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VHD (파일 포맷)

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목차

1. 개요

VHD(Virtual Hard Disk)는 가상 하드 디스크를 저장하기 위한 파일 형식으로, 여러 운영 체제를 단일 호스트 머신에서 사용할 수 있게 해준다. VHD는 고정, 동적, 차등, 하드 디스크 연결 등의 다양한 형식을 지원하며, 파일 이동, 백업, 복구, 이미지 관리 등 다양한 용도로 활용된다. VHD는 2TB의 용량 제한이 있었지만, 후속 형식인 VHDX는 64TB까지 지원한다. VHD는 Microsoft Virtual PC, Virtual Server, Hyper-V 등 다양한 소프트웨어에서 지원되며, 오프라인 수정 기능도 제공한다.

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VHD (파일 포맷) - [IT 관련 정보]에 관한 문서
개요
파일 확장자.vhd, .vhdx (Virtual Hard Disk v2)
마임 유형해당 없음
타입 코드해당 없음
유니폼 타입해당 없음
매직 넘버vhdxfile (VHDX)
소유자커넥티스 / 마이크로소프트
장르가상 머신 디스크 이미지
컨테이너해당 없음
확장 대상해당 없음
확장 출처해당 없음
표준해당 없음

2. 특징

가상 하드 디스크(VHD)는 여러 운영 체제를 단일 호스트 머신에 공존하게 하여 개발자가 별도의 하드 디스크를 설치하거나 디스크를 분할할 필요 없이 다양한 운영 체제에서 소프트웨어를 테스트할 수 있도록 한다. 또한 다음과 같은 호스트 서버에서 가상 머신의 하드 디스크를 직접 수정하는 기능을 지원한다.


  • VHD와 호스트 파일 시스템 간의 파일 이동
  • 백업 및 복구
  • 바이러스 백신 및 보안
  • 이미지 관리 및 패치
  • 디스크 변환(물리적 디스크에서 가상 디스크로 또는 그 반대로)
  • 수명 주기 관리 및 프로비저닝


VHDX는 윈도우 서버 2012의 Hyper-V에 추가된 형식으로, 더 큰 저장 용량, 데이터 손상 보호, 대용량 섹터 물리 디스크에서의 성능 저하 방지 등의 기능이 추가되었다.

'''네이티브 VHD 부팅'''은 물리적 컴퓨터가 VHD 내에 포함된 운영 체제를 마운트하고 부팅할 수 있는 기능이다. 윈도우 7 엔터프라이즈 및 얼티밋 에디션은 호스트 운영 체제 유무에 관계없이 이 기능을 지원하며, 윈도우 서버 2008 R2도 이 기능과 호환된다.[4][5] 윈도우 10 Home 및 윈도우 10 Pro 역시 VHD/VHDX 부팅을 지원한다.

VHD는 호스트 머신에 여러 운영 체제(OS)를 설치하여 실제 하드 디스크를 준비하는 비용을 줄일 수 있게 한다. 예를 들어 개발자는 여러 OS를 준비하여 소프트웨어 테스트를 수행할 수 있다.

VHD에는 다음과 같은 형식이 있다.

  • '''용량 고정:''' 미리 결정된 볼륨 크기와 동일한 파일 크기로 생성된다. 상태 비저장이므로 VHD 파일의 조각화 및 메타데이터 손상을 방지할 수 있다.
  • '''용량 가변:''' 미리 결정된 볼륨 크기보다 작은 파일 크기로 생성되며 사용에 따라 VHD 파일 크기가 증가한다.
  • '''차분:''' 원본 VHD 이미지와 사용했을 때의 차이를 처리한다.
  • '''하드 디스크 링크:''' 물리적 하드 디스크의 링크 또는 파티션으로 사용하는 형식이다.
  • '''분할:''' 논리적 형식이 아닌 저장 방식이며, 고정 + 분할/가변 + 분할/차분 + 분할로 사용된다.

