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VMware Workstation Pro 17.0 进阶实战：快照、克隆、独立磁盘、非永久磁盘与空间回收

本文整理自VMware Workstation课程第 10～16 节的学习与实操记录，承接上一篇虚拟机创建、Windows 10安装、VMware Tools、快照和文件共享等基础内容。

本文使用的软件版本为VMware Workstation Pro 17.0。主要实验包括快照磁盘链、完全克隆、链接克隆、Sysprep泛化、独立永久磁盘、独立非永久磁盘、物理磁盘映射，以及动态增长VMDK的空间回收。

这些功能都会改变虚拟机的磁盘关系或数据持久性。错误删除.vmdk、快照、重做日志或父虚拟机文件，可能导致虚拟机无法启动；物理磁盘映射选错设备，还可能直接损坏宿主机中的真实数据。

1. 本文实验范围与安全边界

1.1 本文要解决的七个问题

进阶阶段最容易混淆的，并不是菜单在哪里，而是每项功能会把数据写到哪里、是否依赖其他磁盘，以及恢复或关闭虚拟机后数据是否仍然存在。

1.2 调整磁盘链前必须确认什么

涉及快照、克隆、磁盘模式、物理磁盘和空间回收时，先正常关闭虚拟机，再复制完整虚拟机目录。完整目录中不仅有基础磁盘，还可能包含差分磁盘、快照数据库、内存状态文件和配置文件。只备份某一个看起来最大的.vmdk，不一定能够完整恢复。

不要在文件资源管理器中手动删除不认识的.vmdk、.vmsn、.vmsd、REDO或快照文件。快照和链接克隆依赖完整的父子链，删除其中任意一环，都可能使后续节点失效。

快照用于短期回退，备份用于虚拟机目录损坏、误删除或宿主机存储故障后的恢复。两者解决的问题不同，不能互相替代。

2. 快照：状态、差分磁盘与空间增长

2.1 快照会保存哪些内容

快照记录虚拟机在某个时间点的磁盘状态和虚拟机状态。恢复快照后，虚拟机可以返回拍摄快照时的系统文件、注册表、软件配置和虚拟设备状态。

用于长期保留的系统基线，建议正常关闭客户机后再拍摄快照。关机状态更容易判断，也避免把临时进程、未写入磁盘的数据和挂起状态一起长期保留。

VMware 官方说明中，快照会保存虚拟机当时的电源状态和磁盘状态；如果包含内存状态，恢复时可以返回拍摄快照时的运行现场。

2.2 为什么创建快照后会出现新的 VMDK

创建快照后，VMware Workstation通常不再直接修改原来的基础磁盘，而是创建新的差分磁盘。此后产生的写入进入差分磁盘，基础磁盘保持不变。

基础磁盘.vmdk └─ 快照1差分磁盘.vmdk └─ 快照2差分磁盘.vmdk └─ 当前运行状态

下面的实验先记录未创建新快照时的虚拟机目录。

创建快照并继续运行虚拟机后，目录中出现新的快照差分磁盘。

快照管理器和虚拟机目录共同反映了当前快照树与磁盘文件之间的关系。

“一个快照对应一个文件”只能用于入门理解。实际环境中，一个快照可能涉及磁盘描述文件、差分数据文件、.vmsn状态文件、.vmsd快照数据库以及多个分片，文件数量取决于虚拟磁盘数量、磁盘拆分方式和是否保存内存状态。

2.3 快照保留过久会带来什么影响

Broadcom 的故障说明同样指出，每创建一个快照就会增加一层差分文件，磁盘操作需要解析快照链，快照数量增加会带来额外磁盘开销。

2.4 快照管理的推荐流程

关键操作前拍摄快照 → 名称写明日期、阶段和用途 → 完成实验后验证当前状态 → 备份需要长期保存的数据 → 删除不再需要的快照 → 等待合并完成后再进行下一项磁盘操作

