使用虛擬機器範本克隆 Hyper-V 虛擬機器
硬體虛擬化的主要優勢之一在於可擴展性。您可以輕鬆地為虛擬機器新增虛擬磁碟、擴充這些虛擬磁碟的容量、擴充硬體儲存空間,並增加 CPU 效能與記憶體,此外還能部署更多虛擬機器。您可以將虛擬機器檔案從一台 Hyper-V 主機複製到另一台,甚至在同一台 Hyper-V 主機上複製虛擬機器檔案,以建立更多相同的虛擬機器。
此方法的主要缺點在於必須手動變更主機名稱、IP 位址(若使用靜態 IP 位址)以及 SID(安全性識別碼)。透過使用虛擬機器範本,您可以避免這些問題,並快速且方便地建立新的虛擬機器。這篇部落格文章詳細說明了 Hyper-V 虛擬機器範本,並逐步探討如何克隆 Hyper-V 虛擬機器。
了解虛擬機器克隆與虛擬機器範本
當您需要在 Hyper-V 虛擬環境中部署大量虛擬機器 (VM) 時,相較於逐一部署每台虛擬機器並手動設定每個來賓作業系統 (OS),虛擬機器克隆通常能更有效率。
什麼是虛擬機器克隆?
虛擬機器克隆是指將一台虛擬機器複製一次或多次,以建立具有相同來賓作業系統、軟體及虛擬硬體配置的相同虛擬機器。 虛擬機器克隆可用於多種目的,例如測試新的軟體配置、部署具有相同設定的多個虛擬伺服器實例,或建立暫存環境。
虛擬機器克隆的優勢
虛擬機器克隆讓您能夠快速部署多個具有相同配置的虛擬機器,而無需逐一部署和配置每台新的虛擬機器。 建立 Hyper-V 虛擬機器克隆的優勢包括:
- 快速部署虛擬機器 。透過虛擬機器克隆,您可以更快地配置新的虛擬機器和軟體實例,並節省時間與資源。此方法可大幅縮短建立新環境所需的時間。
- 一致性 。虛擬機器克隆與原始虛擬機器完全相同。這能降低在配置和部署多台虛擬機器時因人為錯誤所造成的風險。
- 高擴展性 。 透過虛擬機器克隆,您可以縮放虛擬環境,這對於動態變化的環境特別有用。
建立 Hyper-V 虛擬機器克隆的一種方法是使用虛擬機器範本。讓我們在下一節中詳細探討它們是什麼。
什麼是虛擬機器範本?
Hyper-V 中的虛擬機器範本是一種基礎映像,可用於建立新的 Hyper-V 虛擬機器,同時保留用於建立該範本之虛擬機器上已安裝和配置的軟體。 您無需擔心耗費過多時間從頭建立新的空白虛擬機器、安裝應用程式以及配置軟體。您也不需要複製虛擬磁碟 (VHD 或 VHDX) 或整個現有虛擬機器,並花費時間重新配置該虛擬機器。
您可以建立一台參考虛擬機器,並以此建立範本,日後即可利用該範本部署多台新的虛擬機器。若您需要處理大量虛擬機器,最合理的做法是克隆 Hyper-V 虛擬機器。您可以將 Hyper-V 虛擬機器範本視為一個主範本,其中不僅包含軟體設定,還包含虛擬機器 CPU、RAM 及其他虛擬裝置的設定。 Hyper-V 虛擬機器範本可透過 Hyper-V 管理員(這是 Windows 的內建軟體產品)或 System Center Virtual Machine Manager (SCVMM)來建立,後者是一款專為集中管理大型 Hyper-V 虛擬環境而設計的付費軟體。
虛擬機器範本的優勢
虛擬機器範本專為虛擬機器克隆與大規模部署而設計,提供以下優勢:
- 標準化 。透過使用虛擬機器範本,您可以為虛擬機器建立標準化配置(包括虛擬機器內安裝的軟體),確保整個環境的一致性。
- 效率與可擴展性 。使用虛擬機器範本可節省您的時間,因為您無需從頭開始手動部署和配置每台虛擬機器。 您只需建立一次範本,即可重複使用該範來部署完全相同的虛擬機器。透過這種方式,您可以快速部署大量虛擬機器,以縮放環境規模,用於開發、測試或其他目的。
- 減少錯誤 。虛擬機器範本可降低在部署具有相同配置的虛擬機器時發生錯誤的風險。 您只需建立、設定並測試一次範本,之後即可使用此範本來部署一致的虛擬機器。
建立 Hyper-V 虛擬機器範本
根據部署配置和情境的不同,建立用於虛擬機器克隆的 Hyper-V 虛擬機器範本主要有兩種選項:
- 在配備 Hyper-V Manager 的 Hyper-V 主機上,可透過圖形使用者介面 (GUI) 和命令列介面 (PowerShell) 進行操作。
