如何從 USB 隨身碟執行 ESXi
我們許多人都知道,ESXi 不僅可以透過光碟安裝,也可以透過可開機的 USB 隨身碟進行安裝。 不僅如此,USB 隨身碟不僅可用作安裝媒體——ESXi 還能直接安裝在 USB 隨身碟或 SD 記憶卡上,並從這些可移除裝置開機(您可能已經注意到,某些伺服器除了 USB 連接埠外,還配備了 SD 記憶卡讀卡機和插槽)。
本文將探討此方法的優缺點、在 USB 隨身碟上安裝 ESXi 的需求,以及安裝過程的相關特點。
優點與缺點
在決定從 USB 隨身碟執行 ESXi 之前,您應先了解其中的優點與缺點。
Cost savings.配備 SAS 介面的硬碟價格並不便宜。若您打算在獨立硬碟或硬碟陣列上安裝 ESXi,應預期會產生額外成本。使用 USB 隨身碟來執行 ESXi,則可省去購買額外硬碟的開銷。Ease of maintenance當您需要更換用於資料存放區的磁碟時。由於 ESXi 安裝在 USB 隨身碟(SD 卡)上,因此您無需重新安裝 ESXi 即可更換資料存放區的磁碟。若 ESXi 安裝在同時用作資料存放區的磁碟上,您可能需要將 ESXi 重新安裝至新磁碟,或將已安裝的 ESXi 系統克隆至新磁碟。Upgrades and installations can be done much easier.請先備份您的 USB 隨身碟,然後升級 ESXi。若過程中發生問題,只需將 USB 隨身碟換回先前已安裝且運作正常的 ESXi 版本(無需花費時間回滾至舊版本)。即使您需要重新在 USB 隨身碟上安裝 ESXi,也無需複製資料存放區中的資料。因此,此操作所需的時間與精力將大幅減少。ESXi boot time當 ESXi 安裝在 USB 裝置或快閃記憶卡上時,運作時間會更長。由於 ESXi 會完全載入電腦的 RAM 中,因此在 ESXi 的常規運作期間,輸入/輸出作業並不會減少。 USB 隨身碟/記憶卡僅用於載入 ESXi 及在必要時儲存設定檔。此類快閃記憶體的使用強度不高,因此在此讀寫運作模式下,隨身碟可維持相當長的使用壽命。對於在高可用性叢集中運行的 ESXi 伺服器而言,開機時間至關重要;在生產環境中,即使 ESXi 載入時間多花費一分鐘,都可能造成關鍵影響。
需求
如果您確定要從 USB 隨身碟或 SD 記憶卡執行 ESXi,請務必留意以下系統需求:
- 至少 1 GB 的 USB 隨身碟或 SD(Secure Digital)記憶卡(建議使用 8 GB 或更大的隨身碟／記憶卡)。
- 具備 4 GB 記憶體的主機或虛擬機器。建議記憶體容量超過 8 GB,以執行 ESXi 及虛擬機器。
- ESXi 應支援快閃記憶卡／快閃記憶體。
其他需求與標準 ESXi 安裝的規定相同。
儲存日誌檔案
日誌檔對於診斷問題至關重要,尤其在發生問題或故障時。請注意,當您在無磁碟伺服器上安裝 ESXi 時,伺服器重新啟動後,系統預設不會儲存日誌。若您打算將支援服務包提交給 VMware,則必須提供日誌。關於不同類型的 ESXi 日誌及其儲存方式的詳細說明,將於本文稍後關於 ESXi 安裝的章節中闡述。
在 USB 隨身碟上安裝 ESXi 的流程
在實體伺服器的 USB 隨身碟上安裝 ESXi 之前,您可以先利用 VMware Workstation 的 USB 直通特點,在虛擬機器上練習將 ESXi 安裝至 USB 隨身碟。請依照相關部落格文章中的說明建立新的虛擬機器 VMware 家庭實驗室. 本文將介紹 ESXi 的一般安裝流程 部落格文章. 請參閱這兩篇部落格文章,查看附有螢幕截圖的詳細操作指南。今天的教學重點在於 installing ESXi on USB devices. 讓我們以在 VMware Workstation 上運行的虛擬機器為例,來探討如何將 ESXi 6.7 安裝至 USB 隨身碟。此安裝流程與實體伺服器的安裝步驟相當類似,因此您可以跳過部分與 VMware Workstation 相關的操作。如果您沒有 VMware Workstation,請使用 VMware Player.
