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虚拟机中回收动态磁盘空间

2021-06-03 20:57:36 作者：互联网

虚拟化已经是许多数据中心的基础架构，许多业务系统也已经运行在虚拟化环境中。采用虚拟化的一个优点是可以动态分配资源。对于某一台具体的虚拟机来说，可以根据需要增加虚拟机内存、CPU及磁盘空间，并且不需要虚拟机关机和重新启动。如果要减少虚拟机占用的CPU与内存，则需要关闭虚拟机，将虚拟机的内存大小和CPU数量减少到合适的数值，然后重新启动虚拟机。但对于虚拟机硬盘来说，如果要减少已经分配的硬盘空间就较为困难，本文介绍在虚拟机中回收磁盘空间的内容。

在为虚拟机分配磁盘空间的时候，推荐采用如下的原则：
（1）操作系统分区单独分配一个磁盘。对于Windows操作系统来说，系统磁盘大小一般为40～80GB，再加上虚拟机内存的1～1.5倍。如果虚拟机分配内存小于16GB，系统磁盘在60～100GB可满足需求。如果虚拟机内存较大，例如60～128GB，系统磁盘建议在120GB～200GB为宜。
（2）数据存放在另外单独的磁盘中，并且使用GPT分区格式化。数据磁盘根据占用的空间大小进行动态扩容，不建议一开始就分配较大的磁盘。例如只需要几十GB，但却分配几TB的空间。
（3）对于需要较大数据空间时，建议创建多个单独的磁盘，使用动态卷的方式进行扩容。虽然vSphere的虚拟机支持单一磁盘上限为62TB，但也不建议分配这么大的空间，而是根据较长一段时间占用的磁盘空间，分配为3～4个磁盘并且后期根据需要进入扩容。例如需要16TB，初期需要8TB以下，建议按4TB一个的容量进行添加。初期可以添加2个4TB的磁盘，后期可以根据需要，每次添加4TB。
（4）如无必要，不建议配置太多的盘符。一般系统分配使用C盘，数据盘使用D盘。如果需要短期的备份，备份可以使用E盘。
使用这种分配的优点也比较明显，C、D、E磁盘可以根据需要随时进行扩容。另一个优点则是动态磁盘除了可以动态扩容，还可以压缩回收空间。下面通过一个具体的实例介绍这种情况。

某单位使用VMware vSphere虚拟化，使用Veeam备份虚拟机，情况如下。
虚拟化环境使用2台服务器（A、B）、1台共享存储组成VMware vSphere虚拟化环境。另外一台服务器C配置了多块大容量的磁盘，安装相同VMware ESXi版本，在ESXi服务器中创建Windows Server虚拟机、安装Veeam备份软件，备份A、B中的虚拟机。Veeam的备份虚拟机分配了3个磁盘，第1个磁盘为系统磁盘，安装Windows Server与Veeam备份软件，第2、第3个磁盘为数据D盘（如图1所示），用来存放备份的文件（如图2所示）。
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图1 虚拟机共3个磁盘
【说明】磁盘1为精简置备格式磁盘，大小为100GB；磁盘2为厚置备磁盘，大小为16TB；磁盘3为厚置备磁盘，大小为8TB。

图2 Veeam备份后的文件
当前磁盘已经使用了15.16TB，剩余8.74TB，如图3所示。
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图3 磁盘使用情况
当前Veeam备份虚拟机所在ESXi主机还有601.99GB的空间，如图4所示。

