VMware 虛擬機器範本 A 到 Z
在大型虛擬環境中手動部署大量相似的虛擬機器(VM),往往是一項枯燥的任務。VMware 在 vSphere 虛擬環境中提供了多種虛擬機器(VM)克隆方法,其中之一便是使用虛擬機器範本。這篇部落格文章將深入探討虛擬機器範本的各個面向:其運作原理、自訂方式、使用情境以及優勢。本文同時也會比較虛擬機器範本與虛擬機器克隆的概念差異。
什麼是虛擬機器範本？
虛擬機器範本是虛擬機器的主副本映像,其中包含虛擬機器磁碟、虛擬裝置及設定。虛擬機器範本可重複用於複製虛擬機器。範本一旦建立,便無法開機或進行編輯。此為設計上的考量,旨在防止任何人意外編輯用作範本的虛擬機器。
此方法為虛擬機器複製提供了更高的安全性(且是更"萬無一失"的方法)。 從範本克隆虛擬機器後,克隆出的虛擬機器將不再與原始虛擬機器範本相關聯,且彼此獨立。若需編輯範本,應先將範本轉換為虛擬機器,編輯該虛擬機器,再將編輯後的虛擬機器轉換為新的範本。
何時可以使用虛擬機器範本？
虛擬機器(VM)範本對於部署大量相似的虛擬機器非常有用,因為它們能確保虛擬機器的配置一致性。例如,假設一支測試團隊需要在安裝了公司專有軟體產品新版本的虛擬機器上進行測試工作。公司的系統管理員會建立一個虛擬機器範本,並為每位需要虛擬機器的員工從該範本克隆出一台完全相同的虛擬機器。
若測試過程中發生問題,或必須實作新的測試情境,只需花費極少精力,即可從該範本克隆出一台全新的虛擬機器。您可以根據不同的使用情境(例如測試、開發、教育等),從 Linux 和 Windows 虛擬機器建立多個範本。不同的範本可以包含不同的軟體組合。例如,一個範本可用於為財務團隊部署虛擬機器,另一個則可用於開發團隊,以此類推。
虛擬機器克隆與虛擬機器範本的差異
一般的虛擬機器克隆是來源虛擬機器在特定時間點的完全副本。如果您定期克隆處於運行狀態的虛擬機器,生成的克隆體之間將會有所不同。雖然標準克隆仍無法提供模板的所有優勢,但建議克隆已關機的虛擬機器。
當虛擬機器被複製時,所有設定(例如靜態 IP 網路、電腦名稱和識別碼)在每個虛擬機器副本中均保持相同。因此,可能會發生網路衝突。虛擬機器範本有助於防止這些問題,因為虛擬機器範本無法編輯,也永遠無法處於運行狀態。VMware 提供工具,可簡化虛擬機器副本的客體作業系統自訂流程。
虛擬機器範本與 OVA/OVF 範本
OVA 以及 OVF 範本用於將預先配置的軟體作為VA進行分發。 OVA 以及 OVF 是壓縮檔案格式。它們可以包含多個虛擬機器,這對於軟體由多個組件構成且必須部署在不同機器上的情況非常有用。例如, NAKIVO Backup & Replication 可作為 VA (virtual appliance) (除了其他部署選項之外)。
從 OVA/OVF 使用範本的方式類似於從虛擬機器範本進行部署。 OVA/OVF 可從 vCenter 清單中存取。使用者亦可使用 OVA/OVF 從本地儲存空間(例如, disk C: (位於使用者電腦上)、已掛載的 USB 裝置,以及可透過 vSphere Web Client 存取的遠端網頁伺服器。
該 OVF (開放虛擬化格式) 封包可包含憑證檔案、ISO 光碟映像檔等。該 OVA (開啟 VA) 檔案類似於 TAR 存檔檔案;它可能包含多個 OVF 檔案。
虛擬機器範本未經壓縮。這些範本僅可從 vCenter 可存取的位置(本地 ESXi 資料存放區、共用資料存放區)取得,且不供客戶間分發使用。
虛擬機器客體作業系統的自訂
"來賓作業系統自訂"是 vSphere 的特點,可讓使用者變更虛擬機器克隆本中 Linux 或 Windows 來賓作業系統的設定。若採用傳統方法,您必須手動啟動虛擬機器、登入來賓作業系統,然後透過作業系統提供的圖形介面或命令提示字元,在作業系統的不同部分進行設定變更。
這種方法既繁瑣又耗費大量時間。 透過 VMware 的客體作業系統自訂功能,您可以建立客體作業系統自訂規格,並將此規格套用至所有從該範本產生的虛擬機器克隆。您可以輕鬆變更 IP 網路設定、主機名稱、使用者名稱、密碼、時區、授權設定、 SID (安全性識別碼),以及來賓作業系統的網域/工作群組。
註: Linux 與 Windows 的自訂參數略有不同。
使用虛擬機器來客作業系統自訂功能既方便又能節省時間。透過自訂精靈,您只需幾個步驟,即可在單一位置設定克隆設定。
您可以為 Linux 和 Windows 虛擬機器建立多個自訂規格,以便在從虛擬機器範本部署克隆後,立即投入使用。如果您打算使用來客作業系統自訂規格,請預先準備虛擬機器,確保其符合需求。
為此目的,客體虛擬機器上必須安裝以下元件:
- VMware Tools
Sysprep工具 (Windows)Perl(Linux)- 網路工具(Linux)
客體作業系統必須安裝在連接至 SCSI 0:0 節點的虛擬磁碟上。
請確認您的版本是否支援您選擇的客體作業系統。 VMware 虛擬機器作業系統自訂功能支援對照表.