在實體伺服器上透過 USB 隨身碟執行 ESXi 的一般演算法:
- 插入一個空的 USB 隨身碟 / SD 記憶卡
- 插入 ESXi 安裝媒體(CD 或 USB 隨身碟)
- 從 ESXi 安裝媒體開機
- 將空的 USB 隨身碟分割成區塊、格式化這些區塊,並安裝 ESXi
- 重新啟動伺服器,並在 UEFI/BIOS 中,將插入讀卡機的 USB 隨身碟或 SD 卡選為第一個開機裝置。
- 請使用您的 ESXi 伺服器。
讓我們一步步在 USB 隨身碟上安裝並執行 ESXi:
1. 將 USB 隨身碟插入實體伺服器或執行 VMware 工作站的電腦上的 USB 埠。 請注意,部分用於伺服器的主機板具備內建 USB 連接埠,或設有可插入 SD 卡的插槽(即內建讀卡機)。使用 SD 卡的優勢在於,可透過卡片上的實體開關來啟用或停用讀取模式。
2. 在 VMware Workstation 中建立虛擬機器 (File > New virtual machine)。虛擬機器必須具備 USB 控制器和虛擬 CD/DVD 光碟機(這些元件預設會自動建立)。在"建立新虛擬機器"精靈中,請設定必要的參數。
a) 選擇您所使用的 VMware ESXi 發行版的安裝程式 ISO 磁碟映像檔。
b) 選擇 VMware ESXi 6.x 作為客體作業系統。
c) 設定虛擬機器名稱。
d) 在處理器設定中設定兩顆處理器。
e) 在記憶體設定中設定 8192 MB(或更多)的虛擬機器記憶體。
f) 選擇必要的網路模式,例如 NAT。
g) 在 I/O 控制器類型設定中使用建議值。
h) 選擇建議的磁碟類型。
i) 建立一個新的虛擬磁碟,例如 20 GB 的磁碟(此步驟在"建立新虛擬機器"精靈中是必要的——您無法跳過此步驟)。
j) 您可移除此虛擬磁碟,僅使用您的 USB 隨身碟進行 ESXi 安裝。編輯虛擬機器設定,選取先前建立的虛擬磁碟,然後按一下 移除.
k) 請確認在"進階虛擬機器選項"中,已將韌體類型選為 UEFI(VM > Settings > Options > Advanced).
3. 開啟虛擬機器電源,並從 ESXi 安裝程式 ISO 映像檔啟動。您可以按下 F2 在虛擬機器開機後,請立即在虛擬機器的 UEFI/BIOS 中選擇開機裝置。請確認 USB 隨身碟已連接至虛擬機器。若要將 USB 隨身碟連接至虛擬機器,請前往 VM > Removable devices > Your Flash Drive Name > Connect (Disconnect from Host).
4. 安裝 ESXi。
a) 按下 輸入 在歡迎畫面中,請按
繼續 b) 按下 F11 接受授權協議
c) 選擇要安裝或升級 ESXi 的磁碟。此步驟非常重要。如果系統已偵測到您的 USB 隨身碟,請將此磁碟選為安裝 ESXi 的儲存裝置,然後按下 Enter 以繼續安裝。
通常,ESXi 6.7 安裝程式無法識別 USB 隨身碟。
這是因為 VMware 已針對 ESXi 6.5 修改了 USB 驅動程式,與 ESXi 6.0 相比有所不同。新的 vmkusb 該驅動程式已發布,並預設用於所有 USB 主控器及 USB 裝置,取代了傳統的 USB 驅動程式,例如 xhci, ehci-hcd, usb-uhci, USB, USB 儲存裝置. 在這種情況下,請執行以下操作,讓 ESXi 安裝程式使用舊版 USB 驅動程式並識別您的 USB 儲存裝置:
重新啟動執行 ESXi 的虛擬機器或實體伺服器(即連接了 USB 隨身碟的機器)。
從 ESXi 安裝媒體開機時會有 5 秒的延遲。請按下 Shift+O 以手動輸入其他開機選項。
預設情況下,會輸入以下開機參數:
cdromBoot runweasel
您應該加入 preferVMklinux=TRUE 將參數填入此字串中,然後按下 輸入.
