虚拟机如何访问物理硬盘？

虚拟机如何读取物理硬盘？深入解析操作原理与实践方法

在日常使用虚拟机时,有时需要直接访问宿主机的物理硬盘，例如恢复数据、运行特定软件或调试系统，本文将详细解释虚拟机读取物理硬盘的原理、操作步骤及注意事项，帮助您安全高效地实现这一需求。

虚拟机读取物理硬盘的核心原理

虚拟机（如 VMware、VirtualBox）本质上通过虚拟化层与物理硬件交互，当需要访问物理硬盘时，虚拟化软件会绕过常规的文件系统，直接通过底层驱动与硬盘通信：

1. 硬盘映射（Raw Disk Mapping）
   虚拟机将物理硬盘的原始扇区映射为一个虚拟磁盘文件（如 .vmdk 或 .vhd），虚拟机系统将其识别为普通磁盘。
2. 直通模式（Passthrough）
   在支持 VT-d/AMD-Vi 技术的平台上，虚拟机可直接接管硬盘控制器，实现近乎原生的性能（需硬件支持）。
3. 文件级访问
   通过共享文件夹功能（如 VMware Tools），可间接访问宿主机硬盘上的文件，但非直接读写物理扇区。

详细操作步骤（以 VMware 和 VirtualBox 为例）

⚠️ 重要前提：操作需管理员权限，且目标硬盘未被宿主机占用，操作前务必备份数据！

VMware Workstation 操作流程

1. 关闭虚拟机 → 打开虚拟机设置 → 点击 “添加”新硬件 → 选择 “硬盘” → 下一步。
2. 选择磁盘类型：勾选 “使用物理磁盘” → 选择目标物理硬盘（如 PhysicalDrive1）。
3. 设置访问权限：
   • 独占模式：虚拟机独占访问（宿主机无法读写）。
   • 只读模式：防止误操作覆盖数据。
4. 完成添加后,启动虚拟机，物理硬盘将作为新磁盘出现在系统磁盘管理中。

VirtualBox 操作流程

1. 打开命令行（管理员权限），执行命令创建虚拟磁盘映射文件：

   VBoxManage internalcommands createrawvmdk -filename "C:pathtophysicaldisk.vmdk" -rawdisk \.PhysicalDriveX

   （PhysicalDriveX 替换为目标硬盘编号，可通过磁盘管理查看）

   

2. 将生成的 .vmdk 文件添加到虚拟机存储控制器。
3. 启动虚拟机,初始化并挂载硬盘。

Linux KVM/QEMU 操作

编辑虚拟机 XML 配置文件，添加以下驱动参数：

<disk type='block' device='disk'>  
  <driver name='qemu' type='raw'/>  
  <source dev='/dev/sdb'/> <!-- 目标物理硬盘路径 -->  
  <target dev='vdb' bus='virtio'/>  
</disk>

关键注意事项与风险防范

1. 数据安全第一
   • 物理硬盘在虚拟机中被写入后,宿主机可能无法识别文件系统（如 NTFS 元数据被修改）。
   • 务必在操作前备份重要数据！
2. 权限与占用问题
   • 若宿主机正在使用目标硬盘（如系统盘），需进入 Windows PE 或 Linux Live CD 环境操作。
   • 虚拟机需拥有硬盘的独占访问权，否则可能导致数据损坏。
3. 系统兼容性
   • 直通模式需 CPU 和主板支持 Intel VT-d 或 AMD-Vi，并在 BIOS 中启用。
   • 旧版本虚拟机软件可能限制物理硬盘访问功能。
4. 文件系统支持

   虚拟机内系统需兼容物理硬盘的文件系统（如 Windows 虚拟机读取 ext4 分区需安装额外驱动）。

典型应用场景

• 数据恢复：从损坏的宿主机硬盘中提取文件。
• 多系统引导：在虚拟机中调试物理硬盘上的操作系统。
• 安全测试：分析可疑硬盘内容，避免宿主机感染恶意软件。
• 软件开发：直接编译或处理物理硬盘中的大型项目文件。

虚拟机读取物理硬盘依赖于虚拟化软件的底层映射能力，通过创建虚拟磁盘文件或直通控制器实现，虽然操作简便，但存在数据覆盖、文件系统损坏等风险，务必谨慎执行以下原则：

1. 始终备份目标硬盘数据；
2. 优先选择只读模式；
3. 确保操作环境无冲突占用。

通过合理利用此功能,可大幅提升跨系统工作的灵活性与效率，若需进一步优化性能，建议查阅虚拟机厂商的官方文档，或咨询专业IT支持人员。

引用说明：本文操作参考 VMware 官方文档《Using Physical Disks in a Virtual Machine》、Oracle VirtualBox 手册《Chapter 9. Advanced Topics》及 Linux KVM 开发者指南，技术细节基于 SCSI/SATA 协议标准和虚拟化原理实现。