删除或合并快照期间不要强制关闭宿主机、关闭 VMware 进程或拔掉存放虚拟机的移动磁盘。中断合并可能破坏磁盘链。

3. 克隆与 Sysprep：建立可复用的 Windows 模板

3.1 完全克隆和链接克隆怎么选

克隆可以根据现有虚拟机快速创建新节点。完全克隆复制出相对独立的虚拟磁盘；链接克隆只保存相对于父虚拟机基准状态的变化。

长期保留、需要单独移动或无法保证父虚拟机长期存在时，优先使用完全克隆。链接克隆适合空间有限的短期实验环境。VMware 官方也说明，链接克隆依赖父虚拟机；离线移动或脱离父虚拟机使用时，应改用完全克隆。

3.2 Windows 克隆前为什么常使用 Sysprep

个人实验中直接复制一台Windows虚拟机通常也能启动，但如果准备把它作为模板部署到多个节点，特别是后续需要加域、批量管理或形成标准镜像，就应先执行Sysprep /generalize。

Sysprep会清理需要重新生成的系统特定信息，并让下一次启动进入OOBE或其他指定阶段。Microsoft 明确要求：将完整 Windows 安装作为镜像部署到其他计算机时，应使用/generalize。

在客户机中按Win+R，输入：

sysprep

进入C:\Windows\System32\Sysprep后运行Sysprep.exe。常见模板实验配置如下：

系统清理操作：进入系统全新体验（OOBE） 勾选：通用 关机选项：关机

Sysprep 会改变系统部署状态，并可能影响激活、Microsoft Store 应用、驱动和部分软件授权。正式模板执行前，应验证应用兼容性并保留可恢复副本。

3.3 Sysprep 报错 0x800F0975 的排查

本次实验中，Sysprep在预验证阶段失败，界面提示无法验证当前 Windows 安装。

日志中的主要错误为：

Sysprep_Clean_Validate_Opk: Audit mode cannot be turned on if reserved storage is in use. An update or servicing operation may be using reserved storage. hr = 0x800F0975

出现该错误时，先查看以下日志，不要直接套用注册表修复：

C:\Windows\System32\Sysprep\Panther\setupact.log C:\Windows\System32\Sysprep\Panther\setuperr.log

可以先运行：

DISM /Online /Get-ReservedStorageState

Microsoft 对同类0x800F0975错误给出的首选处理，是完成全部更新并重启系统；官方DISM文档也说明，当 Reserved Storage 正在被维护任务使用时，禁用操作可能被拒绝。

本次实验的故障复盘：Sysprep报错0x800F0975，日志提示 Reserved Storage 正在使用。检查发现注册表HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ReserveManager中的ActiveScenario为0x4，Reserved Storage 被标记为活动维护场景，导致Sysprep无法通过预验证。在完成快照和注册表备份后，将本实验机的ActiveScenario调整为0，再执行以下命令：

DISM /Online /Set-ReservedStorageState /State:Disabled

处理完成后，重新运行Sysprep，系统开始执行泛化。

修改ReserveManager属于本次故障的针对性高级处理，不是所有 Sysprep 失败的通用方案。不同错误代码可能来自应用包、更新状态、驱动、加密或其他组件，必须先看日志。

