Hyper-V Server 虚拟硬盘

什么是虚拟磁盘？Windows Server 2012 R2中的虚拟磁盘有什么特征？

虚拟磁盘就是放在物理硬盘上的一个单独的文件。虚拟磁盘文件的目的是捕获驻留在服务器内存的虚拟机的完整状态，并将信息以一个已明确的磁盘文件格式显示出来。Windows Server 2012 R2和Hyper-V使用虚拟硬盘（VHDX）文件格式，虚拟硬盘文件的扩展名是.VHDX。

虚拟硬盘是虚拟化的关键。当一个服务器通电时，每个虚拟机加载到服务器内存并从其相应的VHDX文件启动。随着虚拟机的运行，VHDX文件可通过更新来反映数据或状态改变。VHDX文件可以复制到远程存储以提供虚拟机的备份和灾难恢复副本。VHDX文件也可以迁移或者复制到其他服务器，在软件授权许可情况下，允许虚拟机进行迁移或者复制。虚拟硬盘也适合集中式存储（而不是存在于每个本地服务器上）。

虚拟硬盘格式不断改进以满足虚拟机和数据中心资源不断变化的需求。一个明显的变化是VHDX大小从2TB增加到了64TB，可以接收巨大的虚拟机和数据资源。这可以使虚拟磁盘更适合与应用程序，比如数据库或内存分析。

即使有经过精心设计的冗余、电池和备用电源，意外的电源中断总是有可能会导致服务器崩溃，从而损坏存储数据——尤其是定期改变的数据如虚拟磁盘文件。VHDX格式现在记录所有的VHDX元数据的更改。Windows Server 2012 R2允许创建查分磁盘，这样，一个VHDX文件可以记录其他文件的变化。所有的变化都会被追踪到，因此不必要的或有问题的变化都可以恢复。这种功能的组合允许虚拟服务器在恢复虚拟机时保持很少（如果有的话）的数据或状态丢失。

VHDX格式还引入了各种增强性能的功能。例如，与旧的 VHD格式相比，VHDX具有更大的存储容量。它还在电源故障期间提供数据损坏保护并且优化动态磁盘和差异磁盘的结构对齐方式，以防止在新的大型扇区物理磁盘上性能降级。

一、 Hyper-V虚拟硬盘格式：

虚拟硬盘为虚拟机提供存储空间，在虚拟机中，虚拟硬盘功能相当于物理硬盘，被虚拟机当作物理硬盘使用。微软主要提供两种虚拟硬盘格式，即VHD和VHDX。Windows Server 2012以前，Hyper-V虚拟硬盘格式主要为.VHD格式，这种格式突破了2TB的限制，最大可支持64TB，也是微软建议的虚拟硬盘格式。VHDX格式主要功能如下：

1) 最大支持64TB存储容量。

2) 可记录对VHDX元数据结构进行更新的日志。这样在遇到断电等情况下可为VHDX文件提供给更好的弹性。

3) 可对动态和差分磁盘支持更大的块大小，让磁盘更好地满足虚拟化负载需求。

4) 可改善应用程序与负载的性能，尤其是在扇区大小超过512字节的物理磁盘上。

5) 支持存储自定义元数据。例如，可以记录操作系统版本，或已安装的补丁信息。

6) 在运行Hyper-V的计算机上使用Windows PowerShell命令配置并管理虚拟磁盘。

7) 进了虚拟硬盘格式的对齐方式，可在大型扇区磁盘上更好地工作。

8) 高效地表示数据（也称为“剪裁”），使文件大小更小并且允许基础物理存储设备回收未使用的空间。（剪裁需要直接连接到虚拟机或SCSI磁盘的物理磁盘以及与剪裁兼容的硬件。)

二、虚拟硬盘类型：

Windows Server 2012/R2主要提供四种虚拟硬盘类型：“固定大小”、“动态扩展”、“差分磁盘”、直通硬盘。

1) 固定大小：这种类型的磁盘可提供更好的性能，建议用于运行具有高级磁盘活动的应用程序的服务器。最初创建的虚拟吗硬盘文件使用虚拟硬盘的大小，并且当删除或添加数据时不会发生更改。

2) 动态扩展：这种类型的磁盘可更好地利用物理存储空间，建议用于不含有密集使用磁盘的应用程序的服务器。虚拟硬盘在最初创建时很小，但随着向其中添加数据会逐渐变大。

3) 差分磁盘：这种类型的磁盘与要保持的另一种磁盘存在父子关系，可以在不影响父磁盘的情款下对数据或操作系统进行更改，以便可以轻松还原更改，所有子磁盘必须具有与父磁盘相同的虚拟硬盘格式（VHD或VHDX）。

4) 直通硬盘：直通式磁盘提供了一种把Hyper-V虚拟机连接到物理存储的方式（和依赖虚拟硬盘的方式正相反）。但是需要注意的是，使用直通式磁盘存在一定的局限性。在Windows Server 2012发布前，直通式磁盘很流行。当时，Hyper-V采用的虚拟硬盘（VHD）格式最大为2TB，这对于一些虚拟机（VM）来说并不够。而直通式磁盘绕过了2TB的存储限制，从而流行开来。但在Windows Server 2012中，Microsoft引入了VHDX虚拟硬盘格式，不再受限于2TB。在很多场景中，使用基于VHDX虚拟硬盘减少了对直通式磁盘的需求。如果打算用直通式磁盘，那么需要知道，这些磁盘是绑定到宿主服务器的。所以，使用直通式磁盘将会使实时迁移复杂化（虽然将直通式磁盘设置为依赖于VM的集群磁盘可以使实时迁移成为可能）。另外，Hyper-V不能对直通式磁盘进行快照。