虚拟机如何轻松挂接物理硬盘？

安全高效的详细操作指南

在虚拟化环境中，有时需要让虚拟机直接访问主机上的物理硬盘或整个物理磁盘，这种技术称为“直通”（Passthrough）或“直接挂载”,常用于：

• 性能需求： 让虚拟机绕过虚拟磁盘层，直接读写物理磁盘,获得接近原生性能。
• 数据访问： 访问主机上特定物理硬盘中的现有数据,避免大文件复制迁移。
• 特殊设备： 使用虚拟机管理连接在主机上的特殊硬件（如某些加密狗、非标准接口硬盘）。
• 数据恢复： 在虚拟机环境中恢复物理硬盘的数据。

重要前提与准备：

1. 权限要求： 操作需要管理员权限（Windows）或 root 权限（Linux）。
2. 虚拟机状态： 目标虚拟机必须处于完全关闭状态。 运行时挂载物理硬盘可能导致数据损坏或虚拟机崩溃。
3. 独占访问： 物理硬盘在挂载给虚拟机期间，主机操作系统将无法访问该硬盘及其数据,确保主机没有打开该硬盘上的任何文件或程序。
4. 数据备份： 强烈建议在进行任何操作前，备份物理硬盘和虚拟机中的重要数据！ 操作失误可能导致数据丢失。
5. 硬盘识别： 明确知道要挂载的物理硬盘在主机操作系统中的标识（如 Windows 的磁盘编号 磁盘 1， Linux 的设备路径 /dev/sdb）。
6. 文件系统兼容性： 虚拟机操作系统需要能识别物理硬盘的文件系统（如 NTFS, exFAT, EXT4），否则可能需要额外驱动或只能进行低级操作（数据恢复时常见）。

操作步骤详解（以主流虚拟机软件为例）

VMware Workstation / Player

1. 关闭虚拟机： 确保目标虚拟机已完全关闭。
2. 打开虚拟机设置： 右键点击虚拟机 -> 设置。
3. 添加新硬件： 在硬件选项卡，点击添加...。
4. 选择硬件类型： 选择硬盘 -> 下一步。
5. 选择磁盘类型： 选择使用物理磁盘 -> 下一步。
6. 选择物理磁盘：
   • 设备： 下拉菜单中，选择你要挂载的物理硬盘对应的物理驱动器号（如 PhysicalDrive1），务必根据磁盘大小和分区信息仔细核对,选错盘可能导致灾难性后果。
   • 使用情况： 通常选择使用整个磁盘，如果只需要单个分区（需谨慎，不推荐初学者），选使用单个分区并勾选具体分区号。
7. 指定磁盘文件： 为这个虚拟磁盘连接指定一个存储描述信息的文件（.vmdk 链接文件），默认位置和名称通常即可 -> 下一步 -> 完成。
8. 确认设置： 在硬件列表中，你会看到新添加的硬盘，类型为物理驱动器,设备节点对应你选择的物理驱动器号。
9. 启动虚拟机： 启动虚拟机，在虚拟机操作系统中，这块物理硬盘会像一块新插入的硬盘一样出现，你需要：
   • 初始化/联机： （Windows）在“磁盘管理”中初始化磁盘（选择MBR或GPT）并使其联机。
   • 分配盘符/挂载点： （Windows）分配驱动器号；（Linux）挂载到某个目录。
   • 访问数据： 现在即可访问物理硬盘上的数据。

Oracle VirtualBox

1. 关闭虚拟机： 确保目标虚拟机已完全关闭。
2. 打开虚拟机设置： 选中虚拟机 -> 设置。
3. 添加存储控制器： 转到存储选项卡，确保虚拟机有一个合适的存储控制器（如 SATA Controller），如果没有，点击控制器列表下方的添加控制器按钮添加（如 SATA）。
4. 添加硬盘： 在目标存储控制器下，点击添加硬盘图标（带+号的硬盘图标）。
5. 选择现有硬盘： 在弹出的“选择磁盘”窗口中，点击添加按钮（上方工具栏最左侧）。
6. 浏览物理磁盘：
   • 在文件浏览器中，你需要导航到代表物理硬盘的特殊文件位置：
     • Windows: C:UsersYourUsername.VirtualBoxVDI (可能需要先创建 VDI 文件夹) 或 C:Program FilesOracleVirtualBoxVDI，在文件名输入框，手动输入 \.PhysicalDriveX (X 是磁盘号，如 \.PhysicalDrive1) 并按回车。
     • Linux: /dev/sdX (X 是磁盘字母，如 /dev/sdb)，需要确保你的用户有访问 /dev/sdX 的权限（通常需加入 vboxusers 组）。
   • 找到后选择该文件 -> 打开。
7. 确认选择： 在“选择磁盘”窗口中，选中你刚刚添加的物理磁盘 -> 选择。
8. 确认设置： 在存储树中，你会看到新添加的硬盘，类型显示为 (正常, 物理驱动器 X)。
9. 启动虚拟机： 启动虚拟机，后续在虚拟机操作系统中初始化、联机、分配盘符/挂载点的步骤与 VMware 相同。

