VMware 分散式交換器設定的最佳實踐
在虛擬化環境中,虛擬交換器是實體交換器的軟體化對應物。虛擬交換器用於將虛擬機器(VM)的虛擬網路控制器連接至 OSI 模型第二層的網路。VMware 為其一系列虛擬化解決方案提供 vSwitch。
標準 vSwitch 需在每個 ESXi 主機上手動進行設定。然而,在大型虛擬化環境中,各虛擬交換機通常具有相同的 vSwitch 設定,包括埠群組、VLAN 及連接的網路等。若需新增與 VLAN 關聯的埠群組,以將 ESXi 主機上的虛擬機器連接到該 VLAN,您必須在每個 ESXi 主機上手動以相同方式設定 vSwitch。這是一個相當耗時的過程。
為解決此問題,VMware 允許您使用”分散式虛擬交換器”(distributed virtual switch),這是一種邏輯交換器,只需在 vCenter Server 上進行一次配置,即可套用至多個主機。這意味著您無需在每個 ESXi 主機上手動配置標準虛擬交換器。讓我們更詳細地探討 vSphere 分散式虛擬交換器(亦稱為 dvSwitch 或 vDS)。
什麼是 vSphere 中的分散式虛擬交換器？
A 虛擬交換器,就像實體交換器一樣,可確保第二層網路連通性。分散式虛擬交換器是一種建立於 vCenter Server 並套用至所有已新增至分散式虛擬交換器的 ESXi 主機。
分散式虛擬交換器類似於儲存於 vCenter 中的範本。當您在 vCenter 中建立分散式虛擬交換器時,系統會在所有已新增至 VDS 配置的 ESXi 主機上,建立完全相同的隱藏式標準虛擬交換器。 若您在分散式虛擬交換器上為 VLAN 建立埠組,該埠組將會在所有與該 VDS 關聯的 ESXi 主機之虛擬交換器上建立。您只需建立一次埠組,這是一項顯著的優勢。在 vCenter 中建立的分散式虛擬交換器屬於控制平面(用於管理),而 ESXi 主機上的隱藏標準虛擬交換器則屬於 I/O 平面(負責網路運作)。
在將虛擬機器從一台 ESXi 主機遷移至另一台後,該虛擬機器仍會保持連線至分散式虛擬交換機的同一埠(亦稱為網路 vMotion,此功能可維持虛擬機器網路連線的一致性)。
vCenter 是用於管理 vSphere 環境(包含分散式虛擬交換機)的管理系統。 若因某些原因導致 vCenter Server 無法使用,您將無法變更 VMware 分散式虛擬交換器的設定,包括將虛擬機器重新連線至其他埠組。然而,即使 vCenter 處於離線狀態,網路仍會維持運作狀態,因為隱藏的標準 vSwitch(I/O 平面)負責處理網路運作。 請注意,vCenter 無法連接到分散式虛擬交換器。
VDS 配置的位置位於 vCenter Server 上,每五分鐘會更新一次儲存在 ESXi 伺服器上的本地副本(作為快取)。該快取 設定 儲存於 /usr/lib/vmware/bin/ ESXi 主機上的目錄。
標準 vSwitch 中缺少的 VDS 特點
讓我們來看看哪些特點僅適用於分散式虛擬交換器,而標準 vSwitch 則不支援。
- 網路 I/O 控制:入站流量整形、頻寬預留。
- 埠鏡像:可將虛擬交換機某個埠上偵測到的幀副本,傳送至另一台交換機的指定埠,以便進行監控、流量分析及除錯。
- 網路狀態檢查:預設每分鐘會檢查 VLAN 設定、MTU 及 NIC 綁定等設定。
- 支援的協定:私有 VLAN(PVLAN)、鏈路聚合控制協定(LACP)、NetFlow、鏈路層發現協定(LLDP)。
- 虛擬機器埠封鎖:此特點可用於安全目的,並可讓您封鎖選定埠上的資料傳送或接收。
- 網路 vMotion:可維持虛擬機器虛擬網路介面卡與 VMware 分散式交換機上同一連接埠之間的連線。
- vNetwork 交換器 API:提供用於實作第三方虛擬交換器的介面。
- 備份與還原網路設定。
需求
只有當您在 vSphere 中為 ESXi 主機使用 vSphere Enterprise Plus 授權時,才可使用 VMware 分散式交換功能。若您使用免費試用授權,所有 vSphere 特點(包括分散式虛擬交換器)在 60 天內均可使用。該 ESXi 免費版本 不允許您使用分散式虛擬交換器。進一步了解 vSphere 授權 請參閱我們的指南。
請注意,vCenter 清單中必須已存在資料中心。
VMware 分散式交換器設定
讓我們來複習如何在 VMware vSphere 6.7 中建立並設定 VMware 分散式交換器。在本範例中,我們使用 vCenter 6.7,且有兩台版本為 6.7 的 ESXi 主機由 vCenter 管理:
ESXi1 – 192.168.101.207(管理介面的 IP 位址)
ESXi2 – 192.168.101.208
vCenter – 192.168.101.103
步驟 1 – 建立 VMware 分散式交換器
若要建立分散式虛擬交換器,請開啟 VMware HTML5 vSphere Client,並前往 Hosts and Clusters 區段。您的 ESXi 主機應位於資料中心內,該資料中心是 vCenter 中的邏輯組織單位。在目前的範例中,ESXi 主機屬於 Datacenter1. 右鍵點擊您的資料中心,並在快顯選單中選擇 Distributed Switch > New Distributed switch.