3.4 创建克隆基线并启动克隆向导

Sysprep完成并自动关机后，为当前状态创建一个名称清晰的基线快照。

在快照管理器中确认基线快照已经创建。

选中基线快照后，点击克隆，进入克隆虚拟机向导，并选择从当前状态或现有快照创建副本。

随后选择链接克隆或完整克隆。

设置新虚拟机名称和保存位置。

完成向导后，等待 VMware 创建新虚拟机。

克隆完成后，父虚拟机和新虚拟机可以分别启动和配置。

4. 链接克隆的父虚拟机依赖与路径丢失实验

4.1 链接克隆为什么不能脱离父虚拟机

链接克隆只保存相对于父虚拟机基准状态发生的变化。它的配置文件会保存父虚拟机搜索路径，差分磁盘还需要沿父磁盘链读取没有发生变化的数据。

下面的截图显示，链接克隆的.vmx配置中包含fileSearchPath，用于查找父虚拟机所在目录。

链接克隆能够节省空间，是因为它没有复制全部基础数据。同样的机制也意味着：父虚拟机目录、基准快照或父磁盘被移动、删除或损坏后，链接克隆可能无法启动。

4.2 第一次启动泛化后的克隆系统

克隆系统第一次启动时会进入OOBE，需要重新选择区域、键盘布局并创建账号。

完成初始化后，克隆系统进入 Windows 桌面。

4.3 模拟父虚拟机目录路径变化

实验中关闭相关虚拟机后，对父虚拟机目录进行了重命名，用于模拟父路径发生变化。

随后重新启动链接克隆。

由于原路径已经不存在，VMware 提示找不到父虚拟机的.vmx配置文件。

如果父虚拟机只是被移动或重命名，文件本身仍然完整，可以通过浏览按钮重新定位正确的父虚拟机.vmx。

重新定位后，VMware 可能询问虚拟机是被移动还是被复制。只是更改原虚拟机路径时，应按实际情况选择“我已移动该虚拟机”；只有明确创建新副本时，才选择“我已复制该虚拟机”。

不要随意选择一个同名或大小相近的.vmdk代替父磁盘。文件名相同不代表磁盘内容、CID和快照关系一致。无法确认父链时，应停止写入并从备份恢复。

5. 独立永久磁盘：恢复系统快照后保留数据

5.1 为什么要分离系统盘和数据盘

企业环境和实验环境中，经常把系统与业务数据放在不同磁盘：

C盘：Windows操作系统、驱动和应用程序 D盘或E盘：安装包、日志、脚本和实验数据

在虚拟机中添加第二块虚拟硬盘，可以模拟这种结构。新增虚拟硬盘通常对应新的.vmdk文件；.vmxf是其他虚拟机配置数据，不是虚拟磁盘。

5.2 添加第二块虚拟硬盘

关闭虚拟机，进入编辑虚拟机设置，点击添加，选择硬盘。

选择虚拟磁盘类型。本文继续使用向导推荐的NVMe。

选择创建新虚拟磁盘。

设置最大容量，并根据迁移需求选择单个文件或拆分文件。

指定新虚拟磁盘的文件名。

5.3 为什么存在快照时不能修改独立模式

当虚拟机仍然存在快照时，新增磁盘的独立模式选项可能处于灰色不可用状态。

原因是虚拟机当前仍然处于快照磁盘链中，直接改变相关磁盘的快照参与方式可能破坏一致性。需要先确认快照是否仍有用途，再通过快照管理器正确删除和合并。

在快照管理器中选中不再需要的快照并执行删除。

删除完成后，快照树只剩当前状态。

删除快照不是删除当前有效数据。VMware 会把需要保留的数据合并到磁盘链中。合并期间不能强制中断，并且宿主机应预留足够空间。

5.4 设置独立永久模式

快照处理完成后，进入新增硬盘的高级设置，勾选独立，再选择永久。

VMware Workstation Pro 17.0 的官方说明明确指出，独立磁盘不参与快照；独立永久模式会把更改直接写入磁盘，独立非永久模式则把更改写入重做日志。

5.5 在 Windows 中初始化并验证新磁盘

启动 Windows，打开磁盘管理。新磁盘第一次连接时会显示为未知、未初始化和未分配状态。

依次完成：

联机 → 初始化磁盘 → 新建简单卷 → 格式化 → 分配盘符

在新数据盘中先创建基线测试文件。

关闭虚拟机，为当前系统状态创建测试快照。

重新启动虚拟机。

在系统盘桌面创建一个快照之后的新文件。

同时在独立数据盘中创建另一个新文件。

通过 VMware 菜单恢复之前的系统快照。

恢复后，系统盘桌面中快照之后创建的文件消失；独立永久数据盘中快照之后创建的文件仍然存在。

独立永久磁盘解决的是“系统快照回滚时保留数据盘变化”，并不提供数据保护。用户误删除、文件系统损坏、勒索软件加密、VMDK损坏和宿主机磁盘故障，仍然会导致数据丢失。