Microsoft Hyper-V

1. 关闭虚拟机： 确保目标虚拟机已完全关闭。
2. 打开磁盘管理： 在主机上，以管理员身份运行 diskmgmt.msc。
3. 使磁盘离线： 找到目标物理硬盘，右键点击该磁盘左侧的灰色区域（显示磁盘编号处），选择脱机。此步至关重要！ Hyper-V 要求磁盘在主机端脱机才能直通。
4. 获取磁盘标识符：
   • 在磁盘管理中，右键点击该磁盘左侧的灰色区域 -> 属性。
   • 切换到卷选项卡 -> 点击填充，记录磁盘 ID（一串 GUID，如 {b0e5a4e1-1234-5678-90ab-cdef12345678}）。
5. 定位虚拟机配置文件：
   • 打开 Hyper-V 管理器。
   • 右键点击目标虚拟机 -> 设置。
   • 在左侧导航栏随便选一个设备（如网络适配器），右侧窗口下方会显示虚拟机配置文件位置（通常是 C:ProgramDataMicrosoftWindowsHyper-VVirtual Machines），记下路径和虚拟机配置文件名（.xml）。
   • 取消设置窗口。
6. 编辑虚拟机配置文件：
   • 关闭 Hyper-V 管理器。
   • 导航到虚拟机配置文件所在目录。
   • 找到对应虚拟机的 .xml 配置文件（如 MyVM.xml），先备份一份！
   • 用文本编辑器（如记事本）以管理员身份打开该 .xml 文件。
7. 添加物理磁盘配置： 在 <devices> 或 <controllers> 部分内（通常在已有磁盘配置附近），添加类似以下代码段（替换 your_disk_id_here 为步骤4记录的 Disk ID）：

   <disk type='physical'>
     <source dev='your_disk_id_here'/>
     <target dev='hdx' bus='scsi'/>  <!-- 根据虚拟机配置调整 bus (scsi, sata, ide) 和 dev (hdx, sdx) -->
     <address type='drive' controller='0' bus='0' target='0' unit='0'/> <!-- 调整地址使其唯一，避免冲突 -->
   </disk>

   • bus 和 dev 需要与虚拟机内期望的总线类型和磁盘标识匹配。address 需要确保控制器、总线、目标、单元号的组合在虚拟机内唯一,修改配置文件需要谨慎。
8. 保存配置文件： 保存修改后的 .xml 文件。
9. 启动虚拟机： 在 Hyper-V 管理器中启动虚拟机，后续在虚拟机操作系统中初始化、联机、分配盘符/挂载点的步骤与其他虚拟机软件相同。

关键注意事项与风险提示

1. 数据丢失风险： 这是最高风险！挂载物理硬盘给虚拟机后：
   • 虚拟机内的操作（格式化、分区、删除文件）直接影响物理硬盘数据。
   • 主机和虚拟机同时访问（即使主机只是“读”）可能导致文件系统损坏。
   • 务必在操作前备份！务必确保主机不再访问该磁盘！务必谨慎操作虚拟机内的磁盘管理工具！
2. 独占性： 物理硬盘一次只能被一台虚拟机或主机访问。
3. 性能影响： 虽然直通通常性能更好，但虚拟机本身的开销、主机资源竞争仍会影响最终性能。
4. 兼容性与驱动： 确保虚拟机操作系统支持物理硬盘的文件系统和接口（如 NVMe 盘可能需要额外驱动）。
5. 快照限制： 物理硬盘通常不支持虚拟机快照功能。 对物理硬盘所做的更改是直接且永久的。
6. 动态扩展磁盘： 物理硬盘的大小是固定的,无法像虚拟磁盘那样动态扩展。
7. 移除挂载： 要安全移除物理硬盘挂载：
   • 在虚拟机操作系统中安全弹出该磁盘（Windows）或卸载（Linux）。
   • 完全关闭虚拟机。
   • 在虚拟机设置中移除该硬盘设备（可选，但建议移除以避免下次启动时自动连接）。
   • 主机操作系统会自动重新识别该物理硬盘（对于 Hyper-V，需在磁盘管理中手动将其联机）。

何时选择文件级挂载？

如果不需要原生性能，且主要目的是访问物理硬盘上的文件，更安全、更灵活的方式是：

1. 共享文件夹： 在主机上将物理硬盘的某个分区设为共享文件夹，然后在虚拟机设置中配置共享文件夹（VMware/VirtualBox 都支持）,虚拟机通过网络协议访问文件。
2. 虚拟磁盘文件： 将物理硬盘的内容复制或转换成一个虚拟磁盘文件（如 .vmdk, .vdi, .vhdx），然后挂载该文件到虚拟机,这提供了更好的可移植性和快照支持。

虚拟机挂接物理硬盘是一项强大但高风险的技术，适用于特定场景（追求极致性能、直接访问物理数据、操作特殊硬件）。严格遵循操作步骤、深刻理解风险（尤其是数据丢失风险）、并在操作前进行完整备份是成功的关键。 对于大多数文件访问需求，共享文件夹或使用虚拟磁盘文件是更安全便捷的选择,务必根据你的具体需求和技术能力谨慎选择方法。

引用说明：

• 本文操作步骤核心逻辑参考了 VMware Workstation/Player、Oracle VirtualBox 和 Microsoft Hyper-V 官方文档中关于物理磁盘直通（Raw Disk Mapping / Physical Drive Passthrough）的相关说明。
• 文件系统兼容性、数据风险提示等内容基于存储技术基本原理和行业最佳实践。
• 具体命令行、配置参数及界面选项可能随软件版本更新而变化,请以使用时的官方文档为准。

（本文由资深IT工程师撰写，旨在提供实用技术指导，操作涉及底层硬件访问，请务必谨慎并自行承担风险。）