Anleitung zur Erstellung von bootfähigen VHDs unter Windows 7 und Windows Server 2008 R2

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1 Anleitung zur Erstellung von bootfähigen VHDs unter Windows 7 und Windows Server 2008 R2 Technischer Artikel Autor: Jan Tittel Datum der Veröffentlichung: Oktober 2009 Zusammenfassung: Dieser Artikel beschreibt das neue Feature im Bootmanager von Windows 7 und Windows Server 2008 R2, von einer VHD booten zu können. Es wird gezeigt, wie eine bootfähige VHD erstellt wird und anschließend ein entsprechender Eintrag im Bootmanager vorgenommen wird.

2 Copyright Die Informationen in diesem Dokument geben den aktuellen Stand der beschriebenen Software und die Sicht des Autors zum Zeitpunkt der Veröffentlichung wider. Der Funktionsumfang der Software sowie die Sicht des Autors können sich aufgrund unvorhergesehener Gegebenheiten und Änderungen auf dem Markt ohne Vorankündigung ändern. So kann sich der Funktionsumfang der Software beispielsweise durch die Veröffentlichung eines Service Packs durch Microsoft jederzeit ändern. Der Autor übernimmt daher keine Garantie für die Aktualität der Informationen. Dieses Dokument dient ausschließlich der Information. DER AUTOR ÜBERNIMMT KEINE EXPLIZITE ODER IMPLIZITE GEWÄHRLEISTUNG FÜR DIE RICHTIGKEIT ODER VOLLSTÄNDIGKEIT DER INFORMATIONEN IN DIESEM DOKUMENT. Alle Texte in diesem Dokument unterliegen dem Urheberrecht. Die Verwendung der Texte und Abbildungen - auch auszugsweise - ist ohne vorherige schriftliche Genehmigung des Autors nicht gestattet und somit rechtswidrig. Dies gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Übersetzung und die Verwendung des Dokuments zu Fortbildungsmaßnahmen oder anderen kommerziellen Zwecken. Dieses Dokument darf in seiner vollständigen Form ohne Genehmigung des Autors weitergegeben oder zum Download angeboten werden. Alle Inhalte 2009 by Jan Tittel. Alle Rechte vorbehalten. Microsoft, Windows 7, Windows Server 2008 R2, Virtual PC, Windows Virtual PC, Virtual Server, Hyper-V und MSDN sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der Microsoft Corporation in den Vereinigten Staaten von Amerika und/oder anderen Ländern by Jan Tittel 2

3 Inhaltsverzeichnis Einführung... 4 Vorbereitungen... 4 Windows-Installationsmedium... 4 Windows Automated Installation Kit (WAIK)... 5 Windows (R) Image to Virtual Hard Disk (WIM2VHD) Converter... 5 Erstellen und Einrichten einer VHD... 5 Erfassen eines Windows-Abbilds als bootfähige VHD... 5 Eintragen der VHD im Bootmanager... 6 Löschen eines Eintrags im Bootmanager... 8 Verwenden von differenzierenden virtuellen Festplatten... 8 Fazit by Jan Tittel 3

4 Einführung In Windows 7 und Windows Server 2008 R2 gibt es eine direkte Unterstützung für virtuelle Festplatten durch das Betriebssystem. Dabei handelt es sich um virtuelle Festplatten im VHD-Format, welches auch in Virtual PC und Virtual Server sowie in den Nachfolgern Windows Virtual PC und Hyper-V Server zum Einsatz kommt. In den Aktionen der Datenträgerverwaltung von Windows 7 und Windows Server 2008 R2 können jetzt neue virtuelle Festplatten erstellt und auch vorhandene virtuelle Festplatten geladen werden. Somit können Sie beispielsweise die VHDs von virtuellen PCs als Festplatte laden und dann Dateien kopieren, ohne dass der zugehörige virtuelle PC gestartet werden muss. Die Handhabung einer geladenen virtuellen Festplatte unterscheidet sich dabei nicht von der Handhabung einer externen Festplatte, die beispielsweise über USB an den Computer angeschlossen ist. Die Unterstützung für virtuelle Festplatten geht aber noch weiter. So werden diese nicht nur von den neuen Betriebssystemen sondern auch von dem neuen Bootmanager unterstützt. Ein PC kann somit von einer VHD als Alternative zu einer physischen Festplattenpartition gebootet werden. Bei einem so hochgefahrenen Betriebssystem handelt es sich nicht um eine virtuelle Umgebung. Lediglich die Festplatte ist virtuell. Alle anderen Geräte des Systems wie beispielsweise die Grafikkarte oder eine Netzwerkkarte stehen direkt und uneingeschränkt zur Verfügung. Der Performanceverlust bei einem Bootvorgang von einer VHD liegt bei nur ca. 3% und wird durch die weitergeleiteten Lese- und Schreibvorgänge der Festplatte verursacht. Auf diese Weise lassen sich Dual- und Mehrbootumgebungen konfigurieren, ohne dass eine entsprechende Partitionierung der Festplatte notwendig wird. Außerdem kann der Zustand eines Systems durch das Zurückschreiben einer gesicherten VHD-Datei schnell und unkompliziert wiederhergestellt werden. Die Verwendung des Features zum Booten von einer VHD eignet sich daher auch ideal für Entwicklungs-, Demo- und Testumgebungen. Vorbereitungen In diesem Abschnitt werden die Vorbereitungen beschrieben, die zur Erstellung einer bootfähigen VHD getroffen werden müssen. Der nächste Abschnitt führt Sie dann Schritt-für-Schritt durch die Anweisungen, um eine bootfähige VHD zu erstellen und die notwendigen Einträge im Bootmanager vorzunehmen. Windows-Installationsmedium Zunächst benötigen Sie ein Installationsmedium des gewünschten Betriebssystems. Dabei kann es sich sowohl um eine DVD als auch um eine ISO-Datei handeln, die Sie mit einem entsprechenden Tool wie beispielsweise Virtual Clone Drive laden. Das Erstellen der VHD funktioniert ebenso mit früheren Betriebssystemversionen wie Windows Vista oder Windows Server Allerdings können diese VHDs dann nur in vollständig virtuellen Umgebungen verwendet werden. Das Booten von einer VHD wird derzeit nur von den folgenden Betriebssystemen unterstützt: Windows 7 Windows Server 2008 R2 Microsoft Hyper-V Server 2008 R by Jan Tittel 4

