VMware Esx Server 3.5
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資訊基礎架構虛擬化:

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VMware Esx Server 3.5 VMware Esx Server 3.5 Document Transcript

  • ◎標題:[軟體應用]資訊基礎架構虛擬化:VMware ESX Server 3.5 (2008/4/9) ◎前言:(抱歉,文章內沒有效能測試,原因是使用個人電腦建置軟體應用參考環境,而不是 企業用伺服主機) VMware ESX Server 定位在中、大型資訊架構虛擬化,與(GSX)Server/Workstation 著重在中、 小型資訊系統或個人工作站等不同,這 2 類軟體所使用的虛擬化技術與管理概念也有極大的 差別。開始前建議網友先具備基本的作業系統與 Linux 套件等管理基礎。 這篇文章的目的將簡介 ESX Server 應用在基礎架構虛擬化所使用的概念與技術,包括資源中 心(Resource Pool)、儲存架構(Storage Architecture)、微核心(microkernel)與 Hypervisor、VMFS3 虛擬檔案系統、VMI 3.0 等;除了基本的 ESX Server 安裝步驟外,文章 也將簡介 ESX Server 的 3 種管理工具:VMware Infrastructure Client、VMware Infrastructure Web Access、VMware Service Console。 網友對 VMware Server/Workstation 應不陌生,但 ESX Server 則是完全不同的虛擬化系統, 以下是簡略說明。ESX Server 採用 Native Virtualization(VMware 稱為 Transparent Para-virtualization)技術,在實際應用上注重穩定、資訊安全、擴充性,並將底層的伺服 器統合成叢集(Clusters),再抽象化、集合成可分割運算資源的 Resource Pool;虛擬機器 則由這個資源中心取得運算資源,可以理解 ESX Server 在用途上將改變資訊基礎架構的伺服 器服務與管理方式;相對地 Server/Workstation 則以相容性、容易操作、彈性(泛用性)為主, 負載虛擬機器數量較低,但適用於各種市面常見的作業系統,以致於常用於軟體工程師所需 的測試工作站。 VMware 已經將 ESX Server 納入 VMware Infrastructure 虛擬化解決方案,並成為套裝產品 之一。顧名思義,這是在資訊基礎架構上應用虛擬化,再衍生出伺服器集中管理、備份、災 難復原等多種用途。基礎架構虛擬化與傳統上一個服務配置一部伺服器的用法不同,而且 ESX Server 的 Hypervisor 虛擬層架設在基礎硬體(如叢集伺服器、GbE 網路、SAN 儲存系統等)上, 使得底層的資訊基礎設施變得抽象化,使資訊人員得重新學習管理虛擬伺服器的相關技能。 文章中將簡略揭露其原因。 ◎軟體、硬體需求 硬體:準備 2 部主機,分別是伺服器與遠端管理主機。伺服器安裝 VMware ESX Server 3.5 系統,遠端管理主機則安裝 Virtual Infrastructure Client/Web Access 與 Server Console(提供 Service Console 服務)所需的相關工具。硬體需求請參考下一節文章中的架構 圖。 軟體:VMware ESX Server 3.5(官方網站下載 http://www.vmware.com/download/vi/),只 須下載第一個檔案,其餘檔案用於更大型的架構。下載後是一個 ISO 檔,再燒錄成可開機光 碟即可 至於 Virtual Infrastructure Client/Web Access 與 Server Console 則由 ESX Server ; 部署即可,不用額外下載軟體。
  • ◎硬體配置(VMware ESX Server 3.5 參考架構) VMware ESX Server 最低要求的基本架構需要兩部主機,這裡所使用的架構範例與之前文章 中提到的 Virtual Iron 參考架構相同,除了 VMware ESX Server 3.5 伺服器與遠端管理電腦, 更複雜的架構可以增加 VirtualCenter Database、VirtualCenter Server 與 SAN 儲存裝置等 獨立伺服器,只是所需硬體已超過我的主機數量,暫時不在此文的討論範圍。 各主機硬體配置與網路設定請參考下圖: (ESX Server Reference_1.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX%20Server%20Reference_1 .tif) 伺服器在安裝前,建議備份硬碟資料,安裝時磁碟會被格式化為 ext3/VMFS3 檔案格式,後者 是 ESX Server 專屬的檔案格式。至於處理器的需求,VMware 官方網站的新功能 (http://www.vmware.com/products/vi/esx/esx_features.html)並沒有列出與 AMD Pacifica/Intel VT-x 相關的項目,但技術文件中提到 3.5 版已支援 AMD NPT 指令集(記憶體 分頁虛擬化)。