為建立範本而準備虛擬機器
在建立範本之前,您應先準備好虛擬機器。以下將說明虛擬機器準備工作的主要要點。
建立新的虛擬機器. 建立一台具備充足 CPU、磁碟和記憶體資源的新虛擬機器。選擇適當的虛擬機器相容性選項。例如,如果您有 搭載 ESXi 的主機 6.5 和 ESXi 6.0,您的虛擬機器應與 ESXi 6.0 或更新版本(虛擬硬體版本 11)相容,因此應選取此選項。此外,您也可以啟用 CPU Hot Plug 與記憶 Hot Plug;這讓您能在虛擬機器運行時增加處理器和記憶體資源。
從虛擬機器中斷開未使用裝置的連線. 若您使用的是現有的虛擬機器,請斷開不必要的硬體裝置,例如虛擬軟碟機、虛擬 COM 控制器, LPT 控制器等。若在軟體安裝完成後不再使用 USB 裝置和光碟機,亦可將其拔除。此舉可降低潛在攻擊的風險,進而提升安全性。您亦可進入虛擬 BIOS,確認虛擬機器(VM)的 BIOS 中已停用所有不必要的裝置。
在虛擬機器上安裝所需軟體. 在虛擬機器上安裝作業系統。接著安裝所有必要的更新、安全性修補程式、防毒軟體,以及您所需用途的特定軟體。設定作業系統選項,例如環境變數、遠端存取等。為使用者及管理員設定密碼。密碼不應設有到期期限;如此一來,即可避免帳戶被鎖定。您也可以設定預設使用者設定檔。
安裝 VMware Tools. VMware Tools 是一組驅動程式和公用程式,可提升在虛擬機器上運行的客體作業系統的效能,並簡化虛擬機器的管理。請在客體作業系統上安裝 VMware Tools。這是使用虛擬機器範本的重要需求,因為當從範本部署虛擬機器時,若要套用自訂設定來變更 IP 配置、主機名稱、時區或其他客體作業系統設定,便會使用 VMware Tools。
從虛擬機器中移除不需要的軟體元件. 您可以透過優化客體作業系統,讓虛擬機器範本更為輕量化。以下針對 Windows 系統提供一些一般性建議,這些建議對於設定您的虛擬機器可能有所幫助:
- 停用不必要的系統服務,例如無線服務、主題、Windows 音訊、Windows 搜尋等。
- 停用
Windows Aero,因為其中包含會消耗大量運算資源的圖形效果。 - 請關閉螢幕保護程式,以儲存部分 CPU 資源。
- 解除安裝平板電腦元件。
- 解除安裝不必要的 Windows 元件,例如"遊戲"、"Messenger"等。
- 停用所有不必要的啟動應用程式和服務。
- 刪除臨時檔案,包括用於安裝 SSH 伺服器的檔案。
- 系統還原功能可以停用。您可以使用 VMware 快照來取代 Windows 的系統還原功能性。請使用 NAKIVO 軟體 以備份您的虛擬機器,實現強健的資料保護。
您可以根據需求對客體作業系統進行更深入的清理,以優化虛擬機器的效能。
在以下章節中,您將了解如何配置 Linux 虛擬機器,以便建立虛擬機器範本(藉此可使用客體作業系統自訂規格)。本操作指南以 Xubuntu 16 x64 為例,並說明如何建立自訂規格,以便日後從該範本克隆更多虛擬機器。
為了將 Xubuntu Linux 準備好以進行客體作業系統規格的自訂,請進入 Linux 控制台(終端機),並以具備 root 權限的使用者身分執行以下指令:
-
安裝 SSH 伺服器,以便透過 SSH 進行遠端存取。
apt-get install openssh-server -
安裝完成後,請重新啟動 SSH 伺服器。
service ssh restart -
從儲存庫安裝 Linux 版的 VMware Tools(安裝 VMware Tools 的另一種方法是將 ISO 映像檔插入虛擬機的虛擬光碟機中)。
