将 VHDX 引入到文件存储的设想

[shalingye]

我想探讨一下关于引入 VHDX 技术到文件存储，是否具有可行性？

VHDX 可以为数据提供类似还原点的保护。

经典的场景例如误删了某个文件，可以通过只读挂载之前的 VHDX 节点可以马上取回。

VHDX 可以跨磁盘存储。

利用父子链机制将父盘和子盘放置在不同的物理磁盘、甚至是 SMB 、ISCSI 空间，在一定程度上类似于 JBOD 阵列的效果。这样就可以将所有介质利用起来，并且由于 VHDX 是作为文件而存在的，不需要重新格式化任何介质，属于一种弹性机制。

VHDX 利于备份。

例如，利用父子链机制产生了 G1 、G2 、G3 、G4 ，4 个 VHDX ，可以将这些 VHDX 文件分别保存到不同的存储介质中，例如云盘、冷备份等等。原始 VHDX 链条的任何一块 VHDX 出现丢失（ VHDX 所在的物理磁盘损坏），都可以通过补全 VHDX 链条的方式取回数据。而每一个 VHDX 都仅仅包含所有数据的一部分（取决于建立该节点和下一个节点的时间间隔），例如一个完整的块或者扇区，因此除了第一个节点以外，都无法被单独打开使用，具有相对的安全性。

VHDX 有一定的抗病毒能力。

某些勒索病毒会把电脑上的文件加密，然后给你留下勒索信息。然而如果采用了 VHDX 技术存储，可以立即回到上一个节点取回所有文件，因为病毒所做的任何加密都只是对原有文件的修改，VHDX 仅仅是将这些修改保存到了最新的子节点里面。VHDX 文件序列（包括整条父子链，例如 G1~G4 ）本身在挂载的时候是无法被修改的，具有系统内核级别的占用。

缺点：

缺点也是有的。例如读写效率相比原生硬盘较低。同时也会占用更多的 CPU 时间。此外，VHDX 还会占用少部分空间用于记录块分配表以及元数据。

VHDX 不具备任何压缩的能力，仅仅是将数据打包，提到这个就延伸出另一个用法：文件打包。使用 VHDX 来打包文件的好处在于，在传输大量数据的时候节约压缩和解压的时间，接收者仅仅只需要双击即可挂载 VHDX 文件为一个单独的盘符，然后访问里面的文件。VHDX 自从 Win8 开始已经得到了广泛支持，在 PC 市场普及很广，Linux 也有相对应的 VM 工具用于挂载。

相关软件

BOOTICE 是一个很好的软件，实现了很多 VHDX 的功能，但它利用的是系统的接口。另外，我已经完成了 VHDX Tools 的大部分开发，但由于界面还不太美观还需锤炼，所以并未发布。技术方面是根据微软的 VHDX 文档：MS-VHDX 自己实现的逻辑，大部分功能可以跨平台运行而无需依赖于 Powershell 接口。目前的功能主要是对 VHDX 进行管理，如果有需要的话后期会开发对文件存储相关的功能，例如创建完 VHDX 后顺便把文件系统也创建了，这样挂载完毕后就是一个可用的分区；对父子链的记录也有一定的必要。

一些问题

VHDX 技术能否真正应用于文件存储？有哪些阻碍或者不足？这不是一个刚出现的技术，而是在很多年前就被应用于虚拟化的技术，具有相当的可靠性，但似乎从未推广到文件存储。

笔者的思路和见识都有限，如果你有什么疑问或想法，可以写下你的思考。

[Donahue]

https://v2ex.com/t/957235#reply4
我想过用 qcow2 做储存，但是实践发现一些问题:

用 guestmount 挂载，会导致所有新建文件的权限都是 root, 即使我是用非 root 用户执行挂载命令

用 qemu-nfs 挂载，会有很严重的性能问题，100MB 的文件写入性能只有 100MB/s 左右. 然后修改一些参数"cache=unsafe, discard=on"可以提高写入速度到 2GB/s, 离原生 3GB/s 还有点距离，而且感觉 cache=unsafe 对数据安全也不好。

最后还是简单点，数据分别在固态硬盘一份，机械硬盘一份，机械硬盘是冷备份，平时不接电脑，每半年用 rclone 把固态上需要更新的部分更新到机械

[Donahue]

@Donahue qemu-nfs -> qemu-nbd
不过或许也可以开一个虚拟机用网络共享的形式把磁盘暴露出去，暂时不折腾这个了

[billlee]

这些功能现代文件系统都有了

[shalingye]

@Donahue 你所说的权限问题和 VHDX 没有什么关系，因为它是作为硬盘级别而存在的。另外读写效率虽然会低一些，但由于 Win 似乎对 VHDX 有缓存优化，实际上损失很少。我所提到的不仅仅作为数据存储方面，还包括安全性、打包等，这些都有一些可取之处。

[shalingye]

@billlee 实际上只有还原点有类似的吧？另外的功能我或许是 VHDX 独有的，例如跨磁盘，或者说是跨介质、分层存储等。

[ryd994]

@shalingye 你说的这几样 zfs 全都有，功能更多的的还有 synology shr 和 unraid
人家还有 cache 盘，special 盘(文件系统结构数据)的选项
也就是说，你可以用小容量固态给大容量硬盘加速

[shalingye]

@ryd994 win 以外的我确实没了解过，晚点我去看看

[Donahue]

@shalingye 我是说 qcow2 格式在单独使用 guestmount 和 qemu-nbd 挂载的时候会遇到一些奇奇怪怪的问题，比较麻烦。简单一点的解决方案是用虚拟机挂载并共享出来~

vhdx 方案就不清楚了，刚刚看到 windows 自带的管理器能够直接挂载 vhdx 文件，感觉可以试试

[shalingye]

@Donahue 那种应该是挂载驱动的问题，Windows 这边因为是微软原生支持的所以没有啥毛病

[nightwitch]

Linux 里面你可以随便新建一个 100g 的空文件，然后格式化为想要的格式，然后挂载到系统上，就有一个 100G 的“硬盘”了，然后各种特性都带。swap 分区的一种实现方式就是这样的，用了几十年的技术了

[Licsber]

同样折腾了类似需求 不过最终放弃了 目前是文件尽量不打包（为了搜索效率）

[twl007]

基于 filesystem 做 snapshot 不好么 感觉定时做 snapshot 也是一样的效果

至于备份 感觉更多的是完整性吧 各种 raid 应该就能满足需求了

真的备份到远端的话还是用用别的程序一个文件一个文件来比较好

[minamike]

感觉和 macOS 的 Time Machine 有点像