網友應該可以使用未內建 Pacifica/VT-x 指令集的主機做為伺服器,但我並未 測試沒有硬體輔助指令下的安裝方案,請其他網友分享這方面的經驗。 範例中使用的伺服器,其處理器有內建 AMD Pacifica 指令並在 BIOS 啟動,安裝時沒有發生 問題。技嘉 MA78GM-S2H 主機板可安裝 ESX Server 3.5,但不支援內建的 IDE/SATA 控制晶片, 所以 IDE/SATA 硬碟無法辨識,改使用 VMware 建議的外加 SCSI 儲存裝置;另一點則是 ESX Server 也不支援主機板內建的網路控制晶片,所以額外加上 Intel PRO/1000 MT 的 GbE 獨立 網路卡,否則遠端管理主機無法透過區域網路連接伺服器。
  • 遠端管理主機只要一般安裝 Windows XP 的個人電腦或筆記型電腦即可,圖示也說明兩部主機 透過 10/100 Ethernet Switch 連接;如果遠端管理主機使用 Linux 套件,須改用 Web Access 的方式連接伺服器。 ◎VMware ESX Server 3.5 安裝步驟 以下是 VMware ESX Server 3.5 安裝畫面,只要硬體沒有相容性問題,安裝過程會自動執行。 這些步驟與安裝 Virtual Iron、Citrix XenServer、甚至 Linux 套件等相似,熟悉以上軟體 的網友可以跳過這一小節。 因為安裝過程缺少截圖的工具,以下圖檔來自於 TrainSignal 安裝 3.0 版教學圖檔,與範例 所使用的 3.5 版大同小異。 以 ESX Server 安裝光碟開機後的畫 面。 (ESX_install_1.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_1.png) 檢查安裝光碟,如果確認沒有問題, 可以選擇跳過(Skip)。 (ESX_install_2.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_2.png) View slide
  • (略) (ESX_install_3.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_3.png) (略) (ESX_install_4.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_4.png) 選擇鍵盤。 (ESX_install_5.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_5.png) View slide
  • 選擇滑鼠。 (ESX_install_6.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_6.png) 版權宣告。 (ESX_install_7.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_7.png) 圖中列出可使用的儲存裝置,由於範 例的伺服器僅辨識出 SCSI 卡上的硬 碟,所以安裝時只能選擇 SCSI 硬碟 (範例中為 36GB)。 磁區分割方式選擇建議值 (Recommanded),系統會分割出必要 的磁區,待熟練後可改用進階方式 (Advanced)。 (ESX_install_8.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_8.png)
  • 選擇建議值分割磁碟的結果。圖中所 列都是必要的磁區,在進階方式分割 時可以參考。 以下是範例所使用 36GB SCSI 硬碟分 割值: /boot (ext3) 101 MB / (ext3) 4996 MB Vmfs3 27266 MB swap 541 MB /var/log (ext3) 1992 MB Vmkcore 101 MB 除了開機磁區(/boot)、根目錄(/)、 swap 與 log 磁區外,vmkcore 是用於 系統維護與除錯用的;剩下的磁碟空 間將會分割成 VMFS3 的檔案格式,用 於儲存虛擬機器的檔案,數字 3 代表 第 3 版的 VMFS。 若使用進階方式分割,其他自訂的分 割區,例如:/home、/tmp、VFAT(用 於映射到 RAW Disks) (ESX_install_9.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_9.png) 安裝 MBR(開機管理員) (ESX_install_10.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_10.png)
  • 網路設定,以下是範例所使用的設 定: IP Address:192.168.10.10 Subnet Mask:255.255.255.0 Gateway:192.168.10.255 Primary DNS:192.168.10.1 (ESX_install_11.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_11.png) 選擇時區。 (ESX_install_12.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_12.png) 這裡請輸入 Root 管理員密碼,這是 VMware Infrastructure Client 所 需的密碼。 (ESX_install_13.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_13.png)
