简介：

虚拟化和云计算技术正在快速的发展，业界各大厂商纷纷制定了相应的战略，新的概念，观点和产品不断涌现，由于大规模数据中心管理和基于互联网的解决办法交付运营商有着巨大的价值，服务器虚拟化技术受到了人们的高度重视，人们普遍相信虚拟化将成为未来数据中心的重要组成部分，vSphere是VMware公司推出的一套服务器虚拟化解决方案，只需极少的投资即可通过经济高效的服务器整合和业务连续性为公司提供企业级IT管理。

虚拟化的优势：

1、 减少服务器数量，降低硬件采购成本。

2、 资源利用率最大化。

3、 降低机房空间，散热，用电消耗的成本。

4、 硬件资源可动态调整，提高企业IT业务灵活性。

5、 高可用性。

6、 在不中断服务的情况下进行物理硬件调整。

7、 降低管理成本。

8、 具备更高效的灾备能力。

vSphere

vSphere是VMware公司在2001年基于云计算退出的一套企业级虚拟化解决方案，核心组件为ESX，现在已经被ESXi取代。该产品经历5个版本的改进，已经实现了虚拟化基础架构，高可用性，集中管理，性能监控等一体化的解决方案，目前仍在不断扩展增强，功能越来越丰富，号称业界第一套云计算的操作系统

ESXi

ESXi是VMware服务器虚拟化体系的重要成员之一，也是VMware服务器虚拟化的基础。其实它本身也是一个操作系统，采用linux内核（VMKernel），安装方式为裸金属方式，直接安装在物理服务器上，不需要安装任何其他操作系统。为了使他尽可能小地占用系统资源，同时又可以保证其高效稳定的允许，VMware将其进行精简封装。

vSphere基础物理架构

vSphere虚拟化解决方案拥有完整的基础物理架构，其5大组成部分为：

虚拟化服务器、网络服务、存储网络、集中式管理服务器、客户端。

vSphere版本

vSphere也有不同的版本，以适应不同企业的需求。vSphere各版本功能不同，虚拟RAM也不同，并且集中式管理服务器（vCenter）是独立分开的

标准版（Standard）：该版本提供的是一套入门的解决方案，可以实现基本的服务器整合，因此可以在很大程度上削减硬件成本，同时确保业务连续性，避免服务器停机。

企业版（Enterprise）：该版本提供的是一套功能强大的解决方案，可以大幅度提高效率和资源管理，确保业务连续性。

企业增强版（Enterprise Plus）：该版本提供的是一套用于全部功能的解决方案，用于强大的灵活性、可操作性、稳定性、可控性，可以将数据中心转变为极为简化的云计算环境，也可以提供灵活可靠的新一代IT服务。

vSphere许可：

ESXi安装完成后默认会有60天的评估期，用户可以在60天评估期中的任意时间从评估模式转换为许可模式，vSphere许可秘钥都是按CPU个数进行计算的（2核和4核CPU均为一个CPU）

例：5个2CPU主机----要10个CPU的vSphere许可证秘钥

3个2CPU主机与1个4CPU主机 同上

服务器选型：

在服务器选型方面，不但要从企业实际项目衡量具体的硬件需求，还要考虑未来vSphere的授权费用。实际项目中大多选择的是机架式服务器，如果条件允许，可以选用刀片服务器。不过刀片服务器虽然性能优越，但因为vSphere许可是根据项目实际硬件配置决定价格的，所以刀片服务器的许可价格会非常高，现在多数企业实际使用的服务器品牌主要有3种：IBM、Dell、HP，这些服务器在vSphere硬件兼容性方面都是非常不错的。