2. 1. 지원 포맷

VHD는 네이티브 호스트 파일 시스템에 상주하는 파일로 추가된다. Microsoft Virtual PC와 Virtual Server가 지원하는 VHD 포맷은 다음과 같다.

  • 고정 하드 디스크 이미지: 가상 디스크 크기로 할당된 파일이다. 고정 VHD는 VHD 푸터(512 또는 이전에는 511 바이트) 뒤에 원시 디스크 이미지로 구성된다.[2]
  • 동적 하드 디스크 이미지: 주어진 시점에서 실제로 기록된 데이터 크기, 헤더 및 푸터 크기만큼 큰 파일이다. 동적 및 차등 VHD는 VHD 푸터의 사본(512바이트로 패딩됨)으로 시작하며, 마이크로소프트 제품에서 생성된 동적 또는 차등 VHD의 경우 VHD 파일 시작 부분에 VHD-쿠키 문자열 ''conectix''가 생성된다.[2]
  • 차등 하드 디스크 이미지: 부모 이미지와 비교하여 수정된 블록 집합("자식 이미지"라고 하는 별도의 파일에 유지 관리됨)이다. 차등 하드 디스크 이미지 형식은 ''변경 내용 실행 취소'' 개념을 허용한다. 활성화되면 VHD(부모 이미지) 내에 포함된 하드 드라이브에 대한 모든 변경 사항이 별도의 파일(자식 이미지)에 저장된다. VHD에 대한 변경 사항을 실행 취소하거나 VHD에 영구적으로 병합하는 옵션을 사용할 수 있다. 동일한 부모 이미지를 기반으로 하는 다른 자식 이미지는 VHD "복제"도 허용한다. 최소한 전역 고유 식별자가 달라야 한다.
  • 하드 디스크에 연결됨(일명 패스 스루): 실제 하드 드라이브 또는 실제 하드 드라이브의 파티션에 대한 링크가 포함된 파일이다.

2. 2. 장점

가상 하드 디스크를 사용하면 여러 운영 체제가 단일 호스트 머신에 공존할 수 있다. 이 방법을 사용하면 개발자는 두 번째 하드 디스크를 설치하거나 단일 하드 디스크를 여러 볼륨으로 분할하는 번거로움이나 비용 없이 다양한 운영 체제에서 소프트웨어를 테스트할 수 있다. 호스트 서버에서 가상 머신의 하드 디스크를 직접 수정하는 기능은 다음과 같은 많은 응용 프로그램을 지원한다.

  • VHD와 호스트 파일 시스템 간의 파일 이동
  • 백업 및 복구
  • 바이러스 백신 및 보안
  • 이미지 관리 및 패치
  • 디스크 변환(물리적 디스크에서 가상 디스크로, 또는 그 반대로)
  • 수명 주기 관리 및 프로비저닝


VHD의 중요한 이점은 VHD에서 물리 머신을 부팅함으로써 얻을 수 있다.

  • 간편한 배포 - 개인 또는 부서 단위로 필요한 표준 환경을 미리 구성하여 준비할 수 있다.
  • 백업 및 복원 - 백업 대상 중 하나로 VHD를 선택할 수 있다. 예를 들어, VHD 내용의 변경(바이러스 감염이나 파일 삭제)은 쉽게 원래 상태로 되돌릴 수 있다.
  • 다중 사용자 사용 - 여러 사용자가 원본 VHD와 각 사용자의 차분 VHD를 생성하여 사용할 수 있으므로 각 사용자가 안전하게 실행 가능한 환경을 준비할 수 있다. 그러나 원본 VHD를 노리는 일이 없도록 적절한 보안 관리를 함으로써 효과를 얻을 수 있다.[1]

2. 3. 한계

VHD 형식은 동적 또는 차등 VHD의 크기에 대해 2 TiB (2048 GiB) 미만의 제한이 내장되어 있다.[6][7][8] 이는 최대 32비트 수량만 허용하는 섹터 오프셋 테이블 때문이다. 각 섹터당 512바이트에 232를 곱하여 계산한다.

