从源PC上一次性p2v(qcow2)的构想

2023-12-25 10:28

本文主要是介绍从源PC上一次性p2v(qcow2)的构想,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

磁盘分区表,虚拟硬盘文件,操作系统引导

1. 基本概念和术语

源硬盘:一般就是客户的PC机的硬盘,硬盘里面包含了Windows分区。

源Windows:以源硬盘启动的Windows环境。

虚拟磁盘文件:文件格式有qcow2、vhd、vhdx等。一个虚拟磁盘文件模拟一个磁盘,要模拟两个磁盘得用两个虚拟磁盘文件。

分区表:常见就mbr和gpt两种。

分区(磁盘分区):给磁盘建立分区表后,可将一个磁盘的存储空间分成若干段落,每一段就是一个分区。

分区表表头:在给磁盘建立分区表后,磁盘初始位置的几百~几千字节的数据就是分区表表头,它索引了该磁盘分为几个分区,每个分区的头尾位置、大小、预设功能等。

gpt备份:磁盘若选用gpt分区表,则磁盘尾部的几百字节数据,它是gpt备份。

磁盘签名、磁盘guid:mbr的分区表表头里有一段数据是磁盘签名,gpt的分区表表头里有一段数据是磁盘guid。它们的诞生时机是新建分区表的时候。windows系统假定每个磁盘的磁盘签名(或磁盘guid)都不同。若两个磁盘的签名(或guid)相同,windows可能会把两个磁盘给弄混了。

引导方式:从bios程序寻找操作系统引导文件的方法,常见的就legacy和uefi两种。可以有mbr配legacy,mbr配uefi,mbr配双引导,gpt配uefi四种。

引导分区:存放系统引导文件的分区。一般是legacy场景下的活动分区和uefi场景下的EFI分区。

引导修复:创建(或找到)引导分区和Windows分区,建立正确的引导文件。

disk2vhd:微软出品的物理磁盘转vhd(x)的工具。

diskgenius:某公司出品的磁盘(分区)综合管理工具。

2. 1.x方案的p2v方案简述

2.1 流程

步骤A所在的环境为源Windows。步骤B(含)之后的操作所在环境简称为转换环境。转换环境一般选用源Windows即可,也可选其它机。

A. 在源Windows里执行disk2vhd,将C盘所在硬盘转为vhd(x)文件。

B. 用Windows自己的磁盘管理器,把vhd(x)像真实磁盘一样挂载到Windows环境里。

C. 根据云桌面对引导方式的需求,要求操作员手工执行mbr(gpt)转gpt(mbr)或自动执行mbr转gpt。

D. 用Windows自己的dism等工具把虚拟化设备的驱动(viosscsi、netkvm等)安装到vhd里的Windows。

E. 用Windows自己的diskpart工具,压缩分区,定制引导分区。

F. 用Windows自己的bcdboot工具修复引导。

G. 用qemu的qemu-img将vhd(x)转为qcow2。

H. 把qcow2所代表的磁盘的尾部的未分配空间砍减掉。

I. 就地启动qemu虚机,以qcow2文件作为磁盘,验证能否启动windows。

K. 上传qcow2到rcdc。

2.2 方案选型考虑

A. 为什么要mbr(gpt)转gpt(mbr)?

正规的配置方案是mbr配legacy,gpt配uefi。rcdc和idv启动镜像前,选取哪种引导方式就跟操作系统和分区表有关。假使源pc是Win10的mbr+legacy,所以我们得到的vhd也是Win10的mbr,但预期rcdc会以uefi启动这个镜像,所以要修正为gpt+uefi。

B. 为什么要经过vhd而不是直接从物理磁盘转为qcow2?

因为vhd能够很容易地像真实磁盘一样挂载出来,只要是挂载出来的磁盘,就能很容易用windows自有工具达成2.1的D、E、F的需求。

若想要qcow2像真实磁盘一样挂载出来,那么有方法但确实不如vhd那么容易。

C. 为什么要把qcow2尾部未分配空间砍减?

假设源硬盘(总量301GB)的分区布局如下:

分区表表头

引导分区(500MB)

D盘(160G)

C盘(30G)

恢复分区(500MB)

E盘(110G)

在disk2vhd运行时,尽管只转换C盘,但是得到的vhd依然是代表301GB的磁盘,分区空间也是划分好的,得到vhd如下布局:

分区表表头

引导分区(500MB)

raw文件系统分区(160G)