apt-get install open-vm-tools -
安裝網路工具包。
apt-get install net-tools -
安裝 Perl。
apt-get install perl安裝完畢後,請檢查 Linux 虛擬機的電腦名稱與 IP 設定。請輸入
ifconfig查看網路介面的 IP 設定。在此範例中,來源虛擬機器所使用的虛擬網路介面 IP 位址為 192.168.77.2
建立虛擬機器範本
準備好虛擬機器後,即可建立虛擬機器範本。您必須具備 vCenter Server 的存取權限,才能管理 ESXi 主機、虛擬機器、儲存裝置、網路及其他 vSphere 元件。如前所述,本篇部落格文章所探討的配置範例中,使用的是執行 Xubuntu Linux 的虛擬機器。建立虛擬機器範本有兩種方法:轉換為範本與複製為範本。
轉換為範本
當您將虛擬機器轉換為範本時,原始虛擬機器將被生成的範本取代,因此原始虛擬機器將無法使用。若要將虛擬機器轉換為範本,請依照以下步驟操作:
- 使用 VMware vSphere Web Client 登入 vCenter。前往
Hosts and Clusters或VMs and Templates,然後選取您已準備好進行轉換的虛擬機器。 - 將虛擬機器轉換為範本時,請確保該虛擬機器已關機。
- 右鍵點擊虛擬機器,然後在出現的快顯選單中,選擇
Template>Convert to Template. - 系統會顯示一則確認訊息:
Convert the virtual machine "VMname" to a template?點擊Yes繼續。
複製到範本
此選項可讓您保留原始虛擬機器,並將虛擬機器資料複製到範本中。在將虛擬機器克隆至範本時,來源虛擬機器可以處於開機或關機狀態。讓我們來看看如何透過克隆原始虛擬機器來建立範本。與前一種方法類似,請在 vSphere Web Client 中導航至您的虛擬機器。右鍵點擊該虛擬機器,然後在快顯功能表中點擊 Clone > Clone to Template.
克隆助手已啟動。請按照以下步驟操作。
Select a name and folder. 為您的虛擬機器範本指定名稱,並選擇目標位置。在此範例中,Xubuntu16-test這是範本名稱,因為此範本將用於測試目的。點擊Next.
Select a compute resource. 您可以選擇一個 ESXi 主機或一個 叢集 作為您的資源。點擊Next.
- 選擇 該 儲存 儲存範本的位置。您可以設定 一種虛擬磁碟格式 (薄配置、延遲歸零的厚配置,或立即歸零的厚配置),或者直接讓虛擬磁碟格式沿用其來源的設定。如有需要,您可在此定義自訂的虛擬機器儲存政策。點擊
Next.
Ready to complete. 查看摘要並點擊Finish繼續進行範本建立。
- 現在,您剛建立的虛擬機器範本會顯示在清單的末端,位於
VMs and Templates區段。如您所見,原始虛擬機器與虛擬機器範本的儲存空間使用量相同(如前所述,虛擬機器範本不使用壓縮功能)。
如果你前往 Storage 區段,然後選取您的虛擬機器範本所屬的資料存放區及目錄,您會發現所有檔案都與來源虛擬機器的檔案相似,唯獨一個例外——該 VMTX 檔案。虛擬機器設定檔包含一個 .VMTX 擴充功能,而不是一個 .VMX 此副檔名用於存放一般 VMware 虛擬機器的設定檔。
建立虛擬機器來賓系統自訂規格
現在虛擬機器範本已建立,您可以建立虛擬機器來賓自訂規格。要執行此操作,請開啟選單,然後按一下 Policies and Profiles.