  • 安裝前確認所有設定值,接下來將開 始安裝。 (ESX_install_14.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_14.png) 安裝結束。 (ESX_install_15.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_15.png) 伺服器會重新啟動,開機完成後的畫 面如圖。圖中顯示伺服器所在的名稱 與 IP 位置。 範例則是: http://192.168.10.10 圖中下方說明按下「Alt+F1」可以進 入伺服器本機的管理終端機(Server Console)。 (ESX_install_16.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_16.png)
  • 按下「Alt+F1」進入 Server Console 終端機畫面。這個服務是由 VMware ESX Server 中的 Service Console 模組所提供的,而這個模組則是由 Red Hat Linux 所修改而成,表示終 端機的指令與 Red Hat Linux 是相通 的,Script 指令也相同。。 (ESX_install_17.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive .live.com/self.aspx/ESX%20Server/ESX_ install_17.png) ◎遠端管理主機(VMware Infrastructure Client,以下簡稱 VI Client)安裝與設定 開啟遠端管理電腦的瀏覽器,在網址列上 鍵入伺服器位址: http://192.168.10.10 出現圖中畫面,接下來點選「Download VMware Infrastructure Client」,瀏覽 器會下載「VMware-viclient.exe」的安 裝檔案。 (VI_Client_1.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_1.png) 下載後的「VMware-viclient.exe」安裝 檔案,容量約為 50.1MB。 (VI_Client_2.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_2.png)
  • 點選「VMware-viclient.exe」兩下後開 始安裝 VI Client。安裝過程很容易,不 需要特別說明。 (VI_Client_3.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_3.png) (略) (VI_Client_4.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_4.png) 這裡請任意填寫。 (VI_Client_5.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_5.png)
  • (略) (VI_Client_6.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_6.png) (略) (VI_Client_7.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_7.png) 安裝完成後,桌面上會出現「VMware Infrastructure Client」的捷徑圖示, 點選後進入管理介面。 (VI_Client_8.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_8.png)
  • VMware Infrastructure Client 的登入認 證畫面,輸入 VMware ESX Server 安裝時 設定的 IP、管理員帳號(root)與密碼。 (VI_Client_9.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_9.png) VI Client 的首頁。圖中左側的樹狀結構, 請參考後續說明,其下已建立「Linux」 、 「Windows」等 DataCenter,以及 2 部虛 擬機器。 最上層代表 Resource Pool 的名稱,內定 值是: 「localhost.localdomain」 如果有網域控制站,請改用完整的網域名 稱。 每一個樹狀結構的詳細資訊,會顯示在右 側的頁籤面中。以下僅舉例簡介頁籤內 容。 (VI_Client_11.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_11.png ) 在右側頁籤上點選「Summary」 ,顯示出伺 服器的處理器、主記憶體、儲存裝置與網 路等各種可用資源。 (VI_Client_12.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_client_12.png )