C盘(30G)

恢复分区(500MB)

raw文件系统分区(110G)

末尾的110.5GB空间都可以砍减的。如果不砍减,那么rcdc也不支持以301GB的qcow2来新建镜像。

纵使编辑镜像环境没有300GB的限制,如果不砍减,在IDV场景下,即使客户实际只需30G的C盘,那么110.5GB的空间shine模块总要预留出来给C盘扩展用,这个预留就是浪费了的。

3. 旧方案的缺陷

A. vhd文件的生成耗时也不灵活

C盘通常是大几十G,所以生成的vhd也有大几十G,大几十G的文件的生成总要十来分钟。若不经过vhd,直接从物理磁盘到qcow2,这十来分钟就能省下来。

见2.2.C。vhd会把分区表表头,分布布局,磁盘签名(或guid)都从源硬盘复制到vhd里。此时若在源Windows里就地挂载vhd,就会触发相同磁盘签名(或guid)的异常,进而导致转换环境蓝屏,mbr(gpt)转gpt(mbr)异常,引导修复异常等问题。

见2.2.C,vhd里中间160G的未分区部分,C盘不能利用上。这段空间可以新建D盘,但C盘的扩展方向只能往C盘的尾部方向扩展,不能往头部方向扩展。

B. mbr(gpt)转gpt(mbr)麻烦,还会经常失败

失败原因见A。

mbr转gpt可以用windows原生自带的mbr2gpt.exe。但gpt转mbr则需要操作员用diskgenius手工操作,显得操作不够流畅。

C. 砍减qcow2会砍减掉gpt备份

多数情况下没有问题。但是毕竟就使用了不正规的gpt分区形式,有隐患。

D. n个磁盘里的m个分区不能整合到一个qcow2里

n个磁盘就会生成n个vhd。1.x方案没法将n个vhd整合成一个qcow2。

4. 精进方案的构想

4.1 流程

A. 展示源硬盘

例如源硬盘有2个,p2v工具的ui直接展示出来:

分区表表头

引导分区(500MB)

D盘(160G)

C盘(30G)

恢复分区(500MB)

E盘(110G)

分区表表头

F盘(100G)

G盘(50G)

B. 勾选分区

用户在UI上勾选了若干分区,并要求组装成如下形式:

分区表表头

引导分区(500MB)

恢复分区(500MB)

F盘(100G)

D盘(160G)

C盘(30G)

C. 新建qcow2

p2v工具用qemu工具直接新建291G的qcow2。

D. 挂载qcow2

用TCI产品的rjvdisk的技术,把qcow2像物理磁盘一样挂载到Windows的磁盘管理器里。

E. 给qcow2磁盘新建分区表

如B样式划分分区位置和大小。

F. 分区拷贝

直接读取源磁盘各个分区的裸数据,拷贝到qcow2磁盘对应的分区位置里。

G. 其它流程

执行2.1的D、E、F、I、K。

4.2 新方案改良点

A. 跳过大几十G的vhd文件的生成

B. 天然规避了磁盘签名(guid)的雷同

由于4.1.E是新建的分区表,所以磁盘的mbr签名或者gpt的磁盘guid都是新建的,大概率不会跟源磁盘雷同。

C. 不需mbr转gpt或gpt转mbr

D. 镜像分区灵活

可以达成n个磁盘里的m个分区能整合到一个qcow2里。

可以保证C盘的末尾一定是磁盘的末尾,这样C盘就会有充分的扩展空间。

不会出现C盘前头存在未分配空间的情况。

5. 关于精进方案的初步的可行性验证

5.1 把qcow2像物理磁盘一样挂载

TCI产品的vdisk.sys程序就是在Windows开机的早期阶段,模拟一个achi磁盘控制器,再把qcow2当作真实磁盘一样挂载在磁盘控制器下,然后从这个磁盘启动Windows。本文方案在Windows启动之后再模拟一个achi磁盘控制器,再把qcow2挂载和卸载,应该是容易达成的,技术上充分具备的。

5.2 直接读取源磁盘各个分区的裸数据,拷贝到qcow2磁盘对应的分区位置里

直接读写磁盘某某段落的裸数据,p2v1.0已达成。

识别出某个分区的空间是从磁盘头偏移X字节到Y字节,那需要能解析并理解分区表。我也充分清楚了解。

这篇关于从源PC上一次性p2v(qcow2)的构想的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/535173

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