateiformat wurde lange Zeit verwendet, aber um mit dem ständigen Fortschritt der Virtualisierungstechnologie Schritt zu halten, führte Microsoft eine fortschrittlichere Version ein. So wurde das VHDX-Dateiformat mit Windows Server 2012 freigegeben, um die Leistung von physischen Festplatten mit großen Sektoren zu verbessern, die Speicherkapazität zu erhöhen und die Datensicherheit zu gewährleisten.
Nach einem Vergleich aller Funktionen, die Hyper-V-VHD- und VHDX-Dateien bieten, kann man mit Sicherheit sagen, dass Hyper-V VHDX ein effizienteres und zuverlässigeres Dateiformat ist, das für die Anforderungen an die Leistung moderner virtueller Umgebungen entwickelt wurde.
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