Cách làm việc với các tệp VHD và VHDX của Hyper-V: Những kiến thức cơ bản cần thiết
Sự ra mắt của Windows Server 2012 đã nhận được sự đón nhận nồng nhiệt nhờ việc giới thiệu nhiều tính năng ảo hóa, trong đó có định dạng tệp VHDX mới. VHDX về cơ bản là phiên bản kế thừa của VHD, nhưng sở hữu các tính năng tiên tiến hơn. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể tạo và quản lý các tệp VHD trong môi trường Hyper-V của mình. Hãy cùng tìm hiểu sự khác biệt giữa các tệp VHD và VHDX trong Hyper-V, những lợi ích mà chúng mang lại, cũng như cách thức sử dụng chúng.
Giới thiệu về các tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Các đĩa ảo được tạo trong môi trường Hyper-V có thể được lưu trữ dưới dạng tệp ở định dạng VHD hoặc VHDX trên một đĩa vật lý. Đĩa cứng ảo là giải pháp thay thế cho các ổ cứng vật lý; chúng hoạt động như các ổ cứng của một máy ảo (VM). Đĩa ảo có thể chứa hệ thống tệp gốc, phân vùng đĩa, các sector và thư mục. Chúng có thể thực hiện các thao tác đĩa và tệp tiêu chuẩn. Mỗi VM phải có ít nhất một đĩa cứng ảo có thể được sử dụng làm bộ lưu trữ cho dữ liệu VM.
Các phiên bản Windows trước đây chỉ hỗ trợ một định dạng tệp duy nhất cho đĩa ảo – VHD. Do nhu cầu công nghệ ngày càng tăng, Windows 2012 đã giới thiệu định dạng tệp VHDX, giúp cải thiện đáng kể dung lượng lưu trữ, nâng cao hiệu suất trên các đĩa có sector lớn và đảm bảo mức độ bảo vệ dữ liệu cao hơn.
Cả tệp VHD và VHDX của Hyper-V đều có thể thuộc các loại khác nhau:
- Fixed . Dung lượng cho đĩa ảo được phân bổ khi tệp VHD được tạo. Tệp đĩa cứng ảo có kích thước bằng với đĩa cứng ảo. Kích thước của nó không thay đổi, bất kể dữ liệu được thêm vào hay xóa đi.
- Mở rộng động . Dung lượng cho đĩa ảo được phân bổ theo yêu cầu. Đĩa cứng ảo có một lượng dung lượng lưu trữ vật lý nhất định có thể được sử dụng, nhưng dung lượng này chỉ được phân bổ khi cần thiết. Do đó, kích thước của tệp VHD hoặc VHDX sẽ tăng lên khi có dữ liệu mới được thêm vào.
- So sánh . Loại đĩa này được sử dụng để xác định, lưu trữ, quản lý và khôi phục các thay đổi được thực hiện trên một đĩa ảo khác hoặc đĩa cha.
Sự khác biệt giữa các tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Để hiểu rõ hơn về cách các tệp VHD và VHDX của Hyper-V hoạt động, hãy khám phá sự khác biệt giữa các định dạng tệp này. Từ đó, chúng ta sẽ biết cách mỗi định dạng có thể cải thiện hiệu suất của các đĩa ảo. Bảng sau đây so sánh hai định dạng:
| VHD | VHDX |
| Định dạng tệp cơ bản được hỗ trợ bởi Windows, Citrix và Oracle | Định dạng tệp nâng cao được hỗ trợ bởi Windows |
| Dung lượng lưu trữ lên đến 2 TB | Dung lượng lưu trữ lên đến 64 TB |
| Tệp VHD cung cấp ít bảo vệ hơn chống lại sự hỏng dữ liệu so với các tệp VHDX | Tệp VHDX cung cấp bảo vệ mạnh mẽ chống lại sự hỏng dữ liệu bằng cách theo dõi metadata |
| Hỗ trợ metadata tùy chỉnh không được cung cấp | Hỗ trợ siêu dữ liệu tùy chỉnh và có thể lưu trữ |
| Được hỗ trợ bởi Windows Server 2008, 2008 R2, 2012 và 2012 R2 | Được hỗ trợ bởi Windows 2012 và các phiên bản sau |
| Không hỗ trợ thay đổi kích thước trực tiếp | Hỗ trợ thay đổi kích thước trực tiếp |
| Kích thước sector logic là 512 byte | Kích thước sector logic là 4 KB |