5 Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 kann übrigens kostenlos unter 232d0314ccf6&DisplayLang=de heruntergeladen werden. Windows Automated Installation Kit (WAIK) Als Nächstes benötigen Sie das Windows Automated Installation Kit (WAIK), welches unter kostenlos heruntergeladen werden kann. Dabei handelt es sich um ein Toolkit für die Installation, Anpassung und Bereitstellung von Windows 7 und Windows Server 2008 R2. Nach der Installation des Toolkits findet sich im Ordner C:\Program Files\Windows AIK\Tools\x86 (bzw. anstatt x86 in den Ordnern ia64 und amd64) die Datei image.exe. Diese wird später benötigt, um von dem Windows-Installationsmedium die WIM-Datei lesen zu können. Windows (R) Image to Virtual Hard Disk (WIM2VHD) Converter Normalerweise müssten Sie zahlreiche Schritte einzeln ausführen, um eine bootfähige VHD zu erstellen. Bei dem Tool WIM2VHD handelt es sich um eine Windows-Skriptdatei, die in der MSDN Code Gallery kostenlos zum Download bereitsteht und die auszuführenden Schritte auf ein Minimum reduziert. Das Tool erledigt mit einem einzigen Aufruf die Erstellung und Konfiguration einer virtuellen Festplatte sowie das Kopieren der Dateien aus einem Windows-Abbild auf die virtuelle Festplatte. Die entsprechende Datei WIM2VHD.WSF können Sie unter kostenlos herunterladen. Neben der Datei selbst finden Sie im Downloadbereich ebenso eine vollständige Dokumentation des Tools. Erstellen und Einrichten einer VHD Nachdem Sie die oben beschriebenen Vorbereitungen getroffen haben, müssen Sie das Windows- Installationsmedium einlegen und die Datei image.exe (siehe oben) in den gleichen Ordner kopieren, in dem sich auch die Datei wim2vhd.wsf befindet. Erfassen eines Windows-Abbilds als bootfähige VHD Im ersten von zwei wesentlichen Schritten erstellen Sie mit dem Tool WIM2VHD eine bootfähige VHD. Öffnen Sie dazu die Eingabeaufforderung und wechseln Sie zu dem Ordner, in dem sich die Datei wim2vhd.wsf befindet. Geben Sie dann den folgenden Befehl ein (eine Beschreibung der verwendeten Parameter findet sich in Tabelle 1): cscript wim2vhd.wsf /wim:h:\sources\install.wim /sku:enterprise /vhd:d:\windows_7.vhd /size:40000 WIM2VHD erstellt und konfiguriert nun eine VHD und schreibt die Daten aus dem Windows-Abbild auf die VHD wie in Abbildung 1 zu sehen by Jan Tittel 5

