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深入研究Windows 7系統(tǒng)中的VHD技術(shù)

云知道

絕大多數(shù)人最初接觸VHD格式的文件，是在使用Virtual PC或者Virtual Server時，VHD是以文件形式存在的虛擬機的磁盤 。微軟在2005年公開了VHD格式文件的全部細(xì)節(jié)，可以從微軟的TechNet網(wǎng)站下載Virtual Hard Disk Image Format Specification 。這說明了微軟不僅僅要把VHD應(yīng)用在虛擬機領(lǐng)域，更希望VHD能夠成為一種新的磁盤格式和載體在業(yè)界得到更多的支持 。
讓我們拋開虛擬機，把目光集中在VHD文件本身 。VHD是一塊虛擬的硬盤，不同于傳統(tǒng)硬盤的盤片、磁頭和磁道，VHD硬盤的載體是文件系統(tǒng)上的一個VHD文件 。如果大家仔細(xì)閱讀VHD文件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，就會發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中定義了很多Cylinder、Heads和Sectors等硬盤特有的術(shù)語，來模擬針對硬盤的I/O操作 。既然VHD是一塊硬盤，那么就可以跟物理硬盤一樣，進(jìn)行分區(qū)、格式化、讀寫等操作 。
我們這可以這樣認(rèn)為，VHD也是硬盤的一種，就像2.5寸、3.5寸、SCSI、SATA、IDE等不同規(guī)格的硬盤一樣，VHD是在一個文件中的硬盤 。
Windows 7支持VHD的技術(shù)實現(xiàn)方式
在討論具體的技術(shù)實現(xiàn)方式之前，我們首先需要理解操作系統(tǒng)對磁盤和文件的管理 。操作系統(tǒng)有磁盤系統(tǒng)和文件系統(tǒng)兩部分，分別處理對硬盤的I/O讀寫指令(磁盤系統(tǒng))，和管理硬盤之上的分區(qū)、數(shù)據(jù)和文件格式(文件系統(tǒng)) 。VHD是存在于文件之上的磁盤，可想而知它的技術(shù)實現(xiàn)必須橫跨磁盤系統(tǒng)和文件系統(tǒng)這兩部分 。如果您對操作系統(tǒng)中這一部分不是非常的了解，可以聽一聽微軟網(wǎng)站上的Windows存儲技術(shù)系列Webcast 。
簡單的說，要把VHD文件當(dāng)作硬盤一樣讀寫，必須有相應(yīng)的驅(qū)動程序 。在Virtual PC和Virtual Server中，微軟就是通過在虛擬機種加入VHD的驅(qū)動程序，使得虛擬機可以從VHD啟動并進(jìn)行后續(xù)的操作 。
在Windows 7中，微軟把VHD的驅(qū)動內(nèi)置進(jìn)了操作系統(tǒng)，也包括在了Windows 7的引導(dǎo)程序中 。這也就是說，我們可在使用Windows 7的時候，直接訪問VHD文件中的內(nèi)容(把VHD的硬盤映射到一個盤符，后面會詳細(xì)描述)，也可以通過Windows 7的引導(dǎo)程序，啟動位于VHD磁盤上的另一個操作系統(tǒng) 。理解VHD驅(qū)動的工作細(xì)節(jié)，需要比較多的Windows底層知識，下圖是一個比較簡單和抽象的結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)，VHD的驅(qū)動是跟磁盤驅(qū)動和文件系統(tǒng)緊密結(jié)合的 。
眼花繚亂的VHD應(yīng)用
既然在Windows 7中可以對VHD直接讀寫，讓我們來看看這個強大的功能到底能有多少過人之處 。
首先，我們可以用命令行工具Diskpart創(chuàng)建VHD文件！(是的，命令行工具，你可能已經(jīng)想到了自動化批處理和批量部署可以用到這個技術(shù)，沒錯，網(wǎng)管說：要硬盤，于是，大量的VHD就被創(chuàng)建出來了… )
1:; diskpart
2:; create vdisk file=c:windows7.vhd maximum=25600 type=fixed
3:; select vdisk file=c:windows7.vhd
4:; attach vdisk
5:; create partition primary
6:; assign letter=r
7:; format quick label=vhd
8:; exit
【深入研究Windows 7系統(tǒng)中的VHD技術(shù)】 上面這段命令，創(chuàng)建了一個固定尺寸的VHD文件，并且進(jìn)行了分區(qū)、分配盤符和格式化，一氣呵成 。Diskpart還能做很多事情，具體參數(shù)，請參考這個文檔，如果你不喜歡命令行，那么Windows 7的磁盤管理工具，一樣可以完成上述操作 。現(xiàn)在我們看看VHD在Windows 7中直接訪問的幾種方法：
方法一：Foo.VHD文件中可以包含一個以上的磁盤分區(qū)，這些分區(qū)都可以映射到Windows操作系統(tǒng)中，可以為之分配盤符，也可以映射到一個NTFS的目錄 。
方法二：VHD的磁盤中可以包含VHD文件，這個VHD文件還可以被映射到操作系統(tǒng)中，目前版本的Windows支持2層嵌套VHD 。(我實在想不出有什么實際的用處，據(jù)說這個功能可能會在正式版中被去掉，以免把用戶搞糊涂)

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