Jak pracować z plikami VHD i VHDX w Hyper-V: podstawowe informacje
Wydanie systemu Windows Server 2012 spotkało się z bardzo pozytywnym przyjęciem dzięki wprowadzeniu wielu funkcji wirtualizacji, w tym nowego formatu plików VHDX. Format VHDX jest w zasadzie następcą formatu VHD, ale oferuje bardziej zaawansowane możliwości. Nadal jednak można tworzyć pliki VHD i zarządzać nimi w środowisku Hyper-V. Przyjrzyjmy się zatem, czym różnią się pliki VHD i VHDX w Hyper-V, jakie korzyści zapewniają i jak można z nich korzystać.
Informacje o plikach VHD i VHDX w Hyper-V
Dyski wirtualne utworzone w środowisku Hyper-V można przechowywać jako pliki w formacie VHD lub VHDX na dysku fizycznym. Wirtualne dyski twarde stanowią alternatywę dla fizycznych dysków twardych; pełnią one funkcję dysków twardych maszyny wirtualnej (VM). Dyski wirtualne mogą zawierać natywny system plików, partycje dyskowe, sektory i foldery. Mogą one wykonywać standardowe operacje na dyskach i plikach. Każda maszyna wirtualna musi posiadać co najmniej jeden wirtualny dysk twardy, który może służyć jako magazyn danych maszyny wirtualnej.
Wcześniejsze wersje systemu Windows nie oferowały wsparcia dla wielu formatów plików dla dysków wirtualnych – VHD. W wyniku rosnących wymagań technologicznych w systemie Windows 2012 wprowadzono format plików VHDX, który znacznie zwiększył pojemność pamięci, poprawił wydajność na dyskach o dużych sektorach oraz zapewnił wyższy poziom ochrony danych.
Zarówno pliki Hyper-V VHD, jak i VHDX mogą być różnych typów:
- Stały . Miejsce na dysk wirtualny jest przydzielane podczas tworzenia pliku VHD. Plik wirtualnego dysku twardego ma taki sam rozmiar jak wirtualny dysk twardy. Jego rozmiar pozostaje stały, niezależnie od dodawania lub usuwania danych.
- Rozszerzanie dynamiczne . Miejsce na dysk wirtualny jest przydzielane na żądanie. Wirtualny dysk twardy ma określoną ilość fizycznej przestrzeni dyskowej, która może potencjalnie zostać wykorzystana, ale miejsce to jest przydzielane w miarę potrzeb. W związku z tym rozmiar pliku VHD lub VHDX zwiększa się wraz z dodawaniem nowych danych.
- Różnicowanie . Ten typ dysku służy do identyfikacji, przechowywania, zarządzania i przywracania zmian wprowadzonych na innym dysku wirtualnym lub dysku nadrzędnym.
Różnice między plikami Hyper-V VHD i VHDX
Aby lepiej zrozumieć, jak działają pliki Hyper-V VHD i VHDX, przyjrzyjmy się różnicom między tymi formatami plików. To z kolei pozwoli nam zrozumieć, w jaki sposób każdy z nich może poprawić wydajność dysków wirtualnych. Poniższa tabela przedstawia porównanie tych dwóch formatów:
| VHD | VHDX |
| Podstawowy format plików obsługiwany przez systemy Windows, Citrix i Oracle | Zaawansowany format plików obsługiwany przez system Windows |
| Pojemność pamięci do 2 TB | Pojemność pamięci do 64 TB |
| Pliki VHD zapewniają mniejszą ochronę przed uszkodzeniem danych niż ich odpowiedniki VHDX | Pliki VHDX zapewniają solidną ochronę przed uszkodzeniem danych dzięki śledzeniu metadanych |
| Wsparcie dla niestandardowych metadanych nie jest dostępna | Obsługiwane są metadane niestandardowe, które można przechowywać |
| Obsługiwane przez systemy Windows Server 2008, 2008 R2, 2012 i 2012 R2 | Obsługiwane przez system Windows 2012 i nowsze wersje |
| Brak możliwości zmiany rozmiaru na żywo | Dostępna jest zmiana rozmiaru na żywo |