图4 查看备份主机所在存储剩余空间
Veeam是一款非常不错的软件，尤其是备份与恢复VMware虚拟机这一方面。当前使用Veeam备份已经有几年的时间，备份没有出过错误，期间也多次做数据的恢复演练，数据恢复也没有任何问题。但是，作为管理员来说，对于数据的安全考虑的会更多。因为Veeam是运行在Windows操作系统的一款软件，如果因为意外感染了勒索病毒导致备份被加密，那备份也就失去了意义。考虑到Veeam除了支持备份还支持复制，可以使用Veeam的虚拟机复制功能，将服务器A、B中的虚拟机复制到服务器C的本地存储中。即使安装备份的虚拟机感染了病毒，但虚拟机的备份是在ESXi的VMFS存储这一层，安全级别相对高一些。
考虑到这一点之后，就可以使用Veeam的虚拟机复制功能了，但现在有一个问题，如果在保留现有虚拟机备份的前提下，再使用虚拟机复制，备份服务器没有足够的空间来放置A、B中需要备份的虚拟机了。可能有人说，把Veeam备份虚拟机的16TB、8TB磁盘删除不就释放空间了吗？这样是能释放空间，但如果删除了备份文件、新的虚拟机复制没有完成之前，在此期间有些虚拟机出了问题怎么办？这是一个致命的问题。
这个时候，为虚拟机备份磁盘划分为多个磁盘的优势就发挥出来。从图1、图3来看，当前备份占用的空间是15TB，少于16TB，可以将磁盘3的8TB空间回收。方法是压缩动态磁盘，将D分区的容量减小到16TB以下，磁盘3成为没有使用的磁盘后就可以删除磁盘3。主要的步骤如下（下面的操作在Veeam备份虚拟机中进行）。
（1）暂时停止Veeam备份任务。
（2）进入“计算机管理→磁盘管理”，用鼠标右击D，选择“压缩卷”，如图5所示。
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图5 压缩卷
（3）在“压缩D”对话框中的“输入压缩空间量”显示了当前磁盘能压缩的最大空间，当前是9509823，选择这一数值并单击“压缩”按钮，如图6所示。

图6 输入压缩空间量
（4）磁盘管理工具开始压缩并调整磁盘的大小，这个需要较长的时间，一定不要着急。此时计算机管理是无反应的状态，不要频繁在此单击鼠标进行操作，如果要查看进度状态，可以打开“资源监视器→磁盘”，在“磁盘活动”中查看磁盘1、磁盘2的状态，如图7所示。
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图7 查看磁盘活动
（5）在此次磁盘压缩中，任务从当天的11点53分开始，到第二天上午6点46到6点59之间完成（在6点46的时候磁盘压缩还没有完成，磁盘活动队列还有持续的显示，但到了6点59分再检查的时候队列已空）。
（6）打开“计算机管理→存储→磁盘管理”，可以看到磁盘2已经成为“未分配”，磁盘1后面也压缩出了1T多的空间，如图8所示。
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图8 磁盘2状态为未分配
（7）用鼠标右击单击“磁盘2”，在弹出的快捷菜单中选择“脱机”，如图9所示。

图9 磁盘2脱机
此时，可以关闭Veeam备份虚拟机，修改Veeam备份虚拟机的设置，从虚拟机中移除磁盘2。安全的操作步骤如下。
（1）编辑Veeam备份虚拟机，检查“硬盘3”容量为8TB，记录下硬盘3的存储位置及磁盘文件名，如图10所示。
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图10 检查硬盘3信息
（2）确认硬盘3为此次删除的磁盘后，单击“硬盘3”，选择“移除”，在“移除选项”中选择“从虚拟机中移除”，不要选择“从虚拟机中移除并从磁盘删除文件”，如图11所示，单击“确定”按钮。
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图11 从虚拟机中移除硬盘3
（3）从虚拟机中移除硬盘3后，打开虚拟机的电源，再次进入“计算机管理→存储→磁盘管理”，此时磁盘2位置状态为“丢失”，用鼠标右键单击，在弹出的快捷菜单中选择“删除磁盘”，如图12所示。
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图12 删除不活动的磁盘
（4）检查Veeam备份软件，D盘保留的备份文件是否正常。
（5）确认Veeam备份虚拟机一切正常后，浏览Veeam备份虚拟机“硬盘3”所在存储，找到硬盘3的磁盘文件，用鼠标右键单击选择“从磁盘中删除”，如图13所示。选中磁盘时左下角显示容量大小为8TB。
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图13 从磁盘中删除硬盘3的VMDK文件
（6）删除之后，浏览服务器C，可以看到存储可用空间增加，当前可用空间是8.59TB，如图14所示。

图14 查看存储可用空间
（7）最后再切换到Veeam备份虚拟机，在“计算机管理→存储→磁盘管理”中将D盘扩容，使用磁盘1的所有空间，如图15所示。
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图15 扩展D盘
后期的策略是使用Veeam复制功能，将服务器A、B中的虚拟机复制到C一段时间之后，再移除16TB的磁盘，创建一个4TB的磁盘，对重要的服务器同时使用虚拟机备份功能。这样重要的服务器有2种不同的备份方式，普通的服务器使用虚拟机的复制功能进行备份。