与物理机一样，虚拟机也需要硬盘才能正常工作。在今天的博客文章中，我们将讨论Hyper-V支持哪些虚拟文件格式及其类型。我们还将详细介绍不同类型的VHD/VHDX，以及如何根据您的需求选择合适的VHD/VHDX。
什么是VHD？
VHD是虚拟基础设施的一种文件格式，就像物理硬盘一样。它具有典型硬盘驱动器的功能，但在虚拟设置中安装和管理。它通常包含与物理驱动器上相同的分区和扇区，如分区和文件系统。它可以存储在物理主机可以访问它的位置。
与物理磁盘相比，VHD可以在虚拟机中创建、添加到虚拟机或从虚拟机中删除，更加容易和快速。它们还允许配置，使您能够有效地使用可用的物理磁盘空间。
VHDX是Hyper-V中的另一种虚拟文件格式，它随Windows Server 2012的发布而出现。在VHDX之前，Hyper-V虚拟硬盘的容量为2TB。VHDX提供64TB的容量。它们具有4KB的逻辑扇区大小，这有助于提高性能，并且它们的设计与当今的现代硬件兼容。
了解更多:VHD和VHDX磁盘概述和转换
无论是VHD还是VHDX，基本上有三种类型的磁盘可供选择：
类型的VHD / VHDX
什么是固定磁盘
固定大小的VHD只会占用VM创建期间分配给它的整个空间。创建或删除数据时，VHD大小不会更改。
例如，若您创建了一个127 GB的固定VHD，那个么这意味着主机存储的127 GB磁盘空间将专门用于此VHD。
固定类型磁盘在创建时被清零。这反过来会带来更好的性能，因为Hyper-V在第一次写入磁盘时不必执行“零操作”。作为一种安全措施，磁盘被调零，以便虚拟机中的磁盘扫描工具无法访问物理存储区域中的任何底层数据。
随着时间的推移写入和删除文件时会发生磁盘碎片。删除文件时，会将其标记为“重写”。因此，下次创建新文件时，它只是在空间上写入，如果该文件恰好大于现有文件，则剩余部分将写入下一个可用空间。最终，您将看到许多文件在硬盘上被分解到多个位置。因此，文件将作为非连续集群提供，这增加了读取时间。
对于固定大小的VHD，磁盘碎片不是主要问题，但如果手动扩展磁盘或在已满的卷中创建磁盘，则会出现碎片。
赞成的意见：
- 最快的VHD类型
- 对磁盘性能敏感的工作负载具有更好的性能
- 不容易出现磁盘碎片
缺点:
- 创建固定磁盘是一个耗时的过程
- 他们没有动态的增长
- 如果创建的VHD太大，就没有办法为它重新分配任何其他资源
- 浪费磁盘空间的可能性
在大多数情况下，建议您使用固定磁盘，因为与其他磁盘类型相比，固定磁盘具有更好的弹性和性能特征。
什么是动态扩展磁盘
这种类型的磁盘会随着数据写入而扩展。最初创建的虚拟硬盘文件很小，并且随着数据的添加而增长。
这是创建VHD时选择的默认类型。
文件以预设的最大大小开始时非常小。随着数据的添加，此文件大小会成片增长，当达到预设的最大大小时，文件将停止增长。创建动态卷时，您仍然必须指定初始磁盘大小，但主机磁盘使用情况取决于该卷中实际存储的数据量。
例如，如果最初创建的是127 GB VHD，但虚拟机只需要40GB，则主机物理磁盘存储将仅消耗40GB，并且随着数据写入磁盘，该磁盘的大小将随之增加。
在动态扩展磁盘中，只有当数据写入磁盘时，磁盘空间才会归零。此外，这些磁盘需要大量的规划和监视，因为磁盘空间很容易填满数据存储，并意外地使生产负载脱机。
尽管动态磁盘的明显问题似乎是数据的逐渐增长，但真正的问题实际上在于读取速度。考虑这样一种情况:同一卷上的20个小型动态虚拟硬盘每次分别增长一个块。它们导致卷之间的碎片化。这影响了顺序读取，因为底层物理轴必须花费时间在卷内从一个块跳转到另一个块，以读取所需的数据。
赞成的意见：
- 更好地利用物理存储空间
- 最初占用的空间小于1GB
- 提供更好的增长性能
- 易于在机器之间复制虚拟磁盘文件
缺点:
- 磁盘空间填满数据存储的可能性
- 阅读速度变慢
- 容易出现磁盘碎片
对于存储是一个主要问题的情况，建议使用动态磁盘类型，因为除了节省空间外，它还提供了弹性。
什么是差分磁盘
差异磁盘是虚拟硬盘，基本上是链接到父磁盘的动态卷。它们可以配置为父子关系，以形成VHD的层次结构。
差异/子磁盘包含块级数据，表示对父VHD的更改。每个差异磁盘只能有一个父磁盘，父磁盘可以是固定的、动态的，也可以是另一个差异磁盘。Hyper-V可以将所有不同的磁盘合并回父磁盘，从而销毁子磁盘。
子磁盘通常很小，但是它们可以增长到根父磁盘的大小。如果磁盘没有完全扩展，则连接到动态父节点的不同磁盘可能会超出它的容量。
这种类型的VHD通常用于寿命较短的虚拟机，如池式虚拟桌面基础设施（VDI）或测试实验室。可以使用通用操作系统创建单亲VHD，并且可以使用差异VHD配置多个VM。新虚拟机使用父磁盘上的共享操作系统进行引导。差分VHD一开始很小，并且随着数据的添加而增长。父磁盘将有多个输入操作，因为它是公共分母。这种类型的池操作不适合个人VDI VM，因为您无法继承更改，必须删除并重新启动。
您可以使用PowerShell或Hyper-V Manager创建基于任何父虚拟硬盘的不同磁盘。它们通常是在备份操作过程中创建的，在备份完成后立即删除。但是，手动创建也是可能的，在上面提到的场景(如创建池VDI)中，手动创建可能很有用。但是，管理可能比预期的要困难一些，而且没有其他工具可以帮助你。
当长期使用不同的磁盘时，会出现稳定的性能下降和存储问题，因此在生产服务器中使用它并不理想。
赞成的意见：
- 有助于保持基本映像的一致性
- 对于寿命较短的机器有良好的性能
- 能够隔离父磁盘上的更改，对故障排除和分析很有用
缺点:
- 不适合使用寿命较长的虚拟机
- 不可预测的存储使用模式
- 过度调配主机存储的可能性
- 在重新定位父磁盘时增加了复杂性
结语
虽然每种磁盘类型都有自己的优点，但建议根据具体的用例选择磁盘类型。通过这种方式，您可以从中获得最大的好处，并使其有益于您的环境。
当涉及到生产环境时，可以归结为以下几点:
- 如果性能比存储空间更重要，那么使用固定磁盘
- 如果存储空间比性能更重要，那么选择动态磁盘
- 如果您希望运行测试环境或创建池化的VDIs，那么请使用差异磁盘
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