基于ESXi構建的虛擬化解決方案

曾梓博 李秋瑩 王作桓

摘 要：在信息化高速發展的今天，企業對于服務器的應用場景更加多樣化，若采用傳統的服務器配置方式，無法有效利用服務器的資源。而采用虛擬化技術提升服務器資源利用率，能夠達到降低企業在服務器上的運營成本。為獲取部署虛擬化服務器的解決方案，通過在Dell PowerEdge R730上安裝VMware ESXi的方式了解到部署和配置虛擬化服務的具體方法。

關鍵詞： 虛擬化;VMware;虛擬機;服務器

【Abstract】 In today's rapid development of information technology， enterprises have more diversified application scenarios for servers. If traditional server configuration methods are adopted， server resources cannot be effectively utilized. The use of virtualization technology to improve server resource utilization can reduce the operating costs of enterprises on the server. To get a solution for deploying a virtualized server，the paper discusses how to deploy and configure a virtualized service by installing VMware ESXi on the Dell PowerEdge R730.

【Key words】 ?virtualization; VMware; virtual machine; server

0 引 言

虛擬化技術是指計算元件在虛擬的、而非真實的基礎上運行，通過軟件的方法重新定義劃分信息技術（Information Technology，IT）資源[1]。由于計算機技術的高速發展，服務器冗余性能不斷增加，使得通過虛擬化技術重新規劃服務器的硬件資源成為可能。受此影響，服務器的資源利用率提升明顯，運維人員的時間成本顯著降低，無紙化辦公、云計算、機器學習等領域受益于能夠動態分配的服務器資源得以大量部署。因此，越來越多企業建設了自己的虛擬化數據中心。本文提供了較為快速的虛擬化服務的解決方案，通過Dell PowerEdge R730服務器安裝虛擬化軟件ESXi 6.7 進行虛擬化的部署。

1 ESXi簡介

VMware ESXi Server是VMware公司開發的一款Bare-Metal的虛擬化管理軟件。ESXi服務器能夠復用有限的物理資源同時運行多臺虛擬機。通過直接調用硬件資源，減少了額外的系統開銷，保障了虛擬機的運行效率[2]。ESXi具備了較好的擴展性，用戶能根據自身需求增加新設備。可最大支持576個邏輯處理器、12 TB內存、64 TB存儲、16個10 GB端口和4個1 GB端口。支持虛擬SMP技術， SMP允許單一虛擬機調用多路處理器，共享內存等計算機資源，提升了虛擬機性能。

2 ESXi的配置和安裝

VMware ESXi 6.7的安裝最低要求是：64bit x86處理器、4 GB的物理內存、處理器必須能夠支持硬件虛擬化（Intel VT-x 或 AMD RVI）、擁有一個或多個千兆以太網控制器。首先，下載VMware ESXi鏡像文件，通過ISO映像刻錄至CD或DVD，也可以選擇通過USB設備進行安裝。

這里，針對在Linux系統下制作USB引導設備的方法可做闡釋分述如下。

（1）從VMware官網下載文件。

（2）將USB閃存驅動器插入計算機，假設識別為：/dev/sdb。

（3）建立USB閃存驅動器的分區表，代碼指令如下：

/sbin/fdisk /dev/sdb

（4）格式化USB閃存驅動器，代碼指令如下：

/sbin/mkfs.vfat -F 32 -n USB /dev/sdb1

（5）在USB閃存驅動器上安裝Syslinux加載程序，代碼指令如下：

/usr/bin/syslinux /dev/sdb1

cat /usr/lib/syslinux/mbr/mbr.bin > /dev/sdb

（6）使用掛在命令掛載到文件夾中，代碼指令如下：

mount -o loop VMware-VMvisor-Installer-6.x.x-XXXXXX.x86_64.iso /ESXi_cdrom

（7）復制文件到USB存儲器，代碼指令如下：

cp -r /ESXi_cdrom/* /usbdisk

（8）卸載USB閃存驅動器，代碼指令如下：

umount /usbdisk

完成之后便可以將該USB啟動介質作為ESXi的安裝介質。ESXi還可以采用PXE引導安裝、vSphere Auto Delay等方式安裝。

完成引導介質制作之后，將其插入至服務器USB接口上，將服務器引導設置為USB閃存驅動器。而后按照系統提示逐步展開操作。安裝程序會提示選擇目標磁盤進行安裝，具體步驟如下：