VHD 사양의 공식은 최대 65535×16×255 섹터를 허용한다.[2] 약 127 GiB는 Windows Virtual PC의 VHD의 제한이기도 하다.[9] 65535×16×63개 미만의 섹터(약 31 GiB)의 경우 VHD 푸터의 CHS 값은 최소 H = 4 및 최대 H = 16 헤드(트랙당 S = 17, 31 또는 63 섹터)를 사용한다. 그런 다음 CHS 알고리즘은 C = (총 섹터 T/트랙당 섹터 S)/헤드 H를 결정한다.[2] 사양은 VHD의 디스크 이미지 마스터 부트 레코드의 (가상) CHS 지오메트리와 VHD 푸터의 CHS 값이 일치하지 않는 경우에 대해 논의하지 않는다. 마이크로소프트 버추얼 서버는 가상 IDE 드라이버를 사용하는 경우 이 제한이 있지만 가상 RAID 또는 가상 SCSI 드라이버를 사용하는 경우 2 TiB이다.

3. VHDX

VHDX는 VHD의 후속으로 개발되었다. VHDX는 64TB의 용량 제한을 가지며, 파일 확장자는 `.vhdx`를 사용한다. VHDX는 전원 실패를 보호하며 하이퍼V에서 사용된다.[30] VHD처럼 마운트할 수 있다.

3. 1. VHD 대비 향상된 점

가상 하드 디스크 v2 (VHDX)는 VHD 포맷의 뒤를 잇는 형식이다. VHD는 2040GB의 용량 제한이 있지만, VHDX는 64TB의 용량 제한을 갖는다. VHDX 형식의 디스크 이미지는 파일 확장자로 vhd 대신 vhdx를 사용한다. VHDX는 전원 실패를 보호하며 하이퍼V에서 사용된다.[30] VHDX는 VHD처럼 마운트할 수 있다. VHDX 형식은 HDD와 SSD 모두에 최적화되어 있다.

VHDX의 향상된 점은 다음과 같다.

  • 최대 64TB 지원
  • 메타데이터 이중화 및 로그 저널링을 통한 내결함성 향상
  • 정렬을 고려한 데이터 할당
  • 임의의 데이터를 삽입할 수 있는 사용자 지정 메타데이터 지원

4. 소프트웨어 지원

가상 하드 디스크를 사용하면 여러 운영 체제가 단일 호스트 머신에 공존할 수 있다. 이 방법을 사용하면 개발자는 두 번째 하드 디스크를 설치하거나 단일 하드 디스크를 여러 볼륨으로 분할하는 번거로움이나 비용 없이 다양한 운영 체제에서 소프트웨어를 테스트할 수 있다. 호스트 서버에서 가상 머신의 하드 디스크를 직접 수정하는 기능은 다음과 같은 많은 응용 프로그램을 지원한다.[4][5]


  • VHD와 호스트 파일 시스템 간의 파일 이동
  • 백업 및 복구
  • 바이러스 백신 및 보안
  • 이미지 관리 및 패치
  • 디스크 변환(물리적 디스크에서 가상 디스크로, 또는 그 반대로)
  • 수명 주기 관리 및 프로비저닝


VHDX는 윈도우 서버 2012의 Hyper-V에 추가되어 더 큰 저장 용량, 데이터 손상 보호, 그리고 대용량 섹터 물리 디스크에서 성능 저하를 방지하는 최적화를 추가했다.

''네이티브 VHD 부팅''은 물리적 컴퓨터가 VHD 내에 포함된 운영 체제를 마운트하고 부팅할 수 있는 기능을 말한다. 윈도우 7 엔터프라이즈 및 얼티밋 에디션은 호스트 운영 체제 유무에 관계없이 이 기능을 지원한다. 윈도우 서버 2008 R2 역시 이 기능과 호환된다. 이후 윈도우 10 Home 및 윈도우 10 Pro 모두 VHD/VHDX 부팅 기능을 지원한다.

