Formatwechsel von VHD zu VHDX

31. Januar 2012

Bild 1. Das physikalische Dateiformat bei VHDX; Quelle: SNIA

Das Storage-Subsystem des Hyper-V in der dritten Generation, wie es der „Windows 8 Server“ in der Vor-Beta-Version zeigt, bringt wesentliche Verbesserungen mit sich. In einer mehrteiligen Serie verdeutlicht NT4ADMINS – kurz vor der Freigabe der ersten echten Betaversion – diese Optimierungen. Den Start macht der Umstieg vom VHD- auf das VHDX-Format, das sowohl beim Windows 8 Server als auch beim kommenden neuen Client (sprich Windows 8) Anwendung findet.

Wer in den ersten beiden Versionen des Hyper-V mit virtuellen Diskformaten zu tun hatte, der musste das VHD-Format verwenden. Für den Einsatz mit virtuellen Festplatten standen generell vier Varianten zur Verfügung:

Fixed Disk,
Dynamic Disk,
Differencing Disks) sowie
Pass-through Disks (auch als Raw Disks bezeichnet).

Das Dateiformat VHD stammt ursprünglich von Connectix. Nachdem Microsoft dieses Unternehmen aufgekauft hatte, wurde VHD als eine „Open Spec“ für alle frei verfügbar. Das hat einen großen Vorteil zur Folge: Viele Unternehmen, wie etwa Citrix mit dem Xenserver, verwenden dieses Format.

Ab dem Release 2 des Hyper-V (also ab Windows Server 2008 Release 2) lässt sich eine VHD mit Hilfe des Windows Disk Manager mappen. Anders ausgedrückt: Man kann auch aus einer VHD booten.

Der Disktypus mit einer „festen Größe“, also die Fixed Disk, ist sofort nach dem Anlegen der Datei komplett belegt. Damit wird bereits bei der Erzeugung der VHD-Datei die gesamte Kapazität belegt. Daher ist der „Virtual Disk Offset“ derselbe wie der bei einer „physical VHD-Datei“, das macht diesen Typ und dieses Format beim Zugriff auf die Infos schnell.

Einschränkungen bei VHD

Langsamer aber mit weniger Verbrauch an Festplattenplatz arbeiten die dynamischen Disks (Dynamic Disks) und die „Differenzing Disks“.Die dynamischen Disks wachsen im Betrieb und daraus ergibt sich auch ein Problem: Sie unterliegen der Fragmentierung und zudem wird der Zugriff auf die Inhalte langsamer.

Auch die Vorgaben für die maximale Größe erweisen sich mit der Zeit als ein Problem: Die Obergrenze liegt bei 2040 GByte für eine virtuelle Festplatte. Wer mehr braucht, der kann eine normale VHD nicht mehr verwenden, allein die „Pass Through Disk“ bietet mehr Kapazität bietet.

Bild 2. Das logische Dateiformat bei VHDX; Quelle: SNIA

VHDX macht Schluss mit vielen Einschränkungen

Für die Zukunft standen daher einige Verbesserungen bei den VHDs auf dem Plan. Ab Windows 8 Server und Hyper-V Version 3 kommt mit VHDX ein neues Format ins Spiel. Es unterstützt Dateigrößen von bis zu 16 TByte an Kapazität für eine VHDX-Datei.

Dazu kann der Administrator auch die Blockgröße auf der Disk vorgeben: Sie liegt standardmäßig bei 32 MByte, kann aber Werte von 1 bis 256 MByte annehmen. Wichtig für die neueren Festplatten, die intern mit Sektorgrößen von 4 KByte arbeiten. Damit kommt VHDX ebenfalls klar: Es unterstützt diese 4 KByte native –sprich es sind keine Umrechnungen auf dem Controller der Platte mehr nötig.

Bisher mussten die logischen 512 Byte, die das Betriebssystem verwendete, auf die physische Sektorgröße von 4 KByte umgerechnet werden. Doch dabei gab es noch das Alignment-Problem zu beachten. Bisher musste der Administrator spezielle Festplatten-Manager verwenden, um die Alignment-Probleme zu beheben.

Leider kann der Administrator die VHDX-Dateien nicht auf einem Hyper-V R 2 direkt einsetzen. Erst müssen die älteren VHDs über eine Konvertierung zu VHDX umgebaut werden. Doch das Mounten der VHDX-Dateien, das Durchsuchen und das Auswerfen dieser Dateien ist vom Administrator auch aus dem Windows Explorer heraus machbar.

Den Punkt Ausfallsicherheit hat Microsoft beim VHDX-Format ebenfalls angesprochen: Die VHDX-Dateien besitzen eine Log-Datei. Wenn ein Server ausfällt und es kein sauberes Herunterfahren gegeben hat, dann ist mit Hilfe dieser Protokolldatei die Wiederherstellung der VHDX machbar. Dieses Protokoll bezieht sich allerdings nur auf die Metadaten der VHDX-Datei.

Das Erzeugen einer VHDX-Datei ist über den Server Manager machbar. Aber auch die Powershell beim Hyper-V 3 kann mit diesen Dateityp umgehen. Es gibt Befehle Im Umfang der Powershell, die beim Hyper-V 3 in der zugehörigen Bibliothek vorliegen. Der Administrator muss dazu keine externen Powershell-Module mehr herunterladen und sie separat importieren.