在繼續選擇要安裝 ESXi 的磁碟之前,請重複所有已說明的步驟 (a、b、c)。
此時您的 USB 隨身碟應已顯示。選擇要安裝 ESXi 的 USB 儲存裝置,然後按下 輸入 繼續。
d) 選擇鍵盤佈局,例如, 美國債務違約.
e) 輸入 root 密碼
f) 按下 F11 確認 ESXi 安裝並等待 ESXi 安裝完成。
g) 取出安裝媒體,然後按下 輸入 並在安裝完成後重新啟動 ESXi 機器(虛擬機器)。您可以取消勾選 開機時連接 在虛擬機器設定的硬體選項中,勾選虛擬 CD/DVD 光碟機的核取方塊。
5. 從 USB 隨身碟啟動已安裝的 ESXi 後,啟用 ESXi 主控台(可在 Troubleshooting > Enable ESXi Shell) 若您在安裝 ESXi 時曾手動選取 USB 驅動程式(否則請跳過此步驟)。
按下 Alt+F1 要進入 ESXi 主控台,請輸入 root 使用者名稱和密碼。
執行以下三條指令,使 USB 設定永久生效:
esxcli system settings kernel set -s preferVmklinux -v FALSE
esxcli system module set --enabled=false -m vmkusb
reboot
完成上述步驟後,您的 ESXi 主機應能正確定位 USB 裝置的位置。
在 USB 隨身碟上安裝 ESXi 的特點
當 ESXi 安裝於獨立硬碟 (HDD)、固態硬碟 (SSD) 或 RAID(獨立磁碟冗餘陣列)儲存裝置上時,ESXi 安裝程式會在目標磁碟機／陣列上建立一套標準的磁碟分割區。自 ESXi 4.x 起,已改用 GPT(GUID 分割區表)取代 MBR(主開機記錄)的分割區方案。 重點在於,當使用 USB 隨身碟/記憶卡作為安裝目標時,ESXi 會自動判定並不會在該裝置上建立用於儲存日誌的分區。這是因為日誌資料會頻繁且定期地被寫入,而 USB 隨身碟並非設計用於極度密集的資料寫入作業,其耐用性也遠不及硬碟。 在載入過程中,ESXi 會在電腦記憶體中建立一個 RAM 磁碟,並將 ESXi 運作所需的系統檔案儲存於該 RAM 磁碟上。當 ESXi 重新啟動或關機時,所有儲存於 RAM 磁碟上的資料都會被刪除(如有必要,系統設定會儲存至安裝 ESXi 的磁碟中)。
若您從 USB 隨身碟執行 ESXi,系統會在 RAM 磁碟上建立一個暫存目錄,將日誌檔案寫入該目錄,並在重新啟動或關閉伺服器後刪除這些日誌。讓我們來探討 ESXi 在不同情況下如何建立分割區。
在 1 GB 硬碟上安裝 ESXi
若將 ESXi 安裝在 1 GB 的 USB 隨身碟上,系統會建立以下分區。
1. 包含開機載入器的最小分割區。
5. 虛擬機器管理程式作業系統的映像檔。ESXi 虛擬機器管理程式運作所需的所有檔案皆儲存於此固定大小的分割區中。
6. 此分區儲存了備用虛擬機器管理程式作業系統映像。此開機儲存區是在 ESXi 更新或升級失敗時所需的,讓您能夠回滾至先前運作正常的 ESXi 版本。更新或升級完成後,ESXi 不會移除先前作業系統映像的資料,並會將舊映像保留在第 6 號分區中。您可以按下 Shift+R 在 ESXi 啟動時,選擇要載入的 ESXi 版本。
7. 用於儲存 PSOD(紫色死亡畫面)發生時核心轉儲的分區。
8. 包含 VMware Tools 磁碟映像檔及軟碟映像檔的分區。
分區 #5 以及 #6 包含經過壓縮的虛擬機器管理程式作業系統映像檔 s.v00 該檔案會在 ESXi 啟動時進行解壓縮。該 / (root), /etc, /lib 以及其他系統目錄的位置僅位於 RAM 中。當計劃關閉或重新啟動 ESXi 時,系統設定變更會儲存至 state.tgz 檔案。我們在版本中檢視了此檔案的編輯作業。 部落格文章 關於變更 ESXi 根密碼。
在 8 GB(或更大)的硬碟上安裝 ESXi
如果用於安裝 ESXi 的目標硬碟容量為 8 GB 或以上,則會在目標磁碟上建立額外的分割區。
2. 用於儲存日誌檔案的暫存分割區。
3. 所有剩餘的磁碟空間將用作資料存放區,用於儲存虛擬機器檔案及其他檔案。
9. 第二個分割區用於在發生 PSOD 時儲存核心轉儲檔案。此分割區自 ESXi 5.5 起便已建立,原因是伺服器安裝的記憶體容量不斷增加,而 110 MB 可能不足以容納現代 ESXi 伺服器核心轉儲檔案的大小(核心轉儲檔案可能無法完全存入 110 MB 的空間中)。