案例实施测试：

本次测试ESXi安装镜像和vCenter安装包，目前VMware官方网站提供最新的版本为6.5

官网：

手册：

1、 测试CPU是否满足安装要求，可使用SecURable工具查看CPU状态

ESXi安装方式共有两种，分别为交互式安装和脚本式安装。

1） 交互式安装：CD或DVD、USB、PXE网络引导等安装。

2） 脚本式安装：安装脚本必须放在ESXi主机可以通过HTTP、HTTPS、FTP、NFS、CDROM或USB访问的位置，然后以PXE方式引导ESXi安装程序

此次测试通过CD/DVD安装方式

ISO安装镜像可通过上面官方网址镜像下载--本次使用公司同款6.0

VMware-ESXi-6.0.0-Update2-3620759-LNV-20160511.iso ESXi系统安装镜像

VMware-VIMSetup-all-6.0.0-3040890.iso vCenter server安装镜像

VMware-viclient-all-6.0.0-2502222.exe vSphere client安装程序

ESXi安装：

插入安装光盘 开机 下图为欢迎界面，回车继续

下图为安装许可协议界面，按F11进入下一步

系统会为用户自动查询可用存储设备，下图可选择安装到哪个存储上面

local为本地，remote为网络存储设备

如果选择网络磁盘方式进行安装，ESXi主机必须能够支持iSCSI引导固件列表（iBFT），并且具备能够进行iSCSI引导的网卡。 选择后回车继续

选择键盘 默认即可，回车继续

设置密码，用户为root 回车继续

按F11开始安装

ESXi安装完成。并且提示有60天的评估期，按回车重启

首次进入ESXi主界面，可以看到ESXi 的版本号，CPU，Mem，IP地址等信息

ESXi配置

现在ESXi需要进行一些配置才可以正常使用

基本操作如下：

F2： 查看和更改配置

F4： 将用户界面更改为高对比度模式

F12： 关机或重启主机

光标： 字段间移动所选内容

Enter（回车）： 选择菜单项、保存并退出

空格： 切换值

F11： 确认敏感命令，如重置默认值

Esc： 退出但不保存更改

Q： 退出系统日志

按F2进行配置：需要先输入密码进行验证

进入配置：

主菜单选项说明：

Configure Password 配置root密码

Configure Lockdown Mode 配置锁定模式。启用锁定模式后，除vpxuser以外的任何用户都没有身份验证权限，也无法直接对ESXi执行操作。锁定模式将强制所有操作都通过vCenterServer执行

Configure Management Network 配置网络

Restart Management Network 重启网络

Test Management Network 使用ping命令测试网络

Network Restore Options 还原网络配置

Configure Keyboard 配置键盘布局

Troubleshooting Options 故障排除

View System Logs 查看系统日志

View Support Information 查看支持信息

Reset System Configuration 还原系统配置

先配置一个静态IP地址 选择 回车进入

选择 回车进入

set static配置ip为静态 IP地址配置完成后回车保存

可在下配置DNS：

按Esc退出 y保存

IP以更改

安装vCenter

想要连接并管理ESXi还需安装vCenter

安装环境为：windows server 2008 R2 版本以上操作系统 IP：192.168.8.230

vCenter安装程序包包含了.NET 2.0 SP2、.NET 3.0 SP2、.NET 3.5 SP1、Microsoft Visual J#、vSphere Client，所以在安装vCenter是还需确认系统上没有安装任何版本的Microsoft Visual J#

在准备设置vCenter Server服务帐户之前，需要为帐户分配"服务登陆"特权。点击"开始"->"管理工具"->"本地安全策略"。打开后依次选择"本地策略"->"用户权限分配"，在右侧的窗口找到"作为服务登陆"。

插入光盘，进行安装，运行

安装

下一步

接收协议，下一步

如果选择外部部署，必须先安装Platform Services Controller，再安装vCenter Server。一个Platform Services Controller最多支持八个vCenter实例，如果超出需要额外安装Platform Services Controller。如果部署类型选择嵌入式部署，将自动执行安装顺序。使用嵌入式部署。

如果有FQDN，则填写相关的域名。测试中没有设置域，这里直接填写地址。

确定，下一步

提示创建一个SSO域，这里设置为vsphere.local，填写密码后进行下一步：

下一步

在测试环境中，使用嵌入式数据库即可。如果在真实生产环境下，可以使用外部数据库，如果准备将数据库和vCenter装在同一台Server上，此时需要将Report Services报表服务关闭，因为Report Services的默认端口为80，与vCenter冲突，也可以修改Report Services的默认端口。