- 在 System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) 中,用於集中管理包含多個主機的大型虛擬環境。提供圖形使用者介面 (GUI) 和 PowerShell 兩種方式。
先決條件
您應使用 sysprep 公用程式來安全地建立虛擬機器範本,以避免未來可能發生的網路衝突。
Sysprep 是 Windows 內建的系統準備工具,適用於自 Windows 7 及 Windows Server 2008 起的所有桌面版與伺服器版 Windows 版本。其設計目的是複製現有的 Windows 安裝環境,並基於現有安裝環境進行新安裝。此工具可用於準備映像檔,以便將其複製到大量硬體規格相同的機器上。這是許多主要筆記型電腦製造商首選的做法。 您很可能已經注意到,當您首次開機使用搭載 Windows 作業系統的新筆記型電腦時,Windows 已經預先安裝在該筆電上,您需要設定特定選項,例如使用者名稱、主機名稱、時區和語言。 同世代的 Hyper-V 虛擬機器具有相同的虛擬硬體,這意味著您也可以將此方法作為克隆 Hyper-V 虛擬機器的準備步驟。
Sysprep 位置在 C:Windowssystem32sysprep 目錄中(%WINDIR%system32sysprep ),並可透過命令列模式或 GUI(圖形使用者介面)模式執行。
Sysprep 會重置儲存於 Windows 設定中的資訊,例如 SID(安全性識別碼)、事件日誌、暫存資料夾、主機名稱及時區。從範本克隆虛擬機器後,您需要透過”首次執行精靈”為該虛擬機器克隆本輸入這些資訊。若您的 Windows 副本已啟用,則該啟用狀態將會被重置。請注意,啟用狀態最多只能重置三次。 若來源虛擬機器已加入 Active Directory 網域,您的 Hyper-V 虛擬機器範本以及從該範本克隆的虛擬機器將具有相同的網域 SID(請注意,這與上述提到的機器 SID 不同)。
建議參考(原始)虛擬機器不要是 Active Directory 網域的成員。 這是因為網域 SID(而非機器 SID)會被複製到虛擬機器克隆本中,進而導致網域內出現問題。
如何使用虛擬機器範本克隆 Hyper-V 虛擬機器
讓我們來探索如何透過 Hyper-V 虛擬機器範本成功克隆 Hyper-V 虛擬機器的完整流程:
- 建立新的 Hyper-V 虛擬機器 。
我們已有一篇關於如何操作的部落格文章: 在 Hyper-V 管理員中建立新的 Hyper-V 虛擬機器。此外,您也可以使用: 使用 PowerShell 建立新的虛擬機器。
- 安裝客體作業系統 (OS):。
安裝 Hyper-V 支援的客體作業系統——例如 Windows 7、8、10、11 或 Server 2008、2012、2016、2019、2022 等。 針對這些客體作業系統版本,建立 Hyper-V 虛擬機器範本與虛擬機器克隆的工作流程完全相同。
- 為您的客體作業系統安裝所有必要的安全性修補程式與更新 。
您只需執行這項耗時的程序一次,最終即可獲得不含已知漏洞的虛擬機器。
- 安裝所需的軟體並進行設定 。
解除安裝不必要的應用程式和元件,以縮小 Hyper-V 虛擬機器範本的大小。
- 使用 sysprep 公用程式來準備用於克隆的主映像檔 。
將其連接到您的 Hyper-V 虛擬機器(本範例中我們使用一台執行 Windows 7 的虛擬機器),該虛擬機器將用作基礎虛擬機器。 前往 sysprep 的位置——此位置預設為 C:Windowssystem32sysprep 。
在您的客體 Windows 上執行 sysprep.exe 檔案,並選取以下參數:
- 系統清理動作 – 進入系統開箱即用體驗 (OOBE)。此選項會將 Windows 與特定硬體裝置(包括虛擬硬體)的連結解除。
- 選取 “通用化” 核取方塊,此操作將重設 Windows 啟用狀態。建議您啟用此選項,以避免從範本克隆 Hyper-V 虛擬機器後可能出現的啟用問題。
- 在 “關機選項” 的下拉式選單中,選取 “關機” 。 您需要此選項以確保沒有任何應用程式(此處為 Hyper-V)開啟虛擬磁碟檔案,且虛擬磁碟上儲存的資料不會被變更。