| Vấn đề về căn chỉnh dữ liệu | Căn chỉnh dữ liệu tốt hơn |
| Không hỗ trợ tính năng trimming | Hỗ trợ tính năng trimming |
Như bạn có thể thấy, định dạng tệp Hyper-V VHDX mới bao gồm một số tính năng đã cải thiện đáng kể tính hữu dụng của nó. Ví dụ, tính năng cắt bỏ cho phép bạn xác định các khối dữ liệu không còn được sử dụng và có thể xóa bỏ, từ đó tối ưu hóa lưu trữ và cải thiện hiệu suất tổng thể. Một tính năng khác được giới thiệu cùng với định dạng tệp VHDX mới của Hyper-V là Shared VHDX, cho phép các máy ảo (VM) trên cùng một cụm khách sử dụng một tệp VHDX làm bộ nhớ chia sẻ. Hơn nữa, các tệp VHDX của Hyper-V cho phép bạn thay đổi kích thước (thu nhỏ hoặc mở rộng) đĩa ảo theo yêu cầu, ngay cả khi máy ảo vẫn đang chạy, điều này giúp tiết kiệm thời gian đáng kể và giảm thiểu gánh nặng hệ thống. Cuối cùng, nhờ khả năng căn chỉnh dữ liệu được cải thiện, các tệp Hyper-V VHDX có thể cải thiện đáng kể các hoạt động I/O. Ngược lại, các đĩa vật lý có sector lớn dễ bị suy giảm hiệu suất.
Mặc dù VHDX là phiên bản nâng cao hơn của định dạng VHD, vẫn có một số trường hợp việc sử dụng VHD là lựa chọn tốt hơn. Ví dụ, các tệp Hyper-V VHDX không tương thích với các phiên bản Windows Server cũ hơn. Do đó, nếu bạn đang vận hành môi trường ảo với các hệ điều hành khách hỗn hợp và cần di chuyển máy ảo giữa các máy chủ khác nhau, định dạng tệp VHD sẽ là lựa chọn tối ưu, vì nó được hỗ trợ bởi nhiều hệ điều hành hơn.
Cách làm việc với các tệp Hyper-V VHD và VHDX trong PowerShell
Giờ đây, khi bạn đã biết các tệp Hyper-V VHD và VHDX là gì và những lợi ích mà chúng mang lại, bạn đã sẵn sàng để tạo và cấu hình các đĩa cứng ảo của mình. Để thực hiện việc này, bạn có thể sử dụng Hyper-V Manager hoặc PowerShell ở chế độ Quản trị viên. Trong bài đăng trên blog này, chúng tôi mô tả cách quản lý các thao tác với tệp VHD và VHDX của Hyper-V trong PowerShell. Đây là phương pháp tốt nhất, vì PowerShell cung cấp nhiều tùy chọn hơn để cấu hình các tệp VHD và VHDX của Hyper-V. Bạn có thể tạo, chuyển đổi, hợp nhất hoặc xóa đĩa một cách nhanh chóng và dễ dàng bằng cách chạy các tập lệnh PowerShell.
Tạo tệp VHD và VHDX cho Hyper-V
Để tạo một đĩa cứng ảo mới ở định dạng VHD hoặc VHDX, hãy mở PowerShell với tư cách Quản trị viên và chạy lệnh New-VHD . Ví dụ sau đây hướng dẫn cách tạo một đĩa cứng ảo loại động tại đường dẫn đã chỉ định, với dung lượng 10 GB, kích thước khối là 128 MB và kích thước sector logic là 4 KB. Lưu ý rằng phần mở rộng tệp (.vhd hoặc .vhdx ) quyết định định dạng tệp; trong trường hợp này, tệp VHDX đang được tạo.
New-VHD -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx' -BlockSizeBytes 128MB -LogicalSectorSize 4KB -SizeBytes 10GB -Dynamic
Ổ cứng ảo hiện đã được tạo và thông tin sau về ổ đĩa ảo được hiển thị trong cửa sổ PowerShell.
Thêm tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Với lệnh Add- VMHardDiskDrive , bạn có thể thêm đĩa cứng ảo vào một máy ảo cụ thể. Trong ví dụ sau, đĩa cứng ảo DemoDisk.vhdx tại đường dẫn đã chỉ định được gắn vào máy ảo có tên DemoVM . Bộ điều khiển SCSI, số bộ điều khiển 0 và vị trí bộ điều khiển 1 cũng được gán cho đĩa ảo.