  • 點選「Virtual Machines」,列出目前在 Resource Pool 下所有虛擬機器與其狀態 。 圖中的 uBuntu_Server(含 Desktop 套件) 與 Vista(32 位元)都只含作業系統,未安 裝任何應用程式,網友可以比較一下處理 器與記憶體的使用率。 (VI_Client_12_1.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_client_12_1.p ng) 點選「Performance」頁籤,可以看到 Resource Pool 所屬的 CPU、Disk、 Management Agent、Memory、Network、 System 等使用率。 (VI_Client_13.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_client_13.png ) 點選「Configuration」頁籤,列出 ESX Server 的組態設定項目。圖中是目前 Resource Pool 的虛擬網路組態。 (VI_Client_14.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_client_14.png ) (接上圖)點選「Configuration」→ 「Software」→「Security Profile」, 進入 ESX Server 內建的防火牆選項設定。 (VI_Client_15.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_15.png )
  • (接上圖)點選右上角的「Properties」, 勾選啟動防火牆項目。 (VI_Client_16.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_16.png ) 虛擬處理器的使用率,這是管理員監控虛 擬機器資源與狀態的報表。 (VI_Client_17.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_17.png )
  • 虛擬磁碟的使用率。 (VI_Client_18.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_18.png ) 虛擬記憶體的使用率。 (VI_Client_19.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_19.png ) 虛擬網路的使用率。 (VI_Client_20.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live. com/self.aspx/ESX%20Server/VI_Client_20.png ) ◎建立虛擬機器
  • 點選樹狀目錄上的 「localhost.localdomain」,按下滑 鼠右鍵,在接下來的選單上選擇「New Virtual Machine」,建立虛擬機器。 這個過程與 VMware Server/Workstation 都相同,熟悉這 些步驟的網友可略過。 (VM_install_0.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_0.png) 虛擬機器名稱,在 ESX Server 中建議 使用有意義的名稱,容易辨識出 Guest OS 的種類或版本等,例如 「uBuntu_Server」。此做法的概念與 Virtual Iron 相同,後續在各個 VirtualCenter 間遷移虛擬機器時,不 致於混亂。 (VM_install_1.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_1.png) 圖中顯示虛擬機器的儲存中心位置。 在 ESX Server 中將儲存中心稱為 Datastore,不論後端是本機的 SCSI 硬碟或 SAN 儲存系統,都被抽象化後 改以名稱使用。圖右的[storage1]是 SCSI 硬碟的 VMFS3 分割區空間,也就 是本機 SCSI 硬碟當成儲存中心。 如果安裝 ESX Server 時有辨識出 IDE/SATA 裝置,但這裡卻沒有顯示可 用的儲存中心,這是因為 VMware 使用