注意: 若您將 進入系統稽核模式 設為”系統清理動作”選項,您的 Windows 將在進入歡迎畫面之前直接開機至桌面。此選項可讓您在建立 Hyper-V 虛擬機器範本之前,先完成 Windows 的設定。 例如,您可以從作業系統中刪除不必要的使用者。進入系統稽核模式的另一種方法是在歡迎畫面(區域設定)上按下 Shift+CTRL+F3 。
點擊 “確定” 以繼續。
此外,您也可以執行 CMD,將目錄切換至 %WINDIR%system32sysprep 並執行以下指令:
sysprep /generalize /oobe /shutdown /mode:vm其中
/mode:vm是一個新選項,僅應用於為 Hyper-V 等虛擬環境建立參考映像。由於同世代的虛擬機器使用相同的虛擬硬體,使用此選項可加快第一台虛擬機器的啟動速度,因為無需檢測新硬體。之後,您會看到一個顯示” Sysprep 正在運作 “訊息的視窗。此時,您應等待直到處理程序完成。 如果您已選取相同的 sysprep 選項,則在作業系統準備程序完成後,您的虛擬機器將會關機。 請勿在範本建立完成前開啟機器電源,否則您將需要再次執行 sysprep ,以將虛擬機器準備好用於建立 Hyper-V 虛擬機器範本。
- 刪除所有檢查點 。
如果您為此虛擬機器設定了任何 檢查點 ,請務必在將 Hyper-V 虛擬機器匯出為範本之前將它們全部刪除,您可以在 Hyper-V 管理員的 檢查點 區段中執行此操作。 請對每個檢查點按右鍵,並在快顯選單中點選 刪除檢查點 選項(參見下方螢幕截圖)。若您刪除代表虛擬機器在當前時間點之前狀態的快照(檢查點),差異虛擬磁碟(AVHDX 檔案)將會與主虛擬磁碟(VHDX 檔案)合併。