Add-VMHardDiskDrive -VMName DemoVM -ControllerType SCSI -ControllerNumber 0 -ControllerLocation 1 -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx'
Xóa các tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Lệnh Remove-VMHardDiskDrive được sử dụng để xóa đĩa cứng ảo khỏi một máy ảo. Để minh họa cách cmdlet này hoạt động, đây là cách xóa đĩa vừa tạo ở trên:
Remove-VMHardDiskDrive -VMName DemoVM -ControllerType SCSI -ControllerNumber 0 -ControllerLocation 1
Sử dụng các cmdlet này, bạn có thể dễ dàng tạo và xóa các đĩa ảo với các tham số cần thiết và gắn chúng vào các máy ảo cụ thể.
Chuyển đổi tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Như đã đề cập ở trên, tệp VHDX mang lại nhiều lợi ích so với các tệp VHD trước đó. Do đó, trong nhiều trường hợp, bạn nên chuyển đổi tất cả các tệp VHD sang định dạng VHDX. Để nâng cấp các tệp VHD của Hyper-V lên định dạng VHDX, chỉ cần chạy lệnh Convert-VHD , cho phép bạn thay đổi định dạng tệp trong khi giữ nguyên nội dung của đĩa ảo nguồn. Dữ liệu của đĩa ảo nguồn sẽ được sao chép sang một đĩa mới có định dạng yêu cầu. Quy trình này nên được thực hiện ở chế độ ngoại tuyến; khuyến nghị nên ngắt kết nối đĩa ảo. Ví dụ dưới đây minh họa lệnh cmdlet cho phép chuyển đổi tệp VHD của Hyper-V sang VHDX:
Convert-VHD -Path ‘C:New Virtual DisksFixed Disk.vhd’ -DestinationPath ‘C:New Virtual DisksFixed Disk.vhdx’
Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng các tệp VHDX chỉ tương thích với Windows Server 2012 trở lên. Do đó, bạn có thể cần chuyển đổi các tệp VHDX của Hyper-V sang VHD. Trong trường hợp này, bạn có thể sử dụng cùng lệnh cmdlet Convert-VHD , chỉ cần thực hiện theo thứ tự ngược lại. Hãy nhớ rằng phải ngắt kết nối đĩa cứng ảo trước khi thực hiện thao tác này.
Convert-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’ ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhd’
Hợp nhất các tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Như đã đề cập ở trên, đĩa chênh lệch được sử dụng để lưu trữ và khôi phục các thay đổi được thực hiện trên một đĩa VHD khác hoặc hệ điều hành khách. Mỗi đĩa chênh lệch theo dõi và lưu trữ các thay đổi được thực hiện trên một đĩa ảo liên quan. Trong trường hợp này, đĩa chênh lệch được gọi là “đĩa con” và đĩa cứng ảo được gọi là “đĩa cha”. Với lệnh cmdlet Merge-VHD , bạn có thể hợp nhất các thay đổi được lưu trữ trong đĩa chênh lệch vào đĩa cha hoặc vào một đĩa con khác trong chuỗi đĩa chênh lệch. Lưu ý rằng thao tác này được thực hiện ngoại tuyến; hãy đảm bảo rằng chuỗi đĩa đã được ngắt kết nối.
Để hợp nhất đĩa cứng ảo con vào đĩa cứng ảo cha, hãy chạy cmdlet sau. Lưu ý rằng sau khi thao tác hoàn tất và nội dung của đĩa con được chuyển vào đĩa cha, đĩa chênh lệch sẽ bị xóa.
Merge-VHD -Path ‘C:Virtual StorageDifferencing.vhdx’
Trong ví dụ sau, chúng ta có một đĩa cha, maindisk.vhdx , và một đĩa con, ChDisk1.vhdx , vốn có một đĩa con khác: ChDisk2.vhdx . Đĩa ảo sau thậm chí còn có đĩa con riêng của nó, ChDisk3.vhdx . Cùng nhau, các đĩa này tạo thành chuỗi đĩa khác biệt . Cmdlet sau đây có thể được sử dụng để hợp nhất các đĩa cứng ảo con trong chuỗi đĩa.