若 ESXi 安裝在容量為 8 GB 或更大的 USB 隨身碟或 SD 卡上,則會建立分割區 #2 以及 #3 並未建立。用於儲存日誌的 Scratch 目錄已連結至 /tmp/scratch 目錄的位置在 RAM 磁碟上。讓我們檢查安裝在 10 GB 硬碟和 16 GB USB 隨身碟上的 ESXi 伺服器分區。我們的兩台 ESXi 虛擬機器均在 VMware 工作站上運行。按下 Alt+F1 在 ESXi 中開啟控制台並執行以下指令:
partedUtil getptbl /dev/disks/mpx.vmhba0 :C0 :T0 :L0
輸出結果顯示於下方的螢幕截圖中。在上方的圖片中,您可以看到 ESXi 在 10 GB 虛擬硬碟上建立的所有 8 個分割區。在下方的圖片中,您則只能看到 ESXi 安裝程式在 16 GB USB 隨身碟上建立的 6 個分割區。
您也可以查看每個分割區的大小。
ls -lh /dev/disks/mpx*
如果你列出該 / 在每台受檢視的 ESXi 伺服器上,您會發現安裝於硬碟上的 ESXi 的暫存目錄已連結至對應的磁碟分割區。而安裝於 USB 隨身碟上的 ESXi 的暫存目錄則連結至一個臨時 /tmp/scratch 目錄的位置是在 RAM 磁碟機上(在無磁碟伺服器／虛擬機器上)。
ls -lh /
如果您將新的硬碟、固態硬碟或 RAID 裝置連接至安裝在 USB 隨身碟上的 ESXi 伺服器,暫存目錄將會使用新連接的持久性儲存裝置。讓我們針對這台虛擬機器重現此情況,該虛擬機器的 ESXi 系統安裝在 USB 隨身碟上,且其配置中未包含任何硬碟。
前往 VM > Settings 然後點擊 Add 在 硬體 選單頁籤,然後選擇 硬碟. 新增一個 20 GB 的虛擬硬碟。
接著開啟 VMware Host Client 的網頁介面,初始化該磁碟並 建立新的 VMFS 資料存放區 該磁碟上。
重新啟動您的 ESXi 主機以使變更生效,並檢查 / 在主控台中輸入:
ls -lh /
現在您的日誌已儲存至持久儲存空間。
您可以在 VMware Host Client 中手動編輯 syslog 設定。要執行此操作,請前往 Host > Manage > System > Advanced settings 並選擇:
ScratchConfig.CurrentScratchLocation
點擊 編輯 並設定用於儲存日誌檔案的目錄路徑,例如:
/vmfs/volumes/5d55402f-7d9215ec-9bd0-000c29ba653e/.locker
其中,位址中的井號代表分割區(卷)識別碼(ID)。
如果您的無磁碟 ESXi 主機是從 USB 隨身碟開機,且您不希望在伺服器上安裝硬碟(例如,如果您使用透過 iSCSI 連接到 ESXi 伺服器的共用儲存裝置,如 SAN 或 NAS),您可以設定一個 Syslog 伺服器 在您的網路中,並將系統日誌儲存於該持久性儲存裝置上。您可以設定 VMware vSphere Syslog 收集器.
核心轉儲
核心轉儲檔(Core dump)與 ESXi 系統日誌類似,包含用於排除錯誤的重要資訊,並可提供給支援團隊以協助解決複雜問題。對於未啟用 vSAN 的 ESXi 主機,每 1 TB 的 DRAM(動態隨機存取記憶體),核心轉儲分區應預留 2.5 GB 的可用空間。 若您使用的 ESXi 伺服器具備超過 512 GB 的 RAM 並作為 vSAN 節點,核心轉儲檔案的體積可能會超過用於儲存核心轉儲檔案的標準 2.5 GB 分區 (#9) 的大小,導致核心轉儲檔案無法容納於該分區中。 在這種情況下,應增加核心轉儲分區的大小;或者,應重新配置 ESXi 主機,使其使用位於另一磁碟機上的核心轉儲分區,或配置為使用 ESXi Dump Collector 將 vmkernel 核心轉儲儲存於網路中的另一台主機上。
vSAN 追蹤記錄
若已為 ESXi 主機啟用 vSAN,則會產生另一種稱為 vSAN 追蹤記錄的日誌(此類日誌不屬於 syslog 的一部分)。 與系統日誌類似,若 ESXi 安裝於 USB 隨身碟/SD 卡上(適用於無磁碟伺服器),vSAN 追蹤記錄會儲存於 RAM 磁碟的暫存目錄中,並會在關機或重新啟動 ESXi 伺服器後被刪除。