| Logiczny rozmiar sektora 512 bajtów | Logiczny rozmiar sektora 4 KB |
| Problemy z wyrównaniem danych | Lepsze wyrównanie danych |
| Funkcja przycinania nie jest obsługiwana | Funkcja przycinania jest obsługiwana |
Jak widać, nowy format plików Hyper-V VHDX zawiera kilka funkcji, które znacznie poprawiły jego użyteczność. Na przykład funkcja przycinania pozwala zidentyfikować bloki danych, które nie są już używane i mogą zostać usunięte, co poprawia optymalizację pamięci masowej i ogólną wydajność. Kolejną funkcją wprowadzoną wraz z nowym formatem plików Hyper-V VHDX jest Shared VHDX, która pozwala maszynom wirtualnym w tym samym klastrze gości korzystać z pliku VHDX jako wspólnej pamięci masowej. Ponadto pliki Hyper-V VHDX umożliwiają zmianę rozmiaru (zmniejszenie lub powiększenie) dysków wirtualnych na żądanie, podczas gdy maszyna wirtualna nadal działa, co znacznie oszczędza czas i zmniejsza obciążenie. Wreszcie, dzięki ulepszonemu wyrównywaniu danych, pliki Hyper-V VHDX mogą znacznie usprawnić operacje wejścia/wyjścia. Natomiast dyski fizyczne o dużych sektorach są podatne na spadek wydajności.
Mimo że VHDX jest bardziej zaawansowaną wersją formatu VHD, nadal istnieją sytuacje, w których preferowane jest użycie VHD. Na przykład pliki Hyper-V VHDX nie są kompatybilne ze starszymi wersjami systemu Windows Server. Dlatego jeśli korzystasz ze środowisk wirtualnych z mieszanymi systemami operacyjnymi gości i musisz przenosić maszyny wirtualne między różnymi hostami, format plików VHD będzie optymalnym wyborem, ponieważ jest obsługiwany przez więcej systemów operacyjnych.
Jak pracować z plikami Hyper-V VHD i VHDX w PowerShell
Teraz, gdy wiesz już, czym są pliki Hyper-V VHD i VHDX oraz jakie korzyści mogą zapewnić, jesteś gotowy do tworzenia i konfigurowania wirtualnych dysków twardych. W tym celu możesz użyć Menedżera Hyper-V lub PowerShell w trybie administratora. W tym wpisie na blogu opisujemy, jak zarządzać operacjami na plikach Hyper-V VHD i VHDX w PowerShell. To najlepsze podejście, ponieważ PowerShell zapewnia więcej opcji konfiguracji plików Hyper-V VHD i VHDX. Możesz szybko i łatwo tworzyć, konwertować, łączyć lub usuwać dyski, uruchamiając skrypty PowerShell.
Tworzenie plików VHD i VHDX dla Hyper-V
Aby utworzyć nowy wirtualny dysk twardy w formacie VHD lub VHDX, należy uruchomić program PowerShell jako administrator i wykonać polecenie New-VHD . Poniższy przykład pokazuje, jak utworzyć wirtualny dysk twardy typu dynamicznego w określonej ścieżce, o rozmiarze 10 GB, rozmiarze bloku 128 MB i rozmiarze sektora logicznego 4 KB. Należy pamiętać, że to rozszerzenie pliku (.vhd lub .vhdx ) określa format pliku; w tym przypadku tworzony jest plik VHDX.
New-VHD -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx' -BlockSizeBytes 128MB -LogicalSectorSize 4KB -SizeBytes 10GB -Dynamic
Wirtualny dysk twardy został utworzony, a w oknie PowerShell wyświetlane są następujące informacje o dysku wirtualnym.
Dodawanie plików VHD i VHDX Hyper-V
Za pomocą Add- VMHardDiskDrive można dodać wirtualny dysk twardy do konkretnej maszyny wirtualnej. W poniższym przykładzie wirtualny dysk twardy DemoDisk.vhdx znajdujący się w określonej ścieżce zostaje dołączony do maszyny wirtualnej o nazwie DemoVM . Do dysku wirtualnego przypisano również kontroler SCSI, numer kontrolera 0 oraz lokalizację kontrolera 1.