가상 하드 디스크 형식은 처음에는 마이크로소프트 버추얼 PC(및 마이크로소프트 버추얼 서버)에서만 사용되었다. 그러나 나중에 마이크로소프트는 윈도우 서버 2008의 하이퍼바이저 기반 가상화 기술인 Hyper-V에서 VHD 형식을 사용했다.[10] 마이크로소프트는 또한 전체 PC 백업에서도 이 형식을 사용했는데, 이는 윈도우 비스타 및 윈도우 7에 포함된 백업 소프트웨어 구성 요소이다. 또한 윈도우 7 및 윈도우 서버 2008 R2는 VHD 파일에서 생성, 마운트 및 부팅을 지원한다.[11]

타사 제품도 VHD 파일 형식을 사용한다. 선 마이크로시스템즈(Sun Microsystems)의 Sun xVM 제품군의 일부인 오라클 버추얼 박스(Oracle VirtualBox)는 버전 2 이상에서 VHD를 지원한다. 2017년에 레드 게이트 소프트웨어(Red Gate Software)와 Windocks는 SQL Server 데이터베이스 복제를 위한 VHD 기반 지원을 도입했다.[14][15]

5. 오프라인 수정

Hyper-V는 오프라인 VHD 조작 기능을 제공하여, 관리자가 가상 머신을 인스턴스화하지 않고도 VHD 내의 파일에 안전하게 접근할 수 있도록 한다. 이를 통해 관리자는 VHD에 대한 세분화된 접근 권한을 얻고, 일부 관리 작업을 오프라인에서 수행할 수 있다.[16] Windows 디스크 관리 MMC 플러그인은 Windows 7/Server 2008 이상 버전에서 VHD 파일을 드라이브 문자로 직접 마운트할 수 있다.

운영 체제 내에서 VHD를 마운트하는 것이 바람직하지 않은 경우, 여러 프로그램이 소프트웨어 개발자가 VHD 파일을 검사하고 수정할 수 있도록 지원한다. 여기에는 .NET DiscUtils, WinImage 및 R1soft Hyper-V VHD Explorer가 포함된다. 7-Zip은 VHD 파일의 압축 해제 및 검사를 지원한다.

오프라인 상태인 가변 크기로 생성된 VHD는 Hyper-V나 Virtual PC를 사용하여 크기를 축소할 수 있다. Hyper-V에서는 Hyper-V 관리자에서 "디스크 편집"을 실행한다.

6. VFD (가상 플로피 디스크)

'''가상 플로피 디스크'''(Virtual Floppy Disk, VFD)는 마이크로소프트 버추얼 PC, 마이크로소프트 자동 배포 서비스(Microsoft Automated Deployment Services) 및 마이크로소프트 버추얼 서버 2005에서 사용되는 관련 파일 형식이다.[27][28][29] 720KB 저밀도, 1.44MB 고밀도 또는 1.68MB DMF 3.5인치 플로피 디스크 이미지를 포함하는 VFD는 버추얼 PC에서 마운트할 수 있다.[17][19][20] VMware Workstation 및 VMware Player와 같은 다른 가상 머신 소프트웨어는 동일한 방식으로 원시 플로피 이미지를 마운트할 수 있다.[21]

윈도우 7용 윈도우 버추얼 PC는 가상 플로피 디스크를 조작하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하지 않지만, 여전히 스크립팅을 통해 실제 및 가상 플로피 디스크를 지원한다.[22] Hyper-V에서 VFD 파일은 1세대 가상 머신의 VM 설정을 통해 사용할 수 있다. 2세대 가상 머신은 플로피 컨트롤러를 에뮬레이트하지 않으며 플로피 디스크 이미지를 지원하지 않는다.