6. 独立非永久磁盘：关闭或重置后丢弃写入

6.1 非永久模式的数据写入方式

将磁盘设置为独立 → 非永久后，虚拟机运行期间产生的更改不会直接写入基础磁盘，而是进入临时重做日志。

设置完成后，硬件列表中可以看到该磁盘处于非永久模式。

虚拟机启动前，目录中保留基础磁盘文件。

启动虚拟机后，目录中出现带有REDO标识的临时文件。

非永久模式中的“还原”通常发生在 VMware 层面的关闭电源或重置之后，不应简单理解为所有 Windows 正常重启都会丢弃数据。实验时应明确自己使用的是客户机正常重启、VMware 重置还是关闭电源。

6.2 验证本次写入被丢弃

在非永久磁盘中创建测试文件后，通过 VMware 的重置功能模拟重新启动。

重新进入系统后，本次运行中新建的文件已经消失，磁盘恢复到启动前状态。

官方说明中，非永久磁盘的更改会在虚拟机关闭电源或重置时被丢弃。

6.3 非永久磁盘适合哪些环境

6.4 快照与非永久磁盘的区别

7. 物理磁盘映射：让客户机直接访问真实设备

7.1 原始磁盘映射与 USB 直通的区别

普通USB直通是把一个 USB 设备连接给客户机；原始磁盘映射则是把本地物理磁盘或分区作为磁盘设备交给虚拟机。

物理磁盘映射是本文风险最高的操作。客户机能够直接修改真实设备中的分区表和文件系统。选错设备、初始化磁盘、清理分区或格式化，都可能破坏宿主机数据。

VMware 官方文档同样说明，物理磁盘会直接访问现有本地磁盘或分区。

7.2 在磁盘管理中确认设备编号

关闭虚拟机后，先在宿主机磁盘管理中确认测试设备对应的磁盘编号、容量、分区和卷标。

本次截图中的测试设备是一块通过 USB 连接的外置磁盘，在磁盘管理中显示为磁盘 3。

编号必须结合容量、卷标和分区同时核对，不能只凭磁盘大小猜测。更不能直接选择宿主机系统盘。

7.3 在 VMware 中选择物理设备

进入虚拟机设置，添加硬盘，选择使用物理磁盘（适用于高级用户）。在设备列表中选择与磁盘管理核对一致的PhysicalDrive编号。

完成向导时，VMware 会创建一个较小的.vmdk描述文件。这个文件主要记录物理磁盘映射信息，并不包含真实磁盘中的全部数据。

7.4 操作时必须遵守的安全规则

8. 在宿主机中挂载 VMDK 的使用边界

部分 VMware Workstation 版本和安装组件提供了虚拟磁盘映射或挂载功能，可以在宿主机中读取VMDK内的文件。不同版本的菜单入口可能发生变化，因此不能把某个固定菜单位置写成所有环境都具备的通用操作。

存在快照时，不要根据文件名猜测哪个 VMDK 是当前完整状态。基础磁盘可能不包含快照之后的数据，直接对基础磁盘写入还可能使快照链失效。

当前版本没有图形入口时，应使用与该版本匹配的官方工具或恢复方案。不要通过强行修改VMDK描述文件、父路径或CID绕过限制。

9. VMDK 空间回收：为什么删除 4GB 文件后没有变小

9.1 动态增长磁盘为什么只增不减

动态增长虚拟磁盘会随着客户机写入数据逐渐扩大。客户机删除文件时，NTFS等文件系统通常只是把对应区域标记为空闲，并不保证立即把这些数据块变成宿主机可以回收的全零块。

客户机内： 文件已删除，可用空间增加 宿主机上： 已经分配给VMDK的数据块仍然存在 VMDK文件大小通常不会立即下降

9.2 4GB 文件写入与删除实验

新建动态增长虚拟磁盘并在 Windows 中完成格式化后，宿主机上的VMDK初始文件只有约7.56MB。

向该虚拟磁盘复制一个约4GB的镜像文件。

数据写入后，宿主机上的VMDK增长到约4.71GB。

随后在客户机中删除该镜像文件。

文件删除后，客户机中的可用空间增加，但宿主机上的VMDK仍然约为4.71GB。

关闭虚拟机后，在虚拟磁盘工具中执行压缩。

界面提示压缩操作完成。

再次检查后，VMDK文件大小仍然没有明显变化。

“压缩成功”只表示 VMware 完成了本次压缩任务，不代表一定存在大量可回收块。如果客户机空闲区域仍然包含旧数据，而没有被置零或正确传递回收信息，宿主机无法判断这些块是否能够释放。