Add-VMHardDiskDrive -VMName DemoVM -ControllerType SCSI -ControllerNumber 0 -ControllerLocation 1 -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx'
Usuwanie plików VHD i VHDX Hyper-V
Polecenie Remove-VMHardDiskDrive służy do usuwania wirtualnego dysku twardego z maszyny wirtualnej Hyper-V. Aby zademonstrować działanie tego polecenia cmdlet, poniżej przedstawiono sposób usunięcia dysku utworzonego powyżej:
Remove-VMHardDiskDrive -VMName DemoVM -ControllerType SCSI -ControllerNumber 0 -ControllerLocation 1
Za pomocą tych poleceń cmdlet można łatwo tworzyć i usuwać dyski wirtualne z wymaganymi parametrami oraz podłączać je do określonych maszyn wirtualnych.
Konwersja plików Hyper-V VHD i VHDX
Jak wspomniano powyżej, pliki VHDX oferują szereg korzyści w porównaniu ze swoimi poprzednikami VHD. Dlatego w wielu przypadkach zaleca się konwersję wszystkich plików VHD do formatu VHDX. Aby zaktualizować pliki VHD Hyper-V do formatu VHDX, wystarczy uruchomić polecenie cmdlet Convert-VHD , które pozwala zmienić format pliku przy jednoczesnym zachowaniu zawartości źródłowego wirtualnego dysku twardego. Dane źródłowego wirtualnego dysku twardego są kopiowane na nowy dysk o wymaganym formacie. Operację tę należy wykonać w trybie offline; zaleca się odłączenie wirtualnego dysku twardego. Poniższy przykład ilustruje polecenie cmdlet, które umożliwia konwersję plików VHD Hyper-V do formatu VHDX:
Convert-VHD -Path ‘C:New Virtual DisksFixed Disk.vhd’ -DestinationPath ‘C:New Virtual DisksFixed Disk.vhdx’
Należy jednak pamiętać, że pliki VHDX są kompatybilne wyłącznie z systemem Windows Server 2012 i nowszymi wersjami. W związku z tym może zaistnieć potrzeba konwersji plików VHDX Hyper-V do formatu VHD. W takim przypadku można użyć tego samego polecenia cmdlet Convert-VHD , tylko w odwrotnej kolejności. Pamiętaj, że przed wykonaniem tej operacji należy odłączyć wirtualny dysk twardy.
Convert-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’ ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhd’
Łączenie plików VHD i VHDX w Hyper-V
Jak wspomniano powyżej, dyski różnicowe służą do przechowywania i przywracania zmian wprowadzonych w innym pliku VHD lub systemie operacyjnym gościa. Każdy dysk różnicowy śledzi i przechowuje zmiany wprowadzone w jednym powiązanym dysku wirtualnym. W tym przypadku dysk różnicowy nazywany jest „dyskiem potomnym”, a wirtualny dysk twardy — „dyskiem nadrzędnym”. Za pomocą polecenia cmdlet Merge-VHD można scalić zmiany zapisane na dysku różnicowym z dyskiem nadrzędnym lub innym dyskiem potomnym w łańcuchu dysków różnicowych. Należy pamiętać, że operacja ta jest wykonywana w trybie offline; upewnij się, że łańcuch dysków jest odłączony.
Aby scalic podrzędny wirtualny dysk twardy z nadrzędnym wirtualnym dyskiem twardym, uruchom następujący cmdlet. Należy pamiętać, że po zakończeniu operacji i przeniesieniu zawartości dysku podrzędnego do dysku nadrzędnego dysk różnicowy zostanie zniszczony.
Merge-VHD -Path ‘C:Virtual StorageDifferencing.vhdx’
W poniższym przykładzie mamy dysk nadrzędny, maindisk.vhdx , oraz dysk podrzędny, ChDisk1.vhdx , który sam ma dysk podrzędny: ChDisk2.vhdx . Ten ostatni dysk wirtualny ma nawet swój własny dysk podrzędny: ChDisk3.vhdx . Razem dyski te tworzą łańcuch różnicowy . Poniższy cmdlet może służyć do scalania podrzędnych dysków twardych w łańcuchu dysków.