Merge-VHD -Path ‘C:VM TestingChDisk3.vhdx’ -DestinationPath ‘C:VM TestingChDisk1.vhdx’
Thông qua thao tác này, dữ liệu từ ChDisk3.vhdx và ChDisk2.vhdx được hợp nhất vào ChDisk1.vhdx . Tập lệnh PowerShell đơn giản hóa quá trình hợp nhất các đĩa cứng ảo; toàn bộ thao tác có thể được thực hiện trong một lần chạy, bất kể kích thước của chuỗi đĩa khác biệt. Đây là một lợi thế của Powershell – với Hyper-V Manager, bạn không được phép hợp nhất nhiều lớp của chuỗi đĩa khác biệt cùng một lúc. Bạn sẽ phải hợp nhất từng lớp của chuỗi đĩa khác biệt theo cách thủ công, và những bước thêm này sẽ tốn thời gian và công sức của bạn.
Gắn các tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Lệnh Mount-VHD cho phép bạn gắn một hoặc nhiều đĩa cứng ảo. Ví dụ sau đây minh họa cách gắn một đĩa cứng ảo có đường dẫn C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx .
Mount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’
Sử dụng các skript PowerShell, bạn có thể gắn đĩa cứng ảo ở chế độ chỉ đọc: Mount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’ -ReadOnly
Ngắt kết nối các tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Nếu bạn muốn ngắt kết nối một đĩa cứng ảo, hãy chạy lệnh Dismount-VHD trong PowerShell. Trong ví dụ dưới đây, bạn có thể xem cách ngắt kết nối đĩa cứng ảo có đường dẫn C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx .
Dismount-VHD -Path ‘C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx’
Một tùy chọn khác là ngắt kết nối đĩa cứng ảo bằng cách sử dụng số đĩa của đĩa đã được gắn, như sau:
Dismount-VHD -DiskNumber 8
Thay đổi kích thước tệp VHD và VHDX của Hyper-V
Nếu bạn muốn thay đổi kích thước (thu nhỏ hoặc mở rộng) đĩa cứng ảo, nên sử dụng lệnh Resize-VHD . Ví dụ sau đây minh họa cách thay đổi kích thước đĩa cứng ảo bằng cách gán cho nó một kích thước mới được chỉ định. Trong trường hợp này, chúng tôi đã mở rộng tệp VHDX từ 10GB lên 20GB:
Resize-VHD -Path 'C:Virtual DisksDemoDisk.vhdx' -SizeBytes 20GB
Tuy nhiên, việc thu nhỏ chỉ khả dụng cho các tệp VHDX. Lưu ý rằng đĩa cứng ảo không nên được thu nhỏ xuống kích thước nhỏ hơn kích thước tối thiểu được chỉ định của nó. Để xem kích thước tối thiểu của đĩa cứng ảo, hãy chạy lệnh cmdlet sau:
Get-VHD -Path 'C:Virtual Hard Disksdemovdisk.vhdx’
Bạn có thể sử dụng lệnh sau để thu nhỏ tệp VHDX xuống kích thước tối thiểu:
Resize-VHD -Path 'C:Virtual Hard Disksdemovdisk.vhdx’ -ToMinimumSize
Kết luận
Cả tệp VHD và VHDX của Hyper-V đều đóng vai trò quan trọng trong môi trường ảo hóa vì chúng hoạt động như đĩa cứng của một máy ảo (VM). Định dạng tệp VHD đã được sử dụng trong thời gian dài, nhưng để bắt kịp sự phát triển liên tục của công nghệ ảo hóa, Microsoft đã giới thiệu một phiên bản tiên tiến hơn. Do đó, định dạng tệp VHDX được phát hành cùng với Windows Server 2012 nhằm cải thiện hiệu suất của các đĩa vật lý có sector lớn, tăng dung lượng lưu trữ và đảm bảo bảo vệ dữ liệu.
Sau khi so sánh tất cả các tính năng mà tệp VHD và VHDX của Hyper-V cung cấp, có thể khẳng định rằng VHDX là định dạng tệp hiệu quả và đáng tin cậy hơn, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu hiệu suất của môi trường ảo hóa hiện đại.
Hãy đảm bảo bảo vệ các đĩa VHD và VHDX của bạn bằng một giải pháp bảo vệ dữ liệu được thiết kế riêng cho hạ tầng ảo hóa. Hãy xem xét NAKIVO Backup & Replication, một giải pháp nhanh chóng và tiết kiệm chi phí cung cấp nhiều tùy chọn để bảo vệ các môi trường Hyper-V, VMware, AWS EC2 và Microsoft 365.
