非常好玩的一种技术

深入Windows 7的Virtual Hard Disk (VHD) 技术

理解VHD格式 绝 大多数人最初接触VHD格式的文件，是在使用Virtual PC或者Virtual Server时，VHD是以文件形式存在的虚拟机的磁盘。微软在 2005年公开了VHD格式文件的全部细节，可以从微软的TechNet网站下载 Virtual Hard Disk Image Format Specification。这说明了微软不仅仅要把VHD应用在虚拟机领域，更希望 VHD能够成为一种新的磁盘格式和载体在业界得到更多的支持。
让我们抛开虚拟机，把目光集中在VHD文件本身。VHD是一块虚拟的硬盘， 不同于传统硬盘的盘片、磁头和磁道，VHD硬盘的载体是文件系统上的一个VHD文件。如果大家仔细阅读VHD文件的技术标准，就会发现标准中定义了很多 Cylinder、Heads和Sectors等硬盘特有的术语，来模拟针对硬盘的I/O操作。既然VHD是一块硬盘，那么就可以跟物理硬盘一样，进行分 区、格式化、读写等操作。
我们这可以这样认为，VHD也是硬盘的一种，就像2.5寸、3.5寸、SCSI、SATA、IDE等不同规格的硬盘一样，VHD是在一个文件中的硬盘。
Windows 7支持VHD的技术实现方式
在 讨论具体的技术实现方式之前，我们首先需要理解操作系统对磁盘和文件的管理。操作系统有磁盘系统和文件系统两部分，分别处理对硬盘的I/O读写指令(磁盘 系统)，和管理硬盘之上的分区、数据和文件格式(文件系统)。VHD是存在于文件之上的磁盘，可想而知它的技术实现必须横跨磁盘系统和文件系统这两部分。 如果您对操作系统中这一部分不是非常的了解，可以听一听微软网站上的Windows存储技术系列Webcast。
简单的说，要把VHD文件当作硬盘一样读写，必须有相应的驱动程序。在Virtual PC和Virtual Server中，微软就是通过在虚拟机种加入VHD的驱动程序，使得虚拟机可以从VHD启动并进行后续的操作。
在 Windows 7中，微软把VHD的驱动内置进了操作系统，也包括在了Windows 7的引导程序中。这也就是说，我们可在使用Windows 7的 时候，直接访问VHD文件中的内容(把VHD的硬盘映射到一个盘符，后面会详细描述)，也可以通过Windows 7的引导程序，启动位于VHD磁盘上的 另一个操作系统。理解VHD驱动的工作细节，需要比较多的Windows底层知识，下图是一个比较简单和抽象的结构，可以发现，VHD的驱动是跟磁盘驱动 和文件系统紧密结合的。

眼花缭乱的VHD应用
既然在Windows 7中可以对VHD直接读写，让我们来看看这个强大的功能到底能有多少过人之处。
首先，我们可以用命令行工具Diskpart创建VHD文件！(是的，命令行工具，你可能已经想到了自动化批处理和批量部署可以用到这个技术，没错，网管说：要硬盘，于是，大量的VHD就被创建出来了… )
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 上面这段命令，创建了一个固定尺寸的VHD文件，并且进行了分区、分配盘符和格式化，一气呵成。Diskpart还能做很多事情，具体参数，请参考这个文 档，如果你不喜欢命令行，那么Windows 7的磁盘管理工具，一样可以完成上述操作。现在我们看看VHD在Windows 7中直接访问的几种方法：
方法一：如右图，Foo.VHD文件中可以包含一个以上的磁盘分区，这些分区都可以映射到Windows操作系统中，可以为之分配盘符，也可以映射到一个NTFS的目录。

方法二：如右图，VHD的磁盘中可以包含VHD文件，这个VHD文件还可以被映射到操作系统中，目前版本的Windows支持2层嵌套VHD。(我实在想不出有什么实际的用处，据说这个功能可能会在正式版中被去掉，以免把用户搞糊涂)

方法三：如果你还没有被上面的嵌套VHD搞糊涂的话，让我们继续看右图。还记得VHD文件的差异磁盘功能吧？Bar.VHD在嵌套的基础上，使用物理C盘上的BarParent.VHD做成了一个差异磁盘。

其实这种方法还是挺实用的，不考虑嵌套，Foo.VHD可以使用BarParent.VHD做差异磁盘，如果这样的话，从Foo.VHD启动计算机，每次用完都通过批处理自动销毁，硬盘保护卡的市场，恐怕从此要消失了。。。
方法四：如右图，我们可以把网络共享里面的VHD文件，映射到系统中来。这个功能，结合上面的那个差异磁盘，对，小硬盘学生机，都不用硬盘保护卡勒！