VMware 虚拟机核心文件格式详解

本文系统梳理 VMware 虚拟机在 Workstation/Fusion 与 ESXi/vSphere 两类环境下的核心文件体系：逐项解析 .vmx 主配置、.vmdk 虚拟磁盘及其 flat、sesparse、RDM 变体，以及 .nvram、.vmem、.vmsd、.vmsn 等配置、状态与快照文件的格式与作用，并结合 Broadcom 官方文档厘清快照链命名规则与桌面版、服务器版之间的关键差异。

概述

严格来说，VMware 中真正的“磁盘文件”是 .vmdk 及其衍生文件，而 .vmx 是虚拟机的主配置文件。一个虚拟机目录中往往同时存在配置、磁盘、快照、内存状态与日志等多类文件，它们共同构成虚拟机的完整可恢复状态。理解每类文件的角色，是虚拟机迁移、备份、快照清理与故障排查的基础。

核心文件总览

扩展名	分类	全称 / 含义	作用说明
`.vmdk`	磁盘	虚拟磁盘文件 (Virtual Machine Disk)	核心磁盘文件。在 Workstation 中通常直接包含磁盘数据（或分割为多个分卷）；在 ESXi 中通常只是一个纯文本描述符文件，记录磁盘几何结构并指向实际存数据的 `-flat.vmdk`
`-flat.vmdk`	磁盘	扁平化数据文件 (Flat Disk Data)	主要存在于 ESXi 中，是实际存储虚拟硬盘二进制数据的文件，占用真实物理存储空间。官方文档明确：该文件在 Datastore Browser 中不单独显示
`-delta.vmdk` / `-sesparse.vmdk`	磁盘 (快照)	快照增量磁盘 (Delta / SEsparse)	打快照后原虚拟磁盘变为只读，系统生成增量文件记录其后所有写入。vSphere 官方文档确认：SEsparse 是 VMFS6 数据存储上所有 delta disk 的默认格式
`-rdm.vmdk`	磁盘	裸设备映射文件 (Raw Device Mapping)	仅用于 ESXi 的 RDM 模式。官方文档：该文件与普通虚拟磁盘同为 `.vmdk` 扩展名，但只包含映射信息，实际数据直接存放在 SAN LUN 上
`.vmx`	配置	虚拟机主配置文件 (VM Configuration)	虚拟机的“大脑”。纯文本文件，记录全部硬件配置（内存大小、CPU 核数、MAC 地址、vmdk 路径等）。早期 Linux 宿主机上曾使用 `.cfg` 扩展名
`.vmxf`	配置	补充配置文件 (Supplemental Config)	XML 格式补充配置，历史上与 Workstation 的 Team（团队）功能相关。Workstation Pro 17 官方文件列表中已不再列出该文件
`.nvram`	配置	非易失性内存文件 (Non-Volatile RAM)	相当于物理主板的 CMOS，保存虚拟机 BIOS/UEFI 固件设置（如启动顺序）
`.vmem`	状态	内存分页文件 (VM Memory / Paging)	虚拟机开机运行时产生，充当客户机主内存的后备文件。仅虚拟机运行（或异常宕机）期间存在；带内存的快照也会产生对应的 `.vmem`
`.vmss`	状态	挂起状态文件 (Suspended State)	保存挂起虚拟机的完整状态，开机时存在、恢复后删除。早期 VMware 产品曾使用 `.std` 扩展名
`.vswp`	状态	虚拟机交换文件 (VM Swap)	ESXi 上开机时创建、关机时删除，大小约为分配内存减去内存预留量 (reservation)
`.vmsd`	快照	快照字典文件 (Snapshot Dictionary)	纯文本文件，集中记录快照树结构、快照间依赖关系与相关文件路径，是 Snapshot Manager 的主要信息来源。无快照时该文件通常为空
`.vmsn`	快照	快照状态文件 (Snapshot State)	创建快照时生成（如 `vmname.Snapshot1.vmsn`），保存快照那一刻虚拟机的运行状态；若勾选“包含内存”，其中还保存完整内存内容，可恢复到开机状态的快照点
`.log`	日志	运行日志文件 (VMware Log)	通常为 `vmware.log`（滚动生成 `vmware-1.log` 等）。记录启动、硬件初始化与错误信息，是虚拟机无法启动、崩溃等问题排错的首要文件