在这里列出了所用到的端口，保持默认，下一步

在测试环境中，保持默认的安装目录。生产环境，根据需要更改

确认安装信息，没有问题，点击安装

安装完成

点击启动vSphere Web Client

管理界面

点主机与集群，创建数据中心，添加ESXi主机

同样操作添加多台主机

安装vSphere Client

选择语言

下一步—>接收协议，下一步—>安装路径—>安装

输入vSphere server的ip，用户名，和密码 —>主管理界面

管理ESXi网络

网络是VMware vSphere的基础，所有虚拟机都要通过网络来进行通信。

如果所有虚拟机都为物理机，则在网络拓扑上，需要网卡和交换机等不同的网络连接设备和方式。而在虚拟化中，这些设备需要通过虚拟化的的方式来实现。

物理网络：

物理网络是为了使物理服务器之间能够正常通信而建立的网络。vSphere基础物理架构的各个部分都要通过物理网络进行连接，同时虚拟网络建立在物理网络之上，没有物理网络，虚拟网络就没有存在的价值。

虚拟网络：

虚拟网络是在ESXi主机上运行的虚拟机之间为了互相通信而相互逻辑连接所形成的网络。ESXi主机可以有多个物理网卡，虚拟机也可以创建多个虚拟网卡，将其同时连接到虚拟交换机可实现虚拟机之间的互相通信。

ESXi网络组件

1、 物理网卡：简称vmnic，ESXi内核的第一块称为vmnic0，第二块为vmnic1，以此类推。ESXi主机可以有多个vmnic连接不同物理网络设备，如switch，route，iSCSI存储等。

2、 虚拟网卡：简称vNIC，每台虚拟机都可以有多个虚拟网卡，用于连接虚拟交换机，确保相互之间的正常通信。。

3、 虚拟交换机：简称vSwitch，是由ESXi内核提供的，用于确保虚拟机和管理界面之间的互相通信，并且有类似物理交换机的端口/端口组提供网络连接。

虚拟交换机分为3种：标准交换机、分布式交换机、第三方提供交换机

标准交换机：是由每台ESXi主机单独管理的简易交换机，与物理交换机非常类似，但不具备物理交换机的一些高级功能，标准交换机操作简单，但每次进行配置修改都需要在ESXi主机上重复操作，增加了管理成本，并且在主机之间迁移虚拟机时，会重置网络连接状态，加大了监控和故障排除的难度。

标准交换机提供了3种类型的端口/端口组

1、 虚拟机端口组：用于连接ESXi上的虚拟机，使其能够互相通信，也可以连接外部网络，如果没有接入vmnic，则只能在单台ESXi主机内部进行通信。

2、 VMKernel：用于ESXi主机通过网络连接提供vSphere的高级功能，如vMotion，存储网络等。

3、 NIC Team：用于将多个vmnic同时接入同一个端口/端口组，增加吞吐量，并在出现故障时可以提供链路冗余

分布式交换机：可以对多个ESXi进行集中式管理的高级交换机。其可以对多个ESXi统一管理成本，流量监控和控制，私有vlan等高级功能。

分布式端口组的成员是连接到ESXi主机的VMKernel或vNIC的一种端口，可以为每个端口指定配置网络，但成员端口本身也可以更改部分配置，分布式端口组还可以定义通过分布式交换机连接到网络的方式。

下图可见：是标准交换机，自带的vSwitch0，包含着Management Network管理网络

注：此ESXi主机每台上面有四个网卡

添加网络：

主页、主机和群集，展开数据中心，选中一台esxi成员服务器

右侧：配置、网络 添加网络

虚拟交换机的分类：

a 虚拟机：基础交换机，只有网络联接功能，无其他高级功能。

b vmKernel：高级交换机，可以用来联接网络，也可以用来联接网络存储，可以进行在线迁移(不停机的情况下把一个vm从一个esxi迁移到另一个esxi服务器)

选择使用esxi主机的哪块物理网卡联通外界(如果不考虑性能、安全，多个虚拟交换机可以公用一块物理网卡对外通讯)