請確保 VM Customization Specifications 已在左側窗格中選取。請按一下 New 以建立新的虛擬機器自訂規格。接著您應會看到一個新的精靈視窗開啟。
Name and target OS. 為規格設定一個唯一名稱,輸入說明文字,選取 vCenter 伺服器,並指定目標虛擬機器的客體作業系統(Windows 或 Linux)。在此操作指南中,我們使用 Linux,且該規格名為Linux test spec. 點擊Next.
Computer Name. 設定電腦名稱(主機名稱)和網域名稱。指定電腦名稱有三種可用選項:- 請使用虛擬機器名稱。虛擬機器內客體作業系統的電腦名稱將與虛擬機器名稱相同。使用此選項可方便進行系統管理。
- 請在
Clone/Deploy Wizard. 在為虛擬機器克隆套用自訂規格時,您可以手動輸入電腦名稱。如果您尚未決定日後要為這些虛擬機器使用哪些名稱,可以使用此選項。 - 請輸入名稱。您現在即可輸入電腦名稱。為確保名稱唯一性,請勾選
Append a numeric value核取方塊(若您部署多台虛擬機器,每台虛擬機器的客體作業系統都必須擁有唯一的電腦名稱)。 - 電腦名稱的長度不得超過 63 個字元——若您嘗試輸入更長的名稱,系統會自動截斷。請點擊
Next按一下按鈕以繼續。
Time Zone. 為虛擬機器指定時區。然後按一下Next.
Network. 指定虛擬機器的網路設定。共有兩種選項:- 請為來賓作業系統使用標準網路設定,包括在所有網路介面上啟用 DHCP。
- 手動選擇自訂設定。
- 在本操作指南中,我們將採用第二個選項;現在讓我們手動設定網路設定。您可以點擊
Add按鈕,將虛擬網路介面控制器 (NIC) 新增至您的虛擬機器。點擊三個點的圖示,然後選擇Edit在隨後出現的快顯選單中。
- 會開啟一個新的設定視窗。在該視窗中,共有三個選項可供選擇:
IPv4分頁。
- 使用 DHCP 自動取得 IP 位址。
- 使用此設定時,系統會提示使用者輸入 IP 位址。您可以透過此選項預先設定子網路遮罩和預設閘道,但在將此設定套用至虛擬機器時,必須輸入 IP 位址。
- 使用自訂設定。此選項與前一個選項類似,但可立即設定 IP 位址。
- 可以停用 IPv6。請點擊
OK完成網路選項的設定後,請點擊Next.
DNS settings. 指定虛擬機器的 DNS 伺服器及 DNS 搜尋路徑。最多可設定三個 DNS 伺服器。按一下Next.
Ready to complete. 檢視您的設定,然後點擊Finish當您滿意時。
- 現在,您應該可以在虛擬機器自訂設定清單中看到您的客體作業系統自訂設定。您可以在此處編輯、複製、匯出及刪除這些設定。
從範本建立虛擬機器
既然您已經擁有虛擬機器範本和客體作業系統的自訂規格,現在可以根據範本建立虛擬機器。請前往 VMs and Templates 在該區段中,右鍵點擊您建立的範本,然後選擇 New VM from This Template. 在這種情況下,範本會被保留。如果您使用 Convert to Virtual Machine 若選擇此選項,您的範本將會轉換為虛擬機器;屆時該範本將不再以範本形式存在。
該 Deploy From Template 精靈已啟動。
-
Select a name and folder. 在此階段,您應輸入一個唯一的虛擬機器名稱及目標位置。在此操作示例中,虛擬機器的名稱是Xubuntu16-test01. 點擊Next繼續。
Select a compute resource. 在此處,您可以選擇虛擬機器應運行的 ESXi 主機或叢集。點擊Next.
Select storage. 選擇用於儲存配置和磁碟檔的資料存放區。選擇虛擬磁碟格式。您可以手動設定虛擬磁碟格式(薄配置、延遲清零的厚配置,或立即清零的厚配置),或將虛擬磁碟格式設為與來源相同。如有必要,請選擇虛擬機器儲存政策。按一下Next.
Select clone options. 若要套用您剛建立的來賓作業系統自訂設定,請勾選Customize the operating system複選框。然後點擊Next.
