vhd镜像格式及vhd-util工具应用

• 概述

VHD 是微软虚拟磁盘文件格式，qemu和tapdisk2都能支持VHD镜像格式，不仅提供基本的虚拟机卷功能，还可提供磁盘快照、磁盘扩容等高级功能

vhd-util是个linux下的开源软件，通过封装libvhd库函数，提供vhd镜像相关操作。例如可用于创建vhd镜像、快照等功能。

本文关注vhd-util的使用，及背后vhd镜像格式、libvhd的基本流程

• vhd镜像规范

规范可参考 http://wenku.baidu.com/link?url=k-Q8rXCQOTJDhlOalj5KGMyJNQrLKwa6wPaJ0Llg0JAVefxQG_6ITTkqUE03iy3Y3ZsfJteUvZywm30ewJpbGQ0NOPBzj_HtFHIq1ZmRy1u

vhd镜像基本格式如下图

• 创建镜像

vhd支持三种镜像格式：fix卷、dynamic卷、diff（差分）卷（快照），以下以创建100MB动态卷为例

vhd-util create -n parent.vhd -s 100 #创建动态卷

vhd-util query -n parent.img -sv #查看卷物理大小和虚拟大小

关键信息：

（1）在centos/kvm环境测试，发现创建的卷物理大小为3584byte，结合以上vhd格式规范及代码，发现此vhd文件内容如下：

copyoffooter（512）|header（1024）|bat（512）|batmap（1024）|footer（512）

bat记录的是数据块的地址信息，故512bypte计算方法为：100MB物理卷，即50个block，每个block地址为4byte，及总共200byte，按照扇区（512byte）补齐，则占用1个扇区（512byte）

batmap记录的是掩码信息（？尚在研究中），包括batmapheader（512byte）和batmap（512byte）

（2）fix卷的格式为data|footer（512byte），故创建100MB的fix卷，物理大小为100MB+512byte

• 创建快照

以下以基于100MB动态卷，创建快照为例

vhd-util snapshot -n son.vhd -p parent.vhd 

vhd-util snapshot -n grandson.vhd -p son.vhd

vhd-util query -n grandson.vhd -p

关键信息：

（1）和parent.vhd比较，快照卷（diff卷）增加了parentlocator数据，内容如下：

copyoffooter（512）|header（1024）|bat（512）|batmap（1024）|parentlocator（3*512byte）|footer（512）

parentlocator就是平台码，用来表示文件格式，代码里头会产生PLAT_CODE_MACX（File URL）、PLAT_CODE_W2KU（windows系统，绝对路径）、PLAT_CODE_W2RU（windows系统、相对路径）三条 locator信息

（2）运行以上例子的命令，发现grandson.vhd的parent是parent.vhd而非son.vhd。原因是grandson.vhd没有脏数据（没有写过数据）的场景，vhd-util将grandson.vhd接到son.vhd的上一级镜像上

• 磁盘扩容

以下以基于100MB动态卷，动态扩容到200MB为例

vhd-util resize -n parent.img -s 200 -j journal

关键信息：

（1）磁盘扩容成功后，磁盘虚拟大小为200MB，物理大小未发生变化（3584）byte。原因是扩容100MB，导致：（1）bat增加 50（100MB为50个block）4byte空间记录新分配的数据块情况。而bat剩余空间（512byte-504byte（原100MB空间）已 满足要求，无需新分配空间）；（2）batmap增加空间，而batmap剩余空间已满足要求，无需新分配空间