为此虚拟交换机取有意义的名称。

ESXi存储

ESXi提供主机级别的存储虚拟化，分为本地存储和外部共享存储。他们主要用于存储虚拟机文件，如常见的vmdk、vmx、nvram等文件，虚拟机系统内的文件则存放在虚拟磁盘vmdk上

本地存储：

本地存储是不需要通过网络即可通信的内部磁盘或外部磁盘，其中包括SCSI、IDE、SATA、USB和SAS等存储系统，但不能使用IDE/ATA或USB驱动器来存储虚拟机。本地存储在多ESXi主机之间不支持共享，上面的数据只能由1个ESXi主机访问。

外部共享存储：

外部共享存储是ESXi主机通过网络连接的外部存储磁盘或阵列，其中包括SAN、iSCSI、NFS等存储协议，存放在上面的数据可以由多个ESXi主机访问，并且vMotion等高级功能也可以得到实现。

Openfiler：

Openfiler是一个免费的NAS/iSCSI的SAN服务器系统，主要用于为LAN主机提供独立存储系统。Openfiler提供了包括NFS、SMB、iSCSI、Target等多种连接方式，一般通过HTTP的方式进行管理，如果要访问Openfiler上的数据，可以通过iSCSI Initiator，共享文件夹以及挂载等多种方式实现。它对于希望搭建虚拟化的中小型企业而言，是Provisiong阶段最好的工具

vMotion：

vMotion是所有vSphere高级功能的基础，可实现热迁移，即将虚拟机在不关闭电源的情况下从一台ESXi主机实时迁移到另外一台ESXi主机，从而可以更加方便地维护，减少故障等。

vMotion的迁移过程（如果迁移期间出错，虚拟机将恢复原始状态和位置）

1） 请求vMotion迁移时，vCenter Server 会验证虚拟机与ESXi主机状态是否稳定。

2） 此时，源ESXi主机将虚拟机内存克隆到新ESXi主机。

3） 源ESXi主机将克隆期间发生改变的内存信息记在内存对应图（Memory Bitmap）上

4） 当虚拟机内存数据迁移到新ESXi主机后，源ESXi主机会使虚拟机处于静止状态，此时虚拟机无法提供服务，然后再将Memory Bitmap克隆到新ESXi主机，静止状态所需要的时间极为短暂。

5） 寻ESXi再根据Memory Bitmap恢复内存数据，完成后，两台ESXi主机对于这台虚拟机的内存就完全一致。

6） 最后在新ESXi主机运行该虚拟机，并在源ESXi主机中删除内存数据。

运行vMotion的兼容性要求

1） 不允许连接只能单台ESXi主机才能识别的设备，如光驱，软驱等

2） 不允许连接没有物理网络的虚拟交换机。

3） 迁移的虚拟机必须存放在外部共享存储，并且所有ESXi主机均可访问

4） ESXi主机至少有一块千兆网卡用于vMotion

5） 如果使用标准交换机，必须确保所有ESXi主机的端口组网络标签一致

6） 所有ESXi主机使用的CPU供应商一致（inerl/AMD）

虚拟机克隆：

vCenter支持两种类型的克隆：

完整克隆：和原始虚拟机完全独立的一个备份，它不和原始虚拟机共享任何资源，可以脱离原始虚拟机独立使用

链接克隆：需要和原始虚拟机共享同一磁盘文件，不能脱离原始虚拟机独立运行。但采用共享磁盘文件能大大缩短创建克隆虚拟机的时间，同时还可以节省宝贵的物理磁盘空间。

虚拟机模板：

克隆虚拟机固然是快速部署虚拟机的利器，但所有的虚拟机都可以克隆，被克隆的虚拟机也可以再次被克隆，长期以往系统就会崩溃。模板就是解决的办法，即将一台经常发起克隆的虚拟机做成模板，每次需要克隆类似的虚拟机时都通过模板发起。

虚拟机快照：

快照是针对虚拟机的VMDK文件在某一时间点的“备份”，快照任务启动时，将冻结虚拟机源VMDK文件处于只读状态，同时创建出一个快照文件，今后所有修改的数据都会写入这个快照文件，一旦触发快照恢复操作，系统将放弃快照文件内容，回滚到源VMDK文件的状态，实现快照恢复。