Merge-VHD -Path ‘C:VM TestingChDisk3.vhdx’ -DestinationPath ‘C:VM TestingChDisk1.vhdx’
Dzięki tej operacji dane z ChDisk3.vhdx oraz ChDisk2.vhdx zostają scalone do ChDisk1.vhdx . Skrypt PowerShell upraszcza proces scalania wirtualnych dysków twardych; całą operację można przeprowadzić w jednym przebiegu, niezależnie od rozmiaru łańcucha różnicowego. Jest to zaleta PowerShell – w Menedżerze Hyper-V nie ma możliwości jednoczesnego scalania wielu warstw łańcucha dysków różnicowych. Konieczne byłoby ręczne scalanie każdej warstwy łańcucha dysków różnicowych, a te dodatkowe kroki wymagałyby czasu i wysiłku.
Zamontuj pliki VHD i VHDX Hyper-V
Polecenie Mount-VHD pozwala zamontować jeden lub więcej wirtualnych dysków twardych. Poniższy przykład pokazuje, jak zamontować wirtualny dysk twardy o ścieżce C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx .
Mount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’
Korzystając ze skryptów PowerShell, możesz zamontować wirtualny dysk twardy w trybie tylko do odczytu: Mount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’ -ReadOnly
Odmontowanie plików VHD i VHDX w Hyper-V
Jeśli chcesz odmontować wirtualny dysk twardy, uruchom w PowerShell polecenie Dismount-VHD . W poniższym przykładzie pokazano, jak odmontować wirtualny dysk twardy o ścieżce C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx .
Dismount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’
Inną opcją jest odmontowanie wirtualnego dysku twardego przy użyciu numeru dysku zamontowanego dysku, w następujący sposób:
Dismount-VHD -DiskNumber 8
Zmiana rozmiaru plików VHD i VHDX w Hyper-V
Jeśli chcesz zmienić rozmiar (zmniejszyć lub powiększyć) wirtualnego dysku twardego, należy użyć polecenia Resize-VHD . Poniższy przykład pokazuje, jak zmienić rozmiar wirtualnego dysku twardego, przypisując mu nowy określony rozmiar. W tym przypadku powiększyliśmy plik VHDX z 10 GB do 20 GB:
Resize-VHD -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx' -SizeBytes 20GB
Zmniejszenie rozmiaru jest jednak dostępne tylko dla plików VHDX. Należy pamiętać, że wirtualnego dysku twardego nie należy zmniejszać do rozmiaru mniejszego niż jego określony rozmiar minimalny. Aby sprawdzić minimalny rozmiar wirtualnego dysku twardego, uruchom następujący cmdlet:
Get-VHD -Path 'C:Virtual Hard Disksdemovdisk.vhdx’
Możesz użyć następującego polecenia, aby zmniejszyć plik VHDX do jego minimalnego rozmiaru:
Resize-VHD -Path 'C:Virtual Hard Disksdemovdisk.vhdx’ -ToMinimumSize
Wnioski
Zarówno pliki Hyper-V VHD, jak i VHDX odgrywają znaczącą rolę w środowiskach wirtualnych, ponieważ funkcjonują jako dyski twarde maszyny wirtualnej. Format pliku VHD był używany przez długi czas, ale aby nadążyć za ciągłym postępem technologii wirtualizacji, firma Microsoft wprowadziła bardziej zaawansowaną wersję. W ten sposób format plików VHDX został wydany wraz z systemem Windows Server 2012 w celu poprawy wydajności dysków fizycznych o dużych sektorach, zwiększenia pojemności pamięci masowej oraz zapewnienia ochrony danych.
Po porównaniu wszystkich funkcji oferowanych przez pliki Hyper-V VHD i VHDX można śmiało stwierdzić, że Hyper-V VHDX jest bardziej wydajnym i niezawodnym formatem plików, stworzonym z myślą o wymaganiach wydajnościowych współczesnych środowisk wirtualnych.
Pamiętaj, aby chronić dyski VHD i VHDX za pomocą rozwiązania do ochrony danych dostosowanego do infrastruktury wirtualnej. Rozważ rozwiązanie NAKIVO Backup & Replication, które jest szybkim i ekonomicznym rozwiązaniem zapewniającym wiele opcji zabezpieczenia środowisk Hyper-V, VMware, AWS EC2 i Microsoft 365.