9.3 压缩后没有变小的主要原因

Broadcom 的 Workstation 说明指出，压缩可以回收动态虚拟磁盘中的未使用空间；旧版 Workstation 的故障文档还强调，预分配磁盘不适用该流程，存在快照时应先正确处理快照，并在客户机中准备可回收的空闲区域。

9.4 推荐的安全回收流程

确认虚拟磁盘为动态增长类型 → 备份完整虚拟机目录 → 清空客户机回收站和临时文件 → 检查还原点、影子副本和不需要的数据 → 确认没有需要保留的快照 → 在客户机内执行适合当前系统的磁盘清理或空闲块回收 → 正常关闭客户机，不使用挂起 → 在VMware中执行磁盘清理或压缩 → 对比操作前后的VMDK大小 → 重新启动虚拟机并验证数据完整性

不要为了压缩随意使用来源不明的磁盘清零工具。空闲块清零会临时大量写入虚拟磁盘；如果虚拟机仍有快照，差分磁盘可能快速增长并占满宿主机空间。

9.5 压缩前检查表

• 已备份完整虚拟机目录；
• 已确认虚拟磁盘为动态增长类型；
• 已清空客户机回收站和临时文件；
• 已检查不需要的还原点和影子副本；
• 已检查并处理快照；
• 宿主机具备足够的临时操作空间；
• 虚拟机已经正常关机；
• 没有手动删除任何 VMDK 或快照文件；
• 已记录操作前的 VMDK 大小；
• 操作后已验证虚拟机能够启动、数据完整。

10. 七项功能的关系与场景选择

10.1 功能对比

10.2 按实验场景选择

功能选择应先确定数据是否需要长期保留，再判断是否允许依赖父磁盘。这两个问题确认后，大多数方案都能快速排除。

11. 实验验收、记录模板与总结

11.1 实验验收清单

• 能解释快照为什么会产生差分磁盘；
• 能说明快照为什么不能替代备份；
• 能区分完全克隆和链接克隆；
• 知道链接克隆为什么依赖父虚拟机和基准快照；
• 能先查看日志，再排查 Sysprep 错误；
• 知道新增虚拟硬盘对应新的.vmdk文件；
• 能解释独立永久磁盘为什么不随系统快照回滚；
• 能说明独立非永久磁盘何时丢弃写入；
• 知道存在快照时部分磁盘模式可能无法修改；
• 能在磁盘管理中核对物理设备编号；
• 知道物理磁盘映射可能破坏宿主机真实数据；
• 能解释客户机删除文件后 VMDK 为什么不会立即缩小；
• 压缩磁盘前会先备份、检查快照并正常关机；
• 不会手动删除不认识的 VMDK、快照或 REDO 文件。

11.2 建议保留的实验记录

11.3 本次实验的磁盘关系

快照： 保留某个时间点，后续写入进入差分磁盘 完全克隆： 复制出相对独立的虚拟机 链接克隆： 只保存差异，持续依赖父虚拟机和基准快照 独立永久磁盘： 不参与普通快照，写入持续保留 独立非永久磁盘： 写入进入临时重做日志，关闭或重置后丢弃 物理磁盘映射： 客户机直接操作真实设备，风险最高 VMDK压缩： 只有空闲块满足回收条件时，宿主机空间才会减少

搭建运维实验环境时，可以保留一台完成Sysprep的干净模板机。长期使用的节点采用完全克隆，临时批量实验节点使用链接克隆；关键操作前创建短期快照，实验数据与系统盘分开保存。

快照、克隆、独立磁盘和非永久磁盘都不能代替备份。任何涉及物理磁盘、父磁盘和VMDK链的操作，都应先备份，再验证。

下一阶段可以继续练习NAT、桥接和仅主机网络，随后搭建Windows Server、Active Directory、DNS和DHCP多机实验环境。

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