虚拟机备份：

Vmware Date Recovery

OVF

磁盘的三种置备格式：

厚置备延迟置零：

以默认的厚格式创建虚拟磁盘。在创建虚拟磁盘时分配该磁盘所需的空间。

创建过程中不会清除物理设备上保留的数据，但以后首次从虚拟机写入时则

会按需置零。虚拟机不会从物理设备读取失效数据。

默认的创建格式，创建磁盘时，直接从磁盘分配空间，但对磁盘保留数据不置零。所以当有I/O操作时，只需要做置零的操作。

即：分配好空间，执行写操作时才会按需要将其置零。

厚置备置零（thick）：

创建一种厚虚拟磁盘类型，可支持 Fault Tolerance 等群集功能。在创建时为

虚拟磁盘分配所需的空间。与厚置备延迟置零格式相反，创建虚拟磁盘时，

会将物理设备上保留的数据置零。创建这种格式的虚拟磁盘所需的时间可能

会比创建其他类型的磁盘长。

创建群集功能的磁盘。创建磁盘时，直接从磁盘分配空间，并对磁盘保留数据置零。所以当有I/O操作时，不需要等待直接执行。

磁盘性能最好，时间长，适合于做跑运行繁重应用业务的虚拟机

即：分配好空间并置零操作，有IO的时无需等待任何操作直接执行。

Thin Provision（精简置备） ：

使用此格式可节省存储空间。对于精简磁盘，可以根据输入的虚拟磁盘大小

值置备磁盘所需的数据存储空间。但是，精简磁盘开始时很小，只使用与初

始操作所需的大小完全相同的数据存储空间。如果精简磁盘以后需要更多空

间，它可以增长到其最大容量，并占据为其置备的整个数据存储空间。

Thin Provisioning 是创建虚拟磁盘的最快方法，因为它创建的磁盘仅具有标

题信息。它不会分配存储块或将其置零。初次访问存储块时，才分配存储块

并将其置零。

创建磁盘时，占用磁盘的空间大小根据实际使用量计算，即用多少分多少，提前不分配空间，对磁盘保留数据不置零，且最大不超过划分磁盘的大小。

所以当有I/O操作时，需要先分配空间，在将空间置零，才能执行I/O操作。当有频繁I/O操作时，磁盘性能会有所下降

I/O不频繁时，磁盘性能较好；I/O频繁时，磁盘性能较差。时间短，适合于对磁盘I/O不频繁的业务应用虚拟机

VM Linux磁盘扩容

linux的系统根分区默认为LVM逻辑卷

扩容就将新加的空间创建一个标签为8e的虚拟逻辑卷分区

将这个分区加入到/根所在的逻辑卷组中

然后然后给linux的根分区进行扩容

将磁盘/分区转换为物理卷

pvcreate /dev/sda3

vgs 查看

vgextend VolGroup00 /dev/sda3 将/dev/sda3加入到VolGroup00卷组中

lvextend -L +30G -n /dev/ VolGroup00/LogVol00

LogVolOO代表根分区 与df -h查看的相同

此句表示给根分区增加30G

增加完空间不会立即显示，需要使用“resize2fs”命令重新加载逻辑卷的大小，

resize2fs /dev/ VolGroup00/LogVol00 重新加载

df -h

进行查看时已经可以看到空间已增加

查看磁盘信息如下：

创建一个分区

将此分区转换为标签8e的虚拟逻辑卷分区

reboot重启之后才可以显示出分区sda3，或者yum -y install parted

安装完成后partprobe /dev/sda3 等同于重启

完成之后将sda3物理硬盘分区转化为物理卷

上图可看到命令vgs执行后看到卷组为VolGroup

将物理卷加入到此卷组中

可看到已经添加 PV为2 PV物理卷 未添加之前为1

下图为

查看磁盘状态

向根分区添加15G空间

重新加载逻辑卷的大小

查看磁盘状态，空间已扩展为50G