  • 專屬的 VMFS3 檔案格式,對儲存裝置 有特別的要求,細節可以參考 「vi3_30_20_installation_guide.p df」這份文件。建議最低需求為 SCSI 裝置,同時安裝 ESX Server 與虛擬機 器。文件中特別說明 IDE/SATA 雖然可 以辨識,但不能用來當成虛擬磁碟的 儲存中心,即使在系統上將 SATA 模擬 成 IDE 或 SCSI 硬碟也不行。 (VM_install_2.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_2.png) 圖中是 ESX Server 所支援虛擬機器的 Linux 套件清單,較新的 Red Hat Enterprise Linux 5、SuSE Linux Enterprise Server 10 SP2 都在名單 內;特別的是 64 位元的 Linux 套件, 但處理器也必須有 64 位元與虛擬化指 令集,才能安裝 64 位元虛擬機器。 (VM_install_3.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_3.png) 圖中是 VMware ESX Server 所支援虛 擬機器的 Windows 版本清單,除了 Windows Vista 與 Server 2008 都已經 列入之外,64 位元的 Windows 也在名 單上,安裝條件與 Linux 相同。 圖中可以看到 Windows NT 4 以前的舊 版本已不在支援的項目,所以使用 Windows 98/ME 等系統虛擬化得改用其 他產品。 (VM_install_4.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_4.png)
  • 因為伺服器主機使用雙核心的 AMD 處 理器,所以虛擬機器最多也只能有 2 顆虛擬處理器(vCPU)。 (VM_install_5.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_5.png) 虛擬機器主記憶體容量設定。VMware ESX Server 允許記憶體 「over-commitment」 ;例如實體記憶體 共 2GB,但可以安裝 4 部虛擬主機,每 部配置 1GB、一共 4GB 的虛擬記憶體。 3.5 版也可支援 AMD Nested Page Tables(NPT)的記憶體分頁虛擬化指 令。 (VM_install_6.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_6.png) 設定虛擬網路卡,每部虛擬機器最多 可安裝 4 張虛擬網路卡。 (VM_install_7.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_7.png)
  • I/O 控制卡選項。如果安裝虛擬機器後 卻無法啟動或找不到虛擬磁碟,這裡 是可能的問題來源之一,將 LSI Logic 改成 BusLogic,或者改用相反的設定。 (VM_install_8.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_8.png) 設定虛擬磁碟。如果後端儲存裝置是 使用 SAN 儲存系統 這裡可以透過 , 「Raw Device Mapping」將磁區掛載到 ESX Server 上。 (VM_install_9.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_9.png) 虛擬磁碟容量與儲存位置。 如果有安裝另一部 VirtualCenter Server,可以選擇「Specify a datastore」,將虛擬磁碟儲存到後端 的 Datastore。範例中僅使用單機硬 碟,所以選擇第一項。 (VM_install_10.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_10.png)
  • 虛擬磁碟進階設定,勾選下方的 「Mode」 ,可以選擇關機後不儲存虛擬 磁碟的任何更動,就像學校電腦教室 常用的時光還原功能一樣。 (VM_install_12.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_12.png) 設定完成,這裡列出虛擬機器所有資 源。 (VM_install_13.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_13.png) 下方的「Add」「Remove」可以新增或 、 刪除特定裝置。建議刪除不用的序列 埠、串列埠、軟碟機、音效裝置等。 如果選擇使用實體光碟機開機,請記 得在「New CD/DVD」勾選「connect at power on」。 (VM_install_14.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_14.png)
  • 在「Options」頁籤上,可以看到 「Para-virtualization」、 「Virtualized MMU」「Swapfile 、 Location」等比較特別的設定。 Para-virtualization 僅支援 kernel 2.6.21 以上的 Linux 套件,如果作業 系統本身不支援這項功能,啟用後不 會有任何效果。啟用後 Guest OS 可以 透過 VMI(Virtual Machine Interface)與 VMM 溝通,降低指令轉 譯的效率損耗。 (VM_install_15.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_15.png) 記憶體分頁虛擬化的設定,如果使用 內建 NPT 指令集的 AMD 處理器,可以 在此設定 ESX Server 的 Hypervisor 是否應用這些指令,降低虛擬機器切 換的效率損耗。 (VM_install_16.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_16.png) 完成後會在樹狀目錄下出現虛擬機器 的名稱。 (VM_install_17.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_17.png)