참조

[1] 웹사이트 Virtual Hard Disk v2 (VHDX) File Format https://winprotocold[...] Microsoft Corporation 2018-09-12
[2] 웹사이트 Virtual Hard Disk Image Format Specification https://go.microsoft[...] Microsoft Corporation 2006-10-11
[3] 웹사이트 Hyper-V Virtual Hard Disk Format Overview https://technet.micr[...] Microsoft 2016-10-25
[4] 웹사이트 Frequently Asked Questions: Virtual Hard Disks in Windows 7 and Windows Server 2008 R2 https://technet.micr[...] Microsoft corporation 2010-10-15
[5] 웹사이트 Walkthrough: Deploy a Virtual Hard Disk for Native Boot https://technet.micr[...] Microsoft corporation 2010-07-08
[6] 웹사이트 Requirements and Limits for Virtual Machines and Hyper-V in Windows Server 2008 R2 https://technet.micr[...] Microsoft Corporation
[7] 웹사이트 About VHD http://msdn.microsof[...] Microsoft Corporation
[8] 웹사이트 Virtual Hard Disk (VHD) Architecture Explained http://blogs.technet[...] Microsoft Corporation 2010-03-23
[9] 웹사이트 Disk2vhd v1.63 https://technet.micr[...] Microsoft SysInternals
[10] 웹사이트 The anatomy of a Hyper-V 2012 R2 VM: A breakdown of the key files http://hyperv.veeam.[...] Veeam Software
[11] 웹사이트 PDC Day 2 – Windows 7, Windows Live, Mesh and Office Online http://blogs.msdn.co[...] Microsoft Corporation 2008-10-28
[12] 웹사이트 DiskPart https://technet.micr[...] Microsoft Technet 2010-10-25
[13] 웹사이트 Modify a virtual hard disk https://technet.micr[...] Microsoft Technet 2009-06-25
[14] 웹사이트 Red-Gate SQL Clone https://www.red-gate[...] Red Gate 2017-03-01
[15] 웹사이트 Windocks Now Supports Database Cloning for SQL Server https://www.itprotod[...] IT Pro Today 2017-04-18
[16] 웹사이트 Windows Server 2008 Reviewers Guide https://technet.micr[...] Microsoft 2008-02-04
[17] 웹사이트 How to create a floppy disk image in Virtual PC for Windows versions 4.0 to 5.2 http://support.micro[...] Microsoft Corporation
[18] 웹사이트 Virtual floppy disk overview http://www.microsoft[...] Microsoft Corporation
[19] 웹사이트 Creating virtual floppy disks in Virtual Server https://technet.micr[...] Microsoft Corporation
[20] 웹사이트 Floppy disk image formats supported by Virtual PC and Virtual Server http://blogs.msdn.co[...] Microsoft Corporation 2007-01-05
[21] 웹사이트 Virtual Floppy Disks with VMware http://www.petri.co.[...] Petri.co.il 2009-01-08
[22] 웹사이트 Using Floppy Disks with Windows Virtual PC http://blogs.msdn.co[...] Microsoft Corporation 2009-10-01
[23] 웹사이트 Hyper-V Virtual Hard Disk Format Overview https://technet.micr[...] 2016-10-25
[24] 웹인용 Virtual Hard Disk v2 (VHDX) File Format https://winprotocold[...] Microsoft Corporation 2018-09-12
[25] 문서 Microsoft Virtual Hard Disk Overview http://technet.micro[...]
[26] 문서 Microsoft Windows Server 2008 Reviewer's Guide http://technet.micro[...]
[27] 웹인용 How to create a floppy disk image in Virtual PC for Windows versions 4.0 to 5.2 http://support.micro[...] Microsoft Corporation 2011-06-26
[28] 웹인용 Virtual floppy disk overview http://www.microsoft[...] Microsoft Corporation 2011-06-26
[29] 웹인용 Creating virtual floppy disks in Virtual Server https://technet.micr[...] Microsoft Corporation 2011-06-26
[30] 문서 https://technet.micr[...]


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