- 將 Hyper-V 虛擬機器匯出為虛擬機器範本 。
選取您已準備好的虛擬機器,在 Hyper-V 管理員中右鍵點擊虛擬機器名稱,然後點擊 匯出 。

指定要儲存檔案的位置。本範例中使用的路徑 D: Hyper-V 虛擬機器範本 。 您可以手動輸入此路徑,或點擊 “瀏覽” 按鈕來選取所需的資料夾。點擊 “匯出” 並等待匯出程序完成。

現在您可以在先前指定的目錄中看到虛擬機器檔案(在此範例中,位於 D: Hyper-V 虛擬機器範本 )。
注意: 若您擁有使用 SMB 協定存取網路中檔案的檔案伺服器,可於該檔案伺服器上建立共用資料夾,並將各種 Hyper-V 虛擬機器範本複製至該處。當您擁有多台 Hyper-V 伺服器,且需從範本部署虛擬機器時,此情境將十分便利。

使用虛擬機器範本克隆 Hyper-V 虛擬機器(匯入)
建立 Hyper-V 虛擬機器範本後,即可使用此範本建立新的虛擬機器克隆。
從 Hyper-V 虛擬機器範本匯入虛擬機器 。
右鍵點擊您要從 Hyper-V 虛擬機器範本部署新虛擬機器的 Hyper-V 主機名稱。在快顯選單中,點擊 匯入虛擬機器 。

匯入虛擬機器 精靈隨即開啟。請在每個步驟中點擊 下一步 以繼續操作。
- 開始之前 。由於此入門步驟無需進行任何設定,您可以直接進入下一步。
- 位置 。指定包含您要匯入之虛擬機器的資料夾。在本範例中,我們使用 D:Hyper-V VM TemplatesWin7 。

- 選取虛擬機器 。從清單中選取您要匯入的虛擬機器。 在此使用情境下,所選資料夾中僅儲存了一台虛擬機器的檔案。

- 選擇匯入類型 。此處有 3 種選項:
- 就地註冊虛擬機器 。若虛擬機器位於同一台 Hyper-V 主機上,但因某些原因已在主機上解除註冊,則應使用此選項。 在此情況下,虛擬機器的唯一識別碼將被保留——該虛擬機器將運作得彷彿未曾被移動或複製一般。
- 還原虛擬機器 。此選項與上述選項類似,但差異在於:當虛擬機器已從來源位置複製至目標位置,且該虛擬機器不再於來源位置運行時(例如,若虛擬機器檔案已手動複製為 Hyper-V 虛擬機器的備份 ,並從該備份還原),則應使用此選項。 虛擬機器的唯一識別碼也會被保留。
- 複製虛擬機器 。這是上述三種選項中最通用的選項。您可以多次匯入虛擬機器並執行這些虛擬機器。每次使用此選項匯入虛擬機器時,系統都會產生一個新的唯一識別碼。為簡化說明,本範例中已選取此選項,並顯示於下方的螢幕截圖中。

- 選擇虛擬機器檔案的儲存資料夾 。選擇用於儲存虛擬機器設定、檢查點及智慧分頁的資料夾位置。

- 選擇虛擬硬碟的儲存資料夾 。您也應選擇虛擬硬碟的儲存位置。

現在,您將能在 Hyper-V 管理員的虛擬機器清單中找到此虛擬機器克隆本。此虛擬機器的名稱與用於建立 Hyper-V 虛擬機器範本的來源虛擬機器名稱相同。 如有需要,您可以重新命名它。
克隆後配置虛擬機器
啟動您的虛擬機器,選擇您的國家/地區、鍵盤佈局、主機名稱,並建立新使用者。請注意,現有使用者不會自動刪除(採用我們先前說明的 sysprep 配置)。 接著,系統將顯示 Microsoft Windows 授權協議。請選擇您的時區,隨後在 Hyper-V 虛擬機器克隆上運行的 Windows 便會顯示登入畫面。如果您不再需要這些使用者,可以刪除在 Windows”首次執行”期間建立的任何新使用者。

如何在 Windows Admin Center 中克隆 Hyper-V 虛擬機器
Windows Admin Center 是一款用於管理 Windows、Hyper-V、Azure 及其他 Microsoft 服務的較新工具。 此工具可用於克隆虛擬機器,例如,若您想從 SCVMM 中一個特別準備好的虛擬機器克隆本建立虛擬機器範本。
要在 Windows Admin Center 中克隆虛擬機器:
- 下載 Windows Admin Center:
https://www.microsoft.com/en-us/evalcenter/download-windows-admin-center/
- 在 Hyper-V 主機上執行下載的安裝程式檔案,以安裝 Windows Admin Center。
- 請使用以下連結,透過支援的網頁瀏覽器登入 Windows Admin Center:
https://hostname_or_IP_address_of_Hyper-V_host:443
- 在 Windows Admin Center 網頁介面的左側窗格中,前往 虛擬機器 並選取(點擊)您要克隆的虛擬機器。 在此範例中,我們選取 Wind0ws-VM 。