  • 虛擬機器的螢幕畫面在頁籤列的 「console」。 (VM_install_18.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.l ive.com/self.aspx/ESX%20Server/VM_insta ll_18.png) ◎VMware Infrastructure Web Access VMware ESX Server 另外提供 Web Access 的虛擬機器管理 方式,與 VI Client 相比,功 能較為簡潔,只提供虛擬機器 所需的基本管理功能,並使用 瀏覽器即可。 如果遠端管理主機是 Linux, 只能選擇 Web Access 方式, 因為 VI Client 僅支援 Windows。 點選「Log in to Web Access」。 (Web_Access_0.png) (http://cid-37caf02d123ee280.s kydrive.live.com/self.aspx/ESX %20Server/Web_Access_0.png)
  • 認證畫面。 (Web_Access_1.png) (http://cid-37caf02d123ee280.s kydrive.live.com/self.aspx/ESX %20Server/Web_Access_1.png) FireFox 瀏覽器安裝 Plug-in 的提示,選擇「Install Plug-in」。 (Web_Access_2.png) (http://cid-37caf02d123ee280.s kydrive.live.com/self.aspx/ESX %20Server/Web_Access_2.png) 圖中是 Web Access 的畫面, 只看到虛擬機器相關的管理 項目,Resource Pool 相關的 設定就省略,或透過 VirtualCenter Server 整 合,再透過 VI Client 管理。 Web Access 限制只能連接一 部 ESX Server,所以樹狀目 錄最上層的是 ESX Server 單 一主機的名稱,下一階是這部 伺服器內部擁有的虛擬機 器。我們可以把 Web Access 看成用來管理 ESX Server 群 中的單一部虛擬機器工作 站,有點像是 VMware 的 Workstation 版。 (Web_Access_3.png) (http://cid-37caf02d123ee280.s
  • kydrive.live.com/self.aspx/ESX %20Server/Web_Access_3.png) ◎VirtualCenter Database 遠端管理 在 VI Client 的瀏覽器畫面,點 選「Browse datastores in this host's inventory」,可以用於管 理 VirtualCenter Database 中的 虛擬磁碟檔案(Database 本身沒 有遠端管理介面,須透過 VirtualCenter Server)。 由於範例中沒有獨立的 VirtualCenter Server,所以將 ESX Server 本機當成 Datastore 。 (Web_Access_8.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydr ive.live.com/self.aspx/ESX%20Serve r/Web_Access_8.png) 因為範例所使用的參考架構不包 括獨立的 VirtualCenter Server 與 Datastore,所以接下來看到 的是本機的儲存中心,名稱是 「storage1」 。 (Web_Access_9.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydr ive.live.com/self.aspx/ESX%20Serve r/Web_Access_9.png) 這個儲存中心內建立 2 個 VirtualCenter,分別命名為 「Linux」與「Windows」。Linux 下有一部名為「uBuntu_Server」 的虛擬機器,Windows 下則有一 部「Vista_x86」虛擬機器。 (Web_Access_10.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydr ive.live.com/self.aspx/ESX%20Serve
