Fünf virtuelle Festplatten-Formate, die jeder VDI-Administrator kennen sollte

Wir zeigen Ihnen eine Übersicht der am häufigsten eingesetzten virtuellen Festplatten-Abbilder: VMDK, VDI, VHD, VHDX, HDD, qcow und qcow2 sind dabei.

Ihr Projekt „Desktop-Virtualisierung“ hängt von Festplatten-Abbildern oder Disk Images für die Speicherung der...

entsprechenden Daten ab. Es gibt allerdings so viele verschiedene virtuelle Disk-Image-Formate, dass man schon mal den Überblick verlieren kann.

Disk-Image-Dateien speichern alle Inhalte auf eine Festplatte. Es gibt allerlei verschiedene Software-Pakete und unterschiedliche Formate. Jedes Abbild funktioniert in der Regel am besten mit den Produkten der Hersteller, die es entwickelt haben. Zum Beispiel arbeitet das virtuelle Festplatten-Format VMDK hervorragend mit VMware vSphere und View zusammen.

Derzeit gibt es aber auch den Trend, dass die unterschiedlichen virtuellen Festplatten-Abbilder Plattform-übergreifend mit anderen Virtualisierungs-Produkten funktionieren sollen. Deshalb sollten Sie die Hauptunterschiede zwischen den Variationen kennen. Hier ist ein Überblick zu den fünf gebräuchlichsten Haupttypen, deren weiterentwickelten Versionen und der dazugehörigen Software. Weiterhin sprechen wir über die Grenzen, über die Sie sich im Klaren sein sollten.

VMware VMDK

Ursprünglich hat VMware VMDK als proprietäres Disk-Image-Format entwickelt und auf den eigenen Server- und Desktop-Virtualisierungs-Produkten eingesetzt. Im Laufe der Zeit hat die Firma allerdings die Spezifikationen veröffentlicht und es ist nun ein offenes Datei-Format. Somit kann eigentlich jeder einen VMDK-Handler in seine Software implementieren. Zum Beispiel ist Oracle VM VirtualBox in der Lage, VMDK-Dateien lesen.

VMDK-Datenträger unterstützen die Verwendung von Snapshots. Weiterhin ist so genannte Sparse Allocation (dünne Zuweisung) möglich. Damit kann das Dateisystem bei Bedarf bis zum vorher festgelegten Limit wachsen. Fortgeschrittene Features wie 64K-Sub-Blocks sind ebenfalls vorhanden. Wenn also ein einzelnes Large-Sector Drive, wie ein 4K-Sektor, im Dateisystem als Non-Zero innerhalb von VMDK hinterlegt ist, benötigt die Datei lediglich 64K Blöcke, um diesen Cluster zu repräsentieren. VirtualBox VDI Cluster benutzt aber Pages von einem MByte. Der gleiche 4K Cluster würde für eine Repräsentation also ein komplettes MByte brauchen.

VMDK kann Platz also effizienter nutzen. Administratoren von Desktop-Virtualisierung können demnach dünn besiedelte VMDK-Dateien an den Client ausliefern. Diese haben natürlich weniger Overhead als andere virtuelle Festplatten-Formate.

Die VMDK-Spezifikation befindet sich derzeit in ihrer fünften Revision. VMware veröffentlicht die Spezifikationen als „technische Notiz“ mit dem Rest der Dokumentation für Entwickler. Sie können die Specs auch Online anfordern. Weil der Hersteller in der Branche eine breite Akzeptanz genießt, können andere Virtualisierungs-Produkte meist auch mit VMDK-Dateien umgehen und sogar nativ damit arbeiten.

Microsoft VHD

Ursprünglich wurde das VHD-Format von Connectix für das Produkt Virtual PC entwickelt. Später hat Microsoft die Firma akquiriert, um die Virtualisierungs-Plattformen Virtual Server und Hyper-V ins eigene Portfolio aufnehmen zu können. Die Spezifikationen für das VHD-Format sind offen und jeder kann es implementieren. Wie bei anderen virtuellen Festplatten residiert auch VHD als Datei auf dem Dateisystem des Hosts. Diese Disk-Image-Dateien unterstützen Features wie fixe und dynamische Größen bei Festplatten, Differenzverfahren und Snapshots.

Wird VHD zusammen mit Microsoft-Betriebssystemen genutzt, gibt es einige einzigartige Vorteile. Zum Beispiel lässt sich der Bootloader von neueren Windows-Versionen so konfigurieren, dass dieser direkt von einer VHD-Datei starten kann. Somit könnte ein System mehrere Instanzen von Windows-Betriebssystemen booten, die in separaten VHD-Dateien installiert sind. Diese lassen sich wiederum von anderen Windows-Instanzen aus manipulieren.