- 選取虛擬機器後,請按一下 管理 > 複製 以複製此 Hyper-V 虛擬機器。

- 選取配置路徑。此處即為 Hyper-V 虛擬機器複本的位置。按一下 確定 以繼續。

- 輸入虛擬機器複本名稱,例如 Windows-clone 。您仍可變更 Hyper-V 虛擬機器複本的目標路徑。 按一下 “複製” 以繼續。

- 若您先前未曾在來賓作業系統中執行 sysprep,可能會看到一則通知訊息:
“複製作業將導致父虛擬機器重新啟動一次或多次。您要繼續嗎 (是/否)?”。
- 若 Windows Admin Center 要求您提供來賓作業系統的憑證,請指定管理員憑證以繼續。
- 若您先前未曾在來賓作業系統中執行 sysprep,可能會看到一則通知訊息:
請等待 Hyper-V 虛擬機器克隆完成。
在 SCVMM 中建立虛擬機器範本
您可以使用 Microsoft System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) 來建立虛擬機器範本和 Hyper-V 虛擬機器克隆。這是用於管理 Windows 伺服器環境的高階解決方案。此解決方案中提供了一個用於存放虛擬機器和範本的庫。
您可以使用 Hyper-V 虛擬機器克隆來建立虛擬機器範本,因為該克隆將被轉換為範本,且不會作為一般虛擬機器提供。透過此方法,可避免在建立範本後,原始虛擬機器變得無法使用的狀況。 在本情境結束時,一個特別準備的虛擬機器副本(克隆)將從虛擬機器清單中消失。
- 開啟 SCVMM。前往 “庫” > “範本” > “虛擬機器範本” 並點擊 “建立虛擬機器範本” 。

- 在 “選取來源” 步驟中,於 “建立虛擬機器範本精靈” ,請選擇 “來自已部署在主機上的現有虛擬機器” 。 點擊 “瀏覽” 以選取虛擬機器。

- 選取您要轉換為 Hyper-V 虛擬機器範本的虛擬機器。我們在此使用一個已準備好的虛擬機器克隆本(Windows Server 2019-clone)。

- 系統會顯示警告訊息,指出從此虛擬機器建立範本後,原始虛擬機器將無法使用。點擊 “是” 以繼續。

- 輸入虛擬機器範本的名稱。 我們正在為一台 Windows Server 2019 虛擬機器建立範本(範本名稱為 Server2019-templ)。請在精靈的每個步驟中依序點選 下一步 以繼續。

- 檢查虛擬機器範本的虛擬硬體。

- 根據您要轉換為範本的虛擬機器中所安裝的作業系統,選擇正確的客體作業系統設定檔。我們選擇 Windows Server 2019 基礎版 以及 Windows Server 2019 標準版 。

- 為虛擬機器範本選取一個儲存庫伺服器。

- 選取要儲存此虛擬機器範本的檔案分享位置。輸入檔案分享所在的 SMB 檔案分享之 UNC 路徑。按一下 “瀏覽” 並指定正確的位置。

- 在 “摘要” 步驟中,按一下 “檢視腳本” 以查看包含先前所有選取設定的 PowerShell 腳本,該腳本可讓您在 PowerShell 中執行相同的虛擬機器範本建立任務。