  • r/Web_Access_10.png) 點選「uBuntu_Server」後,可以 看到所有虛擬機器檔案。 請記得「storage1」這個儲存中 心整個是使用 VMFS3 的檔案格 式,ESX Server 將.vmdk 的虛擬 磁碟儲存在這個中心下。 (Web_Access_11.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydr ive.live.com/self.aspx/ESX%20Serve r/Web_Access_11.png) ◎從樹狀目錄探討虛擬層的抽象化管理 (Tree_0.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Tree_0.tif) (圖說)如果沒有額外安裝 VirtualCenter Server,並使用 ESX Server 本機當成 Datastore, 則圖中右上角的 VI Client 工具列上只有 2 個圖示。
  • (Tree_1.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Tree_1.tif) (圖說)如果獨立安裝 VirtualCenter Server/Datastore,以及 SAN 儲存裝置,則 VI Client 工具列上會增加支援功能的按鈕(圖中右上角)。 圖中所要表現的是從 VI Client 看到虛擬機器時,中間所經過的基礎架構拓僕,在遠端管理 介面上所看到的階層關係,則顯示在下圖中。 圖中未納入儲存裝置的抽象化示意圖(請看後續文章)。
  • (Tree_2.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Tree_2.tif) (圖說)圖中代表 VI Client 中樹狀目錄的示意圖,與上圖的實際架構比較,得知各階層的關 係。最上層的「Hosts & Clusters」代表 Resource Pool;次一階的「DataCenter_x」則是 將 Resource Pool 切割而成的(請參考後續文章) 再次一階的 ; 「ESX_Server_x」表示 ESX Server 叢集群中的單機伺服器;最後一階的「VM_x」則是 ESX Server 中的虛擬機器。 這些階層設定很彈性,可以依實際架構與管理員技能不同而修改,不一定與實際主機有著一 對一的對應,真實的設定其實已經被抽象化。因此,設定後可以再更動,例如 VM 在各個 ESX Server 間遷移,ESX Server 在各個 DataCenter 間遷移等,都只要滑鼠拖拉樹狀目錄的圖示 就可以完成。隨意更動很容易混淆虛擬機器在各階之間的關係,所以文章開頭提到虛擬機器 命名建議採用容易辨識的名稱,同理 ESX Server 與 DataCenter 也是。上圖只是舉例,但沒 有特別命名。
  • (Topology.png) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Topology.png) (圖說)通常在備份時會需要釐清虛擬機器在拓樸中的位置,倘若還是分不清楚,工具列圖中 可看到 VI Client 內建的 「Maps」 按鈕,軟體會自動繪出拓樸圖,而且可選擇拓樸關係: 「Host to VM」「Host to Network」「Host to Datastore」「VM to Network」「VM to Datastore」 、 、 、 、 。 由於我手邊的硬體不足以安裝所有伺服器,僅能藉由公開資料解說。 圖片來源: 「exchange_esg_validation_report.pdf」
  • (Resource Pool.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Resource%20Pool.tif) (圖說)ESX Server 中將伺服器運算資源以類似叢集的技術,統合成一個 Resource Pool,再 從中分割成數個運算單位(含處理器與記憶體),配置成 DataCenter 或虛擬機器群。圖中可以 看到 Resource Pool 的 CPU 與 Memory 是所有 ESX Server 的總合。 Resource Pool 可看成是一群伺服器主機的抽象化集合,虛擬機器不一定被限制在特定的 ESX Server 硬體中,每個 DataCenter 或每部虛擬機器運算資源是由 ESX Server 主機群所共同提 供並切割而形成的。圖中尚未包括後端的儲存裝置,這部份解說請看下圖。
  • (Datastore.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Datastore.tif) (圖說)圖中展現出虛擬磁碟(.vmdk)與儲存中心(Datastore)的關係,以及連接實體儲存裝置 的整體架構。 從示意圖可以看到 DataCenter(指虛擬機器群)與 Datastore(指虛擬磁碟群)之間並非一對一 的關係,這種關聯賦予 DataCenter 更多組合多部虛擬機器的彈性,使各部虛擬機器可以在多 個 DataCenter 之間動態遷移 此外 VMFS3 檔案系統則將實體儲存裝置抽象化 表示 Datastore ; , , 應用上不必了解後端到底是 iSCSI SAN 或 FC SAN 等硬體相異性,使 Datastore 可以在各種儲 存裝置上彈性移動,包括內部的虛擬機器。 對照示意圖的解說,再回到文章中安裝虛擬機器的步驟,可以理解為何要先選擇虛擬磁碟儲 存位置所在的 Datastore,接下來才設定虛擬磁碟檔案與容量。