磁盘文件体系：.vmdk 家族

基础磁盘：描述符与数据分离

在 ESXi/VMFS 环境下，一块基础磁盘由两个文件组成：

vmname.vmdk（或 vmname_1.vmdk 等按磁盘序号命名）：体积很小的描述符文件，记录磁盘几何结构、父子关系（快照链）等元数据；
vmname-flat.vmdk：与描述符同名的扁平化数据文件，存放真正的二进制数据。

Datastore Browser 为防止误删，会自动将二者折叠显示为一个 .vmdk 文件；通过 SSH 登录 ESXi 命令行则能看到两个分离的文件：

bash
# SSH 登录 ESXi 主机，查看虚拟机目录中的完整文件列表
ls -lah /vmfs/volumes/datastore1/my-vm/

# 典型输出（注意描述符很小、flat 文件才占真实空间）：
# -rw------- 1 root root          466 Nov  2 10:12 my-vm.vmdk
# -rw------- 1 root root 21474836480 Nov  2 10:12 my-vm-flat.vmdk

描述符文件丢失或损坏时，虚拟机会报 “File not found” 无法开机，可参照 Broadcom KB 321422 使用 vmkfstools -c <size> -d thin temp.vmdk 生成新描述符后改造复用。

快照增量磁盘：delta 与 sesparse

每次创建快照时，原磁盘变为只读基盘，系统生成一条增量磁盘链。官方文档将这类文件称为 child disk（子盘）或 redo log（重做日志），每块增量磁盘同样由“小描述符 + 数据文件”组成：

旧格式：vmname_1-000001-delta.vmdk（VMFS 早期版本）；
新格式：vmname_1-000001-sesparse.vmdk，其中 000001 为按目录内已有文件递增生成的六位序号。

SEsparse（Space-Efficient Sparse）采用更小的分配粒度，显著降低快照链占用的空间，在 VMFS6 数据存储上已成为 delta disk 的默认格式。这也是“删除所有快照后目录仍长期占用空间”时应当检查的对象——快照合并期间数据会持续写回基盘。

RDM：裸设备映射

RDM (Raw Device Mapping) 用于让虚拟机直接访问 SAN/LUN 物理存储。映射文件放在 VMFS 数据存储上，.vmdk 扩展名与普通磁盘相同，但内容只是指向 LUN 的映射元数据；实际数据完全不经过该文件。映射文件命名上，虚拟兼容模式通常为 name-rdm.vmdk，物理兼容模式为 name-rdm-p.vmdk，这一后缀约定源自 VMware 传统 KB 文档。

桌面版与服务器版的差异

VMware Workstation / Fusion（桌面版）

磁盘可选择“单文件”或“分割为多个 2GB 分卷”：可增长磁盘命名为 vmname-s001.vmdk、vmname-s002.vmdk（s 表示 split/growable），预分配磁盘则带 f 前缀编号（如 vmname-f001.vmdk）。分割方案主要为了兼容 FAT32 等单文件 2GB 上限的老旧文件系统，并便于拷贝移动；
配置、磁盘、日志等文件默认集中在虚拟机目录下，直观可见；
快照增量文件直接以 vmname-disk-###.vmdk 形式出现（官方文档称其为 redo log）。

VMware ESXi / vSphere（服务器版）

磁盘采用 Thin/Thick Provisioning 模式，不进行桌面版那样的 2GB 切割，而是严格区分“描述符 .vmdk”与“数据 -flat.vmdk”两个文件；
除磁盘外，运行期还会生成 .vswp 交换文件（默认与虚拟机目录同位，可通过集群 Swapfile Location 设置迁移到独立数据存储）；
Datastore Browser 将 .vmdk 与 -flat.vmdk 折叠显示为同一个文件，只有 SSH 命令行能看到真实布局。

实践建议：迁移与备份的最小文件集

完整迁移一台虚拟机（脱离 vCenter 导出场景）至少需要携带：

.vmx（主配置，可手工检查或修正硬件定义）
全部 .vmdk 描述符及对应的数据文件（-flat.vmdk、-sesparse.vmdk、-delta.vmdk 或 2GB 分卷，一个都不能少）
.nvram（保留固件设置，避免客户机启动顺序错乱）

快照相关文件（.vmsd、.vmsn 及增量磁盘）只有在需要保留快照历史时才必须一并复制；若仅关心最终状态，建议先在源端删除（合并）所有快照再迁移，可显著减小体积。单独拷贝 -flat.vmdk 或任何增量数据文件而不带描述符，都会导致磁盘无法被识别——这是实践中最常见的“拷贝后开不了机”事故来源。故障排查时，优先阅读 vmware.log 中最早的 ERROR 行，绝大多数启动失败都能在日志中定位到具体设备或文件缺失。