6 Abbildung 1: Erstellen einer bootfähigen VHD mit WIM2VHD Parameter wim sku vhd size Tabelle 1: Verwendete Parameter von WIM2VHD Beschreibung Gibt den Pfad zu der WIM-Datei auf dem Installationsmedium an. Gibt bei mehreren in der WIM-Datei enthaltenen Abbildern die zu verwendende Edition an. Wenn die WIM-Datei nur ein Abbild enthält, ist diese Angabe nicht relevant und es wird automatisch das eine enthaltene Abbild verwendet. Wenn die WIM-Datei mehrere Abbilder enthält und der Parameter weggelassen wird, werden die in der WIM-Datei enthaltenen Editionen beziehungsweise Abbilder aufgelistet. Gibt den Speicherort der neuen virtuellen Festplatte an. Gibt die Größe der virtuellen Festplatte an. Auch wenn standardmäßig eine dynamische virtuelle Festplatte erstellt wird, müssen Sie sicherstellen, dass auf Ihrer physikalischen Festplatte entsprechend freier Speicherplatz vorhanden ist, da die dynamische virtuelle Festplatte beim Booten auf ihren maximalen Speicherplatz erweitert wird. Nachdem der Vorgang abgeschlossen ist, verfügen Sie über eine vollständig vorbereitete und bootfähige VHD. Der Zustand des Betriebssystems auf der VHD entspricht dabei dem Auslieferungszustand eines neuen PCs. Das heißt, wenn Sie von der VHD booten, beginnt Windows mit dem Erkennen der Hardware samt Treiberinstallation sowie der Grundeinrichtung des PCs. Eintragen der VHD im Bootmanager Im zweiten wesentlichen Schritt fügen Sie für die zuvor erstellte VHD einen Eintrag im Bootmanager hinzu. Geben Sie dazu in der Eingabeaufforderung den folgenden Befehl ein, um eine Kopie des Eintrags des bereits installierten Windows-Betriebssystems zu erstellen: bcdedit /copy {current} /d "VHD" 2009 by Jan Tittel 6

7 Rufen Sie nun bcdedit ohne Parameter auf, um das erfolgreiche Kopieren des Eintrags zu überprüfen. Gleichzeitig benötigen Sie für die weiteren Befehle die für den neuen Eintrag erzeugte GUID, wie in Abbildung 2 ersichtlich. Abbildung 2: Kopierter Eintrag im Bootmanager Geben Sie nun nacheinander die folgenden Befehle ein, um den kopierten Eintrag für die VHD zu konfigurieren und ersetzen Sie dabei den Platzhalter für die GUID mit dem tatsächlichen Wert des neuen Eintrags: bcdedit /set {guid} device vhd=[d:]\windows_7.vhd bcdedit /set {guid} osdevice vhd=[d:]\windows_7.vhd bcdedit /set {guid} detecthal on Anschließend sollte der Eintrag im Bootmanager wie in Abbildung 3 aussehen. Die Erstellung und Einrichtung der VHD ist nun abgeschlossen und Sie können den Eintrag für die VHD beim Neustart Ihres PCs im Bootmanager auswählen, um von der VDH zu booten by Jan Tittel 7

8 Abbildung 3: Fertiger Eintrag im Bootmanager Löschen eines Eintrags im Bootmanager Mit dem folgenden Befehl können Sie einen vorhandenen Eintrag im Bootmanager wieder löschen, wobei der Platzhalter für die GUID durch den tatsächlichen Wert des Eintrags ersetzt werden muss: bcdedit /delete {guid} /cleanup Verwenden von differenzierenden virtuellen Festplatten Wenn Sie beispielsweise zu Demozwecken verschiedene Stände einer Umgebung benötigen, können Sie auch beim Booten von einer VHD mit differenzierenden virtuellen Festplatten arbeiten. Statt für die virtuelle Basisfestplatte erstellen Sie in diesem Fall einfach für die differenzierende Festplatte einen Eintrag im Bootmanager. Eine differenzierende Festplatte kann wiederum auf einer anderen differenzierenden Festplatte basieren. So können Sie sich ein ausgeklügeltes Konzept überlegen und umsetzen, um verschiedene Versionen einer Umgebung schnell und einfach zu sichern und wiederherstellen zu können. Sie müssen lediglich die entsprechenden differenzierenden Festplatten kopieren beziehungsweise überschreiben. Differenzierende Festplatten können Sie beispielsweise mit Virtual Server oder Hyper-V Server erstellen. Fazit Das neue Feature des Bootmanagers in Windows 7 und Windows Server 2008 R2 zum Booten von einer VHD eröffnet Ihnen vollkommen neue Möglichkeiten. Wenn Sie mehrere Betriebssysteme auf Ihrem Rechner installieren möchten, müssen Sie nicht mehr eine separate physikalische Festplattenpartition für jedes einzelne System erstellen. Außerdem können Sie auf die zumeist deutlich leistungsschwächeren virtuellen Maschinen für viele Anforderungen verzichten und gleichzeitig die installierte Hardware des Rechners in vollem Umfang nutzen by Jan Tittel 8

9 Nicht außer Acht zu lassen ist auch die Möglichkeit, auf einer einzigen physikalischen Festplatte sowohl x86- als auch x64-betriebssysteme nutzen zu können. Ohne die Verwendung von bootfähigen VHDs stoßen Sie ansonsten auf Probleme, da Festplatten für 32-bit im MBR-Partitionsstil und Festplatten für 64-bit im GPT-Partitionsstil formatiert werden müssen. Ein Mischen beider Varianten auf einer einzigen physikalischen Festplatte ist daher nicht möglich. Bei der Verwendung von VHDs ist dies kein Problem, da dann die VHDs selbst in den benötigten Partitionsstilen formatiert sind. So können Sie beispielsweise den Hyper-V Server 2008 R2 oder auch den Windows Server 2008 R2, welche ausschließlich als x64-version erhältlich sind, parallel zu einer x86-version von Windows 7 installieren by Jan Tittel 9