  • (VMFS3.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/VMFS3.tif) (圖說)ESX Server 的儲存架構比較複雜。虛擬磁碟(.vmdk)儲存在 ESX Server 專屬的 VMFS3 格式檔案中,而 VMFS3 對應到實體的儲存裝置前,還經過儲存虛擬化這個業界標準,形成 2 種不同的虛擬化介面與抽象化,在架構上是額外負擔。不過,其優點是虛擬機器、ESX Server 或 DataCenter 可以彈性遷移,這是 VMFS3 檔案的提供的性能。 ◎結論:文章所使用的範例只是最簡單的架構,在機房實作前則要仔細規畫,網友可以發覺 不論是 VMware ESX Server 或 Virtual Iron,所有硬體設備在虛擬化後都隱藏在 Hypervisor 這個虛擬層之下;硬體與軟體彼此間抽離後,基礎架構顯得非常抽象,與傳統伺服器服務與 主機間一對一對應的管理方式顯著不同,而在資訊安全、備份、災難復原或性能調校等也採 用虛擬化專屬的工具,對虛擬化新手管理員來說,得先學習如何跨過這個門檻。 我們很幸運地可以使用一般零售市場的個人電腦零組件,就安裝 VMware ESX Server 虛擬化 軟體,在更早之前這是難以想像的事。不過,文章只是個開始,尚未談到虛擬化前如何規畫 ESX Server 如何組成 Resource Pool、以及伺服器如何平均地分配在各部 ESX Server 上,後 續更重要的性能調校、偵錯與除錯等,這些都是虛擬化的關鍵之一。很可惜目前硬體不足以 展示這些技術,或者網友能分享相關經驗。 至少我們已經有簡單的學習平臺,不必停留在看文章、憑空想像基礎架構虛擬化的模樣。接 下來,除了官方網站的技術文件(白皮書實用性不高)、相關學術研究,建議網友參考作業系 統書籍,以及 Wiki 英文網站上關於虛擬化的文章,特別是文末所列的參考資料等,我們在偵
  • 錯、除錯時會需要這些文件。 在這裡提醒網友,就目前來說,不是所有伺服器服務都適合 x86 虛擬化,因為許多技術還在 發展與驗證中,這方面訊息建議參考 Oracle 官方網站的資料,其產品幾乎對 x86 虛擬化都是 極大的挑戰(吃處理器與記憶體資源)。 ◎補充:Microkernel 的效率與安全性 VMware ESX Server 使用自行開發的「vmkernerl」做為 Hypervisor,負責處理器指令運算與 記憶體管理等核心作業,也就是執行特權指令。 在作業系統分類上,vmkernerl 是一種「microkernel」 ,可以看成是一種簡化的作業系統核 心,也是許多虛擬化軟體常用來當成 Hypervisor。接下來所要探討的是 ESX Server 採用 microkernel 的原因 同樣的理論也適用於採用 microkernel 做為 Hypervisor 的虛擬化軟體 , , 例如 XenServer、VirtualIron 等。 (Microkernel.tif) (http://cid-37caf02d123ee280.skydrive.live.com/self.aspx/ESX%20Server/Microkernel.tif) 一般作業系統核心區分為 microkernel 與 monolithic kernel(請參考比較圖)。microkernel 只包括處理器所需的執行緒管理(thread management)、記憶體管理與內行程通訊 (Inter-process communication,IPC)等,真正作業系統所需的功能如驅動程式(Device Driver)或檔案管理(File Management)等,則由 User-mode Servers 提供相關服務,其 IPC 便是用於溝通這些服務。
  • 一般常用的 Linux、Windows 則是 hybrid kernel,混合 microkernel 與 monolithic kernel 兩種核心架構。作業系統所需的行程管理、記憶體管理、檔案管理與裝置驅動程式等都封裝 在核心內,屬於 Privileged-mode,只有應用程式屬於 User-mode。 相對於 monolithic kernel 或 hybrid kernel,microkernel 較為穩定,當某一個提供服務的 Server 當機了,不至於造成核心也崩潰(crash),或影響其他 Server 的服務;而且核心僅包 含最少的特權指令,所以相對地安全。不過,microkernel 在效率上比 monolithic/hybrid kernel 略差,因為後者的特權指令都在核心內溝通(同一個 kernel-mode),但 microkernel 卻透過 IPC 溝通,所以核心將會經過 2 次的 mode switches,也就是 user-mode→kernel-mode →user-mode,但 mode switches 需要 context switch,造成較低的效率。(相關技術說明請 參考作業系統教科書) 雖然 XenServer、Virtual Iron、VMware ESX Server 等這類產品常使用 microkernel 做為 Hypervisor,主要也是穩定與安全考量大於效率。VMware ESX Server 3.0 版開始,vmkernerl 是由 Linux Kernel 中的「initrd」行程載入的,有時會誤以為 ESX 只採用 Linux Kernel。 這個 Linux Kernel 用來提供 ESX Server 管理所需的 Service Console,與 vmkernel 用於執 行特權指令是不同的。