Customize guest OS. 從清單中選取您所建立的客體作業系統自訂規格。請注意,在本操作指南中,該規格的名稱為Linux test spec. 點擊Next繼續。
User settings. 請回想本教學前文所述,此處使用的客體作業系統規格自訂功能,可讓我們在建立虛擬機器複本時設定 IP 位址。現在,讓我們為這台虛擬機器的虛擬網路介面卡定義 IP 位址。在此情況下,IP 位址為 192.168.77.240。點擊Next.
Ready to complete. 檢查設定摘要,然後按一下Finish以開始建立虛擬機器。
從包含您客體作業系統自訂規格的範本建立虛擬機器後,請執行該虛擬機器並開啟 VMware Web Console 以存取客體作業系統介面。登入虛擬機器後,系統會重新啟動虛擬機器並套用您的自訂設定。虛擬機器重新開機完成後,請開啟 Linux 控制台並確認主機名稱、IP 設定及時區。您可以透過輸入以下指令來檢查這些參數。
-
查看主機名稱:
less /etc/hostname您也可以在主要提示字串中看到主機名稱。
-
檢查網路介面的 IP 設定:
Ifconfig -
請檢查系統中設定的時區:
timedatectl | grep "Time zone" -
檢查路由表中的閘道:
netstat -rn
如上方的 Linux 控制台截圖及下方的 VMware vSphere Client 截圖所示,IP 位址、電腦名稱和時區已根據我們在客體作業系統自訂規格中定義的設定進行變更。虛擬機器名稱與主機名稱則保持不變。
使用 PowerCLI 進行自動化
上述操作指南已說明如何透過 vSphere Web Client 圖形使用者介面 (GUI) 建立及套用虛擬機器範本。不過,您也可以使用 PowerCLI 手動建立複雜的腳本,並進行虛擬機器部署 更自動化. 以下列出了一些可能對此有所幫助的 cmdlet:
New-Template– 建立一個新的虛擬機器範本。New-OSCustomizationSpec– 建立一個新的虛擬機器客體作業系統自訂規格。Get-OSCustomizationSpec– 從 vCenter 擷取作業系統的自訂設定。Set-OSCustomizationSpec– 變更指定的作業系統自訂設定。Get-OSCustomizationNicMapping– 擷取網路介面卡 (NIC) 映射設定,以供作業系統自訂規格使用。Set-OSCustomizationNicMapping– 變更指定作業系統自訂規格的網路介面卡 (NIC) 映射設定。New-OSCustomizationNicMapping– 將網路介面卡 (NIC) 映射設定新增至作業系統自訂規格中。
如需 PowerCLI 的完整清單 cmdlets、其語法、範例及其他相關資訊,請參閱 VMware PowerCLI 參考網頁. 您也可以閱讀我們關於 PowerCLI 腳本編寫.
虛擬機器範本的優勢
包含客體作業系統自訂規格的虛擬機器範本對於虛擬機器部署非常有用,特別是在大型環境中。使用虛擬機器範本的主要優勢概述如下:
- 標準化虛擬機器部署標準化不僅能避免重複工作,還能提升品質與生產力。管理標準化的虛擬機器比管理非標準化的虛擬機器更加容易。
- 部署過程中的錯誤較少. 當必須手動依序部署多台虛擬機器時,系統管理員很容易遺漏某些步驟,進而導致錯誤。作為替代方案,系統管理員可以花費時間建立一個完善的虛擬機器範本;此後,所有後續的(類似)虛擬機器部署皆可直接套用該範本。
- 虛擬機器部署流程的自動化. 自動化使部署更輕鬆、更快速,在提升生產力的同時,也強化了安全性。
- 節省時間. 此項好處與上述使範本成為高效解決方案的優勢息息相關。此外,節省時間也意味著降低成本。
結論
虛擬機器範本是一種主映像檔,可用於在大量部署虛擬機器時建立複本。虛擬機器範本無法像一般虛擬機器那樣進行編輯或開機,這有助於提升安全性。 "客體作業系統自訂規格"功能可協助您在虛擬機器克隆後,透過單一精靈工具自訂作業系統設定(例如網路配置、電腦名稱、時區等),從而使虛擬機器部署更快速、更便捷。因此,您將獲得諸如自動化、減少錯誤、標準化及合理化時間消耗等重要優勢——這也能幫助您節省預算！