VHD können Sie auch direkt in Windows mithilfe von Microsofts Disk Management Utility einbinden und einen Laufwerksbuchstaben zuordnen. Um an die Inhalte einer VHD-Festplatte zu kommen, brauchen Sie keine weiteren Tools. Somit können Desktop-Virtualisierungs-Administratoren VHD so wie es ist für neuere Windows-Betriebssysteme bereitstellen. Die besten Resultate erreichen Sie mit Windows 7 und höher. Damit lassen sich diese Festplatten nicht nur in virtuellen Maschinen, sondern auch für andere Funktionen nutzen.

Behalten Sie im Hinterkopf, dass eine VHD-Datei maximal zwei TByte groß sein kann. Heutzutage haben Endanwender Zugriff auf Festplatten von drei TByte und größer. Aus diesem Grund kann diese Grenze ein Problem darstellen. Mit Einführung des VHDX-Formats in Windows Server 2012 hat Microsoft dieses Limit auf 64 TByte erweitert.

Oracles VirtualBox VDI

Das Virtual Disk Image (VDI) ist das für Oracle VM VirtualBox entwickelte native Datei-Format. Es unterstützt viele Funktionen, die Sie auch in anderen Virtualisierungs-Produkten finden. Dazu gehören Snapshot-Funktionalität und Sparse Allocation.

Sie können mit VirtualBox auch andere virtuelle Festplatten-Formate nutzen. Bevor Sie diese aber verwenden, müssen sie in VDI konvertiert werden. Ich habe dann und wann so einen Konvertierungs-Prozess auch schon schief gehen sehen. Am besten erstellen Sie eine virtuelle Maschine mit VirtualBox und binden dann das zu konvertierende Image ein. Zusätzlich mounten Sie noch ein neues und leeres Festplatten-Abbild im VDI-Format. Danach kopieren Sie die Inhalte darauf mit einem Klon-Tool für Festplatten.

Es lassen sich viele virtuelle Festplatten-Formate in ein VDI-Abbild umwandeln. Das gilt aber nicht unbedingt für den Umkehrschwung. Sie sollten das Format nicht bevorzugt für die Bereitstellung von Desktop-Clients wählen, außer Sie benutzen VirtualBox oder Sie haben ausreichend überprüft, dass der andere Client ohne Komplikationen mit VDI-Abbildern umgehen kann.

Das virtuelle Format VDI ist eigentlich auch offen. Allerdings ist es sehr schwierig, eine detaillierte Dokumentation hinsichtlich der Spezifikationen dafür zu finden. Den Quellcode von VirtualBox können Sie natürlich einsehen. In einem Foren-Eintrag der VirtualBox-Community gibt es eine ordentliche Übersicht zu den technischen Details. Dieser wurde aber seit dem Jahre 2008 nicht mehr aktualisiert.

Parallels HDD

Das HDD-Format finden Sie in Parallels, einem Software-Hypervisor für Mac OS X. Parallels wird in erster Linie dafür eingesetzt, dass Mac-Anwender Windows auf Ihren Systemen laufen lassen können.

Ähnlich zum VDI-Format findet HDD in erster Linie Einsatz bei Parallels und einige anderen Programmen. VirtualBox kann HDD-Disk-Image-Dateien einbinden, ohne diese vorher konvertieren zu müssen. Das gilt aber nur dann, wenn es sich dabei um „simple Format“-HDD-Dateien handelt. Das ist bei Parallels Version 2 oder früher der Fall. Neuere Versionen des Datei-Formats müssen Sie konvertieren, bevor Sie es zusammen mit VirtualBox einsetzen können.

QEMU qcow / qcow2

Das Format qcow wird von QEMU und damit in erster Linie unter Linux eingesetzt. Die Abkürzung steht für „QEMU Copy On Write“. Das virtuelle Dateisystem beansprucht nur dann Platz, wenn dieser auch tatsächlich gebraucht wird. Das spart im Gegensatz zur Verwendung von RAW-Dateien Speicherplatz auf dem Storage. Die Funktionalität ist ähnlich zu VMwares Sparse Allocation. Das Format qcow unterstützt die Verschlüsselung von Clustern.

qcow2 ist der Nachfolger von qcow und wird unter anderem von Red Hat Enterprise Linux und KVM (Kernel-based Virtual Machine) eingesetzt. Die neuere Version unterstützt auch mehrere Snapshots von virtuellen Maschinen. Bisher war eine Snapshot-Funktionalität nur in der Form gegeben, dass sich bei qcow Datenänderungen in eine separate Datei haben schreiben lassen. Somit wurden die Inhalte der Originaldatei nicht verändert.

Anwender können qcow-Abbilder einfach in qcow2-Images umwandeln. Ein Nachteil von qcow ist, dass Sie es nicht wie andere RAW-Abbilder einfach einbinden können. Sie brauchen ein Utility, das die qcow-Dateien lesen kann. Das Tool qemu-nbd aus dem Paket qemu-kvm würde sich zum Beispiel dafür eignen.

QEMU an sich kann außerdem mit VMDK- und VDI-Dateien umgehen.

Artikel wurde zuletzt im Februar 2014 aktualisiert

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