Virtuelle Festplatte (Virtual Hard Drive, VHD)
Was ist eine virtuelle Festplatte (Virtual Hard Drive, VHD)?
Eine virtuelle Festplatte (Virtual Hard Drive, VHD) ist ein Disk-Image-Dateiformat für die Speicherung des gesamten Inhalts der Festplatte eines Computers. Das Festplatten-Image, das manchmal auch als virtuelle Maschine (VM) bezeichnet wird, repliziert eine vorhandene Festplatte, einschließlich aller Daten und Strukturelemente. Es kann an einem beliebigen Ort gespeichert werden, auf den der physische Host zugreifen kann, und es ist auch transportabel, das heißt, es kann auf einem USB-Flash-Speichergerät gespeichert und transportiert werden.
Virtuelle Festplatte vs. physische Festplatte: Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Eine virtuelle Festplatte hat ähnliche Funktionen wie ein physisches Festplattenlaufwerk. Beispielsweise enthält sie oft dieselben Festplattensektoren, wie ein Dateisystem, Festplattenpartitionen und andere Eigenschaften. Sie erscheint und funktioniert auch wie eine physisch an das System angeschlossene Festplatte. Wie eine Festplatte kann die VHD Folgendes tun:
- Festplattensektoren, Dateien und Verzeichnisse erstellen
- ein Betriebssystem ausführen
- Benutzeranwendungen ausführen
Der Unterschied zwischen einer VHD und einer physischen Festplatte besteht darin, dass sie für die Verwendung durch virtuelle Maschinen konzipiert ist und auf einer Infrastruktur für virtuelle Maschinen installiert wird, in der Regel VMware Workstation und Hyper-V VMs.
Während eine VHD auf einer physischen Festplatte erstellt wird, ist sie eine virtualisierte Datei und hat ihre eigene logische Verteilung. Ihre Festplattengröße kann fest oder flexibel sein. Diese Größe wird durch das Betriebssystem (OS) oder den Virtualisierungsmanager verwaltet. Das Betriebssystem kommuniziert mit den Gerätetreibern, um auf die VHD zuzugreifen.
Arten von virtuellen Festplatten
Die wichtigsten Arten von VHD-Formaten sind feste, dynamische und differenzierende virtuelle Festplatte.
Feste virtuelle Festplatte
Bei diesem VHD-Format belegt die virtuelle Festplatte eine feste Menge an Speicherplatz auf der Festplatte des Hostrechners. Feste VHDs unterstützen hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten und eine konstante Fragmentierung.
Dynamische virtuelle Festplatte
Bei diesem VHD-Format variiert die Festplattengröße. Der Speicherplatz beginnt bei einer bestimmten Mindestgröße und wächst, wenn Daten zur VHD hinzugefügt werden. Der Hauptvorteil dieses Formats besteht darin, dass es die Zuweisung von Speicherplatz beschleunigt.
Differenzierende virtuelle Festplatte
Eine differenzierende VHD wird verwendet, um eine Kopie einer bestehenden Festplatte zu erstellen. Es werden zwei VHDs verwendet, eine übergeordnete und eine untergeordnete. Mit einer differenzierenden VHD ist es möglich, Änderungen an einer übergeordneten VHD vorzunehmen, ohne diese Festplatte zu verändern.
Vorteile von virtuellen Festplatten
Im Folgenden sind einige Vorteile der Verwendung einer VHD aufgeführt:
- Einfache Bereitstellung. Eine VHD stellt vorgefertigte und Standardkonfigurationen in den VHD-Dateien für die Arbeit mit bestimmten Betriebssystemumgebungen zur Verfügung, was die Bereitstellung vereinfacht.
- Effizientes Backup und Recovery. Wenn VHD-Daten versehentlich gelöscht oder von einer bösartigen Dateiinjektion betroffen sind, können sie wiederhergestellt werden.
- Snapshot-Wiederherstellung. Ein Snapshot einer bestehenden VHD-Konfiguration kann wiederhergestellt werden, so dass ein Benutzer zu einem früheren Stadium zurückkehren kann, wenn es Installationsprobleme gibt und die Fehlerbehebung keine Abhilfe schafft.
- Schnelle Replikation. Die Arbeit oder Datei in einem System kann auf ein anderes System repliziert werden. Dies ist besonders nützlich für Entwickler, die zusammenarbeiten.
- Isolierung für Benutzer. Die Benutzer können auf dem von ihnen gewählten Betriebssystem arbeiten, ohne von anderen Benutzern beeinträchtigt zu werden.
- Kosteneffizienz. VHD macht mehrere Hardwarekomponenten und Betriebssysteme überflüssig und senkt so die Kosten für Speicher und Bereitstellung.
Eine virtuelle Festplatte in Windows erstellen
In Windows-Betriebssystemen (8.1, 10, 11, Server 2016, Server 2012 R2, Server 2012) werden virtuelle Festplatten (VHDs) in der Datenträgerverwaltung ähnlich wie physische Festplatten angezeigt. Angeschlossene VHDs werden blau dargestellt, während abgetrennte VHDs grau erscheinen.