您可以在下方找到一個 PowerShell 腳本範例:
$VM = Get-SCVirtualMachin -VMMServer localhost -Name "Windows Server 2019-clone" -ID "00000000-0000-0000-0000-000000000000" | where {$_.VMHost.Name -eq "win2019.domain.local"} $LibraryServer = Get-SCLibraryServer -VMMServer localhost | where {$-.Name -eq "win2019.domain.local"} $GuestOSProfile = Get-SCGuestOSProfile -VMMServer localhost | where {$_.Name -eq "Windows Server 2019 Base"} $OperatingSystem = Get-SCOperatingSystem -VMMServer localhost -ID "11111111-1111-1111-1111-111111111111" | where {$_.Name -eq "Windows Server 2019 Standard"} $template = New-SCVMTemplate -Name "Server2019Templ" -RunAsynchronously -VM $VM -LibraryServer $LibraryServer -SharePath "\\win2019.domain.local\SCVMMLibrary" -GuestOSProfile $GuestOSProfile -JobGroup 2222-2222-2222-2222-222222222222 -ComputerName "*" -TimeZone 20 -FullName "" -ORGANIZATIONName "" -Workgroup "WORKGROUP" -AnswerFile $null -OperatingSystem $OperatingSystem點擊 建立 以完成並繼續進行虛擬機器範本的建立。
請等待虛擬機器範本建立完成。所需時間可能取決於虛擬機器的規格及網路速度。您可以在 SCVMM 的 工作 頁面中監控任務進度。一旦虛擬機器範本建立完成,您便可在 SCVMM 的 庫 > 虛擬機器範本 中找到此範本。 用於建立虛擬機器範本的來源虛擬機器(Hyper-V 虛擬機器克隆本)現已從 Hyper-V 管理員和 System Center Virtual Machine Manager 中的虛擬機器清單中消失。
現在,您可以從此虛擬機器範本部署多個作為 Hyper-V 虛擬機器克隆本的虛擬機器。

使用 PowerShell 克隆 Hyper-V 虛擬機器
您可以使用以下命令來克隆 Hyper-V 虛擬機器。 Hyper-V Manager 與 System Center Virtual Machine Manager 的指令有所不同。這表示您無法在僅安裝 Hyper-V Manager 的電腦上,以及同時安裝 SCVMM 的電腦上使用相同的指令。
Hyper-V Manager
- 匯出虛擬機器:
Export-VM -Name VM_NAME -Path PATH - 匯入虛擬機器
- 就地註冊虛擬機器(使用現有的唯一識別碼):
Import-VM -Path 'C:\VM_EXPORT_PATH\00000000-0000-0000-0000-000000000000.vmcx' - 還原虛擬機器(使用現有的唯一識別碼):
Import-VM -Path 'C:\VM_EXPORT_PATH\00000000-0000-0000-0000-000000000000.vmcx' -Copy -VhdDestinationPath 'D:\VMs\Win2022' -VirtualMachinePath 'D:\VMs\Win2022' - 複製虛擬機器(建立新的唯一識別碼):
Import-VM -Path 'C:\VM_EXPORT_PATH\00000000-0000-0000-0000-000000000000.vmcx' -Copy -GenerateNewId - 克隆虛擬機器(標準克隆):
New-VM -Name "NewVM" -Copy -VMPath "C:\VMs\OriginalVM" -Path "C:\VMs\NewVM" - 使用差異磁碟克隆虛擬機器(差異磁碟克隆):
New-VM -Name "NewVM" -Differencing -VMPath "C:\VMs\OriginalVM" -Path "C:\VMs\NewVM"
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM)
- 克隆虛擬機器(SCVMM):
$SourceVM = Get-SCVirtualMachine -Name "OriginalVM"$CloneVM = New-SCVirtualMachine -Name "NewVM" -Template $SourceVM - 自訂克隆虛擬機器(SCVMM):
$SourceVM = Get-SCVirtualMachine -Name "OriginalVM"$CloneVM = New-SCVirtualMachine -Name "NewVM" -Template $SourceVM -ComputerTier "NewComputerTier" -VMHostGroup "HostGroup" -Path "C:\VMs\NewVM" -VMNetwork "NewVMNetwork"
結論
Hyper-V 虛擬機器範本的使用並不困難,不僅能協助您節省時間,還可直接在 Hyper-V 管理員中建立。此外,您亦可使用 System Center Virtual Machine Manager。透過 sysprep 工具,您可以在建立 Hyper-V 虛擬機器範本之前,先準備好客體 Windows 系統,方法是刪除該機器的 SID 並清理 Windows 登錄檔中的資訊。您可以在高度可擴展的虛擬環境中使用虛擬機器範本,以提升效率與靈活性。
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