（1）選擇安裝目標磁盤并執行格式化。

（2）選擇主機的鍵盤類型。

（3）修改主機的Root密碼。

（4）安裝完成后取出USB閃存驅動器。

（5）重新引導主機。

（6）配置ESXi的網絡設置。

若用戶在安裝過程中出現無可用的引導設備 （Unexpected network error. No boot device available）的錯誤，則需要通過F11按鍵進入引導選項設定，并添加＼＼EFI＼＼BOOT＼＼BOOTx64.EFI作為引導項。

3 虛擬機的部署與配置

ESXi支持通過多種方式部署虛擬機，在沒有任何特殊需求的情況下，用戶可以根據ESXi提供的新建虛擬機向導進行虛擬機的創建。

以本文選用的Dell PowerEdge R730為例，配備有32 G內存、12 CPUs x Intel（R） Xeon（R） CPU E5-2603 v4 @ 1.70 GHz和18.18 TB的硬盤存儲。在執行虛擬機創建時，可用的資源將會被限定在以上資源池中。使用向導進行虛擬機創建的過程中， 虛擬機的最大可用CPU數是12個，最大可用內存和最大可用存儲也會受到主機配置的限制。

研究可知，在虛擬機創建工作的過程中，需要選擇虛擬機操作系統安裝所需的啟動介質，可以通過虛擬光驅加載所需要的ISO文件。點擊電源啟動后，便可依據普通計算機安裝操作系統的方式進行虛擬機操作系統的安裝和配置。

若用戶在虛擬機配置上有特殊需求，如已經成功創建虛擬機模板，若模板名稱為test，用戶需將已有的虛擬機模板命名為test.vmdk或test，nvram，并在虛擬機創建向導中，選擇虛擬機克隆模板作為模板進行虛擬機創建。

用戶還可以使用OVF模板進行虛擬機的部署，OVF 是由分布式管理任務組 （DMTF） 指定的開放標準，用于打包和分發由一個或多個虛擬機 （VM） 組成的虛擬設備[3]。該格式有效解決了多個虛擬化技術廠商之間的標準化問題，能夠幫助用戶建立一款模板應用于多個不同的平臺。

在虛擬機部署完成后，用戶還可以對虛擬機配置信息進行修改，本文即將已經新建的虛擬機：ikuai_route_X64作為實例，研究可得該虛擬機配置見表1。

若要修改vCPU數量，就可以對虛擬機執行關機操作后，通過“操作->編輯設置”，則可以修改虛擬機的vCPU數量。

若用戶擁有多臺ESXi服務器，就可以使用vCenter進行統一管理，VMware提供的vCenter可以進行虛擬機集群的統一控制，可以將多個數據中心的虛擬機進行資源共享，進行虛擬機集群之間的資源分配等。且vCenter離線不會影響虛擬機集群中的服務器正常工作，各數據中心可以繼續保持獨立運行。

4 結束語

在服務器數量有限的情況下，ESXi虛擬化方案能夠提供高性能、定制化程度高的虛擬化解決方案。除去傳統的服務器應用方式，還可以通過部署路由器系統架設局域網絡，能夠減少企業在服務器、網絡設備方面的運營成本。對于中小型企業，能夠減少其運維作業的整體成本。對于高校等教育機構，若存在服務器數量有限的情況，該方案能夠提高現有設備的利用率，更好地發揮現有設備的性能。

參考文獻

[1]武志學.云計算虛擬化技術的發展與趨勢[J].計算機應用，2017，37（4）：915-923.

[2]WALDSPURGER C A. Memory resource management in VMware ESX server[C]//OSDI '02 Proceedings of the 5th symposium on Operating systems design and implementation. Boston， Massachusetts：USENIX Association，2002： 181-194.

[3]Citrix Group. XenCenter 7.1 LTSR[M]. Fort Lauderdale： Citrix Systems， Inc.， 2019.

[4]黎玉橋. 服務器虛擬化架構研究[D] . 廣州：中山大學， 2009.

[5]vmware workgroup. vSphere Virtual Machine aadministration[M]. Palo Alto： VMware，Inc.， 2018.