Schritte zum Erstellen einer VHD
Für die folgenden Schritte sind Administratorrechte erforderlich:
- Öffnen Sie die Datenträgerverwaltung durch Drücken von [Windows] + [X] und Auswählen von Datenträgerverwaltung.
- Klicken Sie im Menü Aktion auf Virtuelle Festplatte erstellen.
- Im Dialogfeld Virtuelle Festplatte erstellen:
- Wählen Sie den Speicherort für die VHD-Datei.
- Geben Sie die gewünschte Größe der VHD an.
- Wählen Sie unter Format der virtuellen Festplatte zwischen VHD und VHDX.
- Bestimmen Sie den Typ: Dynamisch erweiterbar oder Feste Größe.
- Klicken Sie auf OK, um die virtuelle Festplatte zu erstellen.
Eine VHD anhängen und abtrennen
Eine VDH lässt sich wie folgt anhängen:
- Wählen Sie im Menü Aktion die Option Virtuelle Festplatte anhängen.
- Geben Sie den Speicherort der VHD-Datei an.
VHD abtrennen:
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den virtuellen Datenträger.
- Wählen Sie Virtuelle Festplatte trennen.
- Bestätigen Sie mit OK.
Wichtig ist, dass beim Abtrennen einer VHD weder die VHD-Datei noch ihre Daten gelöscht werden. Die virtuelle Festplatte ist lediglich nicht mehr im System verfügbar.
Sie können auch das Diskpart-Tool in der Eingabeaufforderung verwenden, um VHDs zu erstellen und zu verwalten.
VHDX ist das neuere Format mit erweiterten Funktionen wie größerer Kapazität (bis zu 64 TB) und verbesserter Leistung
Windows 11 Insider Preview
In einer aktuellen Windows 11 Insider Preview-Version wurde eine neue Funktion zur Verwaltung virtueller Festplatten eingeführt:
- Die Erstellung und Verwaltung von virtuellen Festplatten (VHD und VHDX) soll direkt in den Windows-Einstellungen möglich sein.
- Diese Funktion wird im Untermenü Speicher & Datenträger und Volumes zu finden sein.
- Nutzer können virtuelle Laufwerke mit fester Größe oder dynamisch expandierend erstellen.
- VHD unterstützt Größen bis zu 2 TB, während VHDX bis zu 64 TB ermöglicht.
Windows Server 2022
Für Windows Server 2022 gibt es ebenfalls einige Neuerungen:
- Unterstützung für verschachtelte Virtualisierung (Nested Virtualization) auf Servern mit AMD-Prozessoren.
- Verbessertes Receive Segment Coalescing (RSC) für virtuelle Hyper-V-Switches, was die Netzwerkleistung erhöht.
- Einführung der VM-Version 10, die sowohl in Windows Server 2022 als auch in Windows 11 verfügbar ist.
Die Tendenz geht dahin, auch künftig mehr Funktionen in die moderne Einstellungen-App zu integrieren und weniger auf die klassische Systemsteuerung zu setzen. So wird auch Microsoft ältere Verwaltungs-Tools durch neuere, benutzerfreundlichere Oberflächen ersetzen.
Diese Neuerungen zielen darauf ab, die Verwaltung virtueller Festplatten und allgemeine Systemverwaltungsaufgaben in Windows zu vereinfachen und zu modernisieren. Es ist zu erwarten, dass zukünftige Windows-Versionen diese Trends fortsetzen und weitere Verbesserungen in diesem Bereich bringen werden.
VHD vs. VHDX
Das VHD-Dateiformat wurde ursprünglich mit Connectix Virtual PC eingeführt und wurde schließlich von Microsoft Hyper-V übernommen. Es funktioniert mit vielen Versionen des Windows-Betriebssystems von Microsoft.
VHDX ist funktionell gleichwertig mit VHD. Es handelt sich jedoch um eine erweiterte Version von VHD, die eine größere Speicherkapazität, größere logische Sektoren und eine Größenänderung der Festplatte unterstützt. VHDX bietet außerdem die folgenden Vorteile gegenüber VHD:
- Verfolgung von Metadaten-Updates
- Schutz der Daten vor Stromausfällen
- bessere Anpassungsfähigkeit an neuere Hardware
- Unterstützung für benutzerdefinierte Metadaten
Trotz dieser Unterschiede sind sowohl VHD- als auch VHDX-Datenträgerabbilder anfällig für Dateisystembeschädigungen. Dies kann durch beschädigte Festplattenspeicher, suboptimale Netzwerkbedingungen während der Dateiübertragung oder Störungen durch Antivirenprogramme verursacht werden. Wenn eine VHD- oder VHDX-Datei beschädigt ist, kann ein Recovery-Tool helfen, einige oder alle Daten wiederherzustellen.