您可以使用以下指令檢查 vSAN 追蹤記錄儲存的目錄:
esxcli vsan trace get
如何備份安裝在 USB 隨身碟上的 ESXi
正如本篇部落格文章開頭所述,將安裝於 USB 隨身碟或 SD 卡上的 ESXi 進行複製的簡易性,正是此類 ESXi 部署方式的優勢所在。讓我們透過實際範例來了解如何複製內含 ESXi 的 USB 隨身碟。若要複製安裝有 ESXi 的 USB 隨身碟,您應先關閉 ESXi 伺服器。
使用 ESXi 將 USB 隨身碟複製為映像檔
將安裝了 ESXi 的 USB 隨身碟連接至 Linux 電腦(此範例中使用 Ubuntu 虛擬機器)。
請使用以下任一指令,確認連接至 Linux 電腦的 USB 裝置名稱:
dmesg | grep -i usb
dmesg | grep -i 'attached'
/dev/sdd/ 在此情況下,我們的 USB 隨身碟是。在您的情況下,USB 裝置的名稱可能有所不同。
您可以使用 lsblk 指令。讓我們列出 USB 隨身碟上由 ESXi 使用的分割區,以確保在克隆之前已選取正確的裝置:
lsblk | grep sdd
也可以使用 fdisk 為此目的:
fdisk -l /dev/sdd
現在,一旦您掌握了所有必要的輸入參數,請使用低階 dd 實用程式。影像檔案的名稱是 esxi-flash.img 而且這個檔案的位置在於當前目錄中。
Warning! 操作時請務必小心 dd 請謹慎使用此工具,因為一旦出錯,可能會導致無法挽回的資料遺失,屆時將無法恢復資料。
dd if=/dev/sdd of=./esxi-flash.img bs=4M status=progress
地點:
if – 一個輸入檔案
of – 一個輸出檔案
bs=4M – 區塊大小(4 MB)
status=progress – 用於顯示進度條的狀態
清除 USB 隨身碟
現在讓我們清除 USB 隨身碟,並嘗試從映像檔中還原該隨身碟上的 ESXi 虛擬化平台。為了徹底清除 USB 隨身碟上的所有資料,您應將 USB 儲存裝置的整個容量填滿零。這也可以透過 dd 實用性與 /dev/zero 一個輸出為無限零流的偽裝置。當您不再希望將此隨身碟用於執行 ESXi 時,亦可使用此方法清除隨身碟中的資料。若您因擁有另一支閒置的隨身碟(例如)而無需清除此隨身碟,則可跳過此步驟。
dd if=/dev/zero of=/dev/sdd status=progress
請等待幾分鐘,直到裝置上的資料被清除。
現在您的 USB 隨身碟上應該已經沒有任何分割區了。
fdisk -l /dev/sdd
從映像檔將 ESXi 還原/克隆至 USB 隨身碟
讓我們使用先前準備好的 ESXi 映像檔,將 ESXi 還原至一個空的 USB 隨身碟,方法是透過 dd 實用工具。請將該圖片設為輸入檔案,並將您的 USB 隨身碟名稱設為輸出檔案(/dev/sdd (此處為本範例中所需 USB 裝置的名稱)。
dd if=./esxi-flash.img of=/dev/sdd bs=4M status=progress
一如往常,您可以使用 fdisk:
fdisk -l /dev/sdd
當將映像檔中的資料寫入 USB 隨身碟的過程完成後,請將 USB 隨身碟連接至您打算執行 ESXi 的電腦,並開啟該電腦。恭喜！現在您已經學會如何備份及還原安裝在 USB 隨身碟上的 ESXi。
結論
將 ESXi 安裝於 USB 隨身碟或記憶卡上,可視為 VMware ESXi 支援的替代方案,用以取代傳統將 ESXi 安裝於硬碟上的做法;但相較於使用配備硬碟或 SSD 的 RAID 儲存裝置,其可靠性可能較低。
從 USB 隨身裝置啟動 ESXi 的時間較從 SSD 或硬碟啟動更長,這對於高可用性叢集而言可能至關重要。 如果您確定可以毫無顧慮地從 USB 裝置執行 ESXi,請務必將系統日誌、核心轉儲檔及 vSAN 追蹤記錄設定為儲存至持久性儲存裝置,以便進行診斷並聯繫 VMware 技術支援。若您的環境中使用 USB 隨身碟執行 ESXi,建議克隆用來啟動 ESXi 的 USB 隨身碟。此克隆副本可作為 ESXi 的備份使用。