此時會開啟”新增分散式交換器”精靈。
Name and location. 請指定分散式交換器的名稱與位置。在此範例中,名稱是DSwitch01而位置是Datacenter1(自從我們點擊了Datacenter1(以建立 VMware 分散式交換器)。按下Next請在精靈的每個步驟中點擊以繼續。
Select version. 在此步驟中,您應指定分散式虛擬交換器的版本。由於本範例中使用的所有主機均執行 ESXi 6.7,因此必須使用最新版本的 VMware 分散式交換器(6.6.0)。若至少有一台主機執行 ESXi 6.0,則必須為所有主機使用版本 6.0.0 的分散式虛擬交換器(必須選擇最低版本)。 若選擇 6.0.0 版本的分散式虛擬交換器,則虛擬交換器 6.5 及後續版本所發布的特點將不被支援。舊版與新版之間具有向下相容性。若情況允許,請盡量將舊版 ESXi 主機更新至您環境中使用的 ESXi 主機最高版本。
Configure settings. 指定上行鏈路的埠數、設定”網路 I/O 控制”,並勾選Create a default port group checkbox建立預設的埠群組。輸入埠群組名稱,例如:DPortGroup01.
Ready to complete. 請檢查您對新 VMware 虛擬分散式交換器的設定,若一切無誤,請按下Finish以建立該開關。
- 現在已建立分散式虛擬交換器。您可以前往
Networking > Your datacenter > VM Network並查看您的分散式虛擬交換器(DSwitch01(在此情況下)。選取您的 VDS,然後選取Configure請按 Tab 鍵以編輯 VMware 分散式交換器的設定。
步驟 2 – 將 ESXi 主機新增至 VMware 分散式交換器
建立分散式虛擬交換器後,您必須將 ESXi 主機新增至 VDS 設定中,才能讓 VMware 分散式交換功能正常運作。在 Networking 在該區段中,右鍵點擊您的 VMware 分散式交換器,然後在快顯選單中點擊 Add and Manage Hosts.
該 Add and Manage Hosts 精靈已開啟。
1. Select task. 由於您需要新增主機,請選取 Add hosts (第一個選項)。
2. Select hosts. 點擊 New hosts 按鈕(帶有綠色 Plus 圖示的按鈕)以新增 ESXi 主機。
在彈出視窗中,勾選核取方塊並選取在 VMware 分散式交換中必須進行維護的 ESXi 主機。按下 OK 以套用您的選擇。請查看最後一欄的相容性。
目前已選取 ESXi 主機,其狀態為”Connected.”
3. Manage physical adapters. 您可以選取所需的實體網路介面卡(網路介面控制器 – NIC),並為其指派上行鏈路。下方的螢幕截圖中,也顯示了在安裝 ESXi 後,預設於每個 ESXi 主機上建立的標準虛擬交換器(vSwitch0).
4. Manage VMkernel adapters. 在此步驟中,您可以將 VMkernel 介面卡指派給分散式交換器。您可以看到, vmk0 這是每個 ESXi 主機上標準(預設)vSwitch 所使用的預設 VMkernel 介面卡,用作管理網路介面。在此範例中,該 vmk0 VMkernel 介面卡仍保持連接到 vSwitch0 在每台主機上。
5. Migrate VM networking. 若需將虛擬機器或其他網路介面卡遷移至分散式虛擬交換器,可於此步驟進行。在本範例中,並未將任何網路介面卡遷移至 VDS。
6. Ready to Complete. 檢視您的設定,若無需變更,請按下 Finish.
現在,ESXi 主機已新增至 VMware 分散式交換機的配置中。您可以將 VMkernel 網路介面卡新增至分散式虛擬交換機的埠群組,以便使用各種特點,例如: vMotion. 讓我們將一個 VMkernel 介面卡新增至將用於 vMotion 連線的埠群中。
步驟 3 – 新增 VMkernel 介面卡
在 Network 在 vCenter 的 [] 區段中,選取您的 VMware 分散式交換機以及埠組(DPortGroup01 (在此情況下)。右鍵點擊埠群組名稱,然後在快顯選單中點選 Add VMkernel Adapters.
該 Add VMkernel Adapters 精靈已開啟。
1. Select hosts. 點擊 Attached hosts 按鈕(帶有綠色 Plus 圖示的按鈕)以選取 ESXi 主機。
2. Configure VMkernel adapter. 您可以將埠群組的 MTU 從 1500 位元組調整為 9000 位元組,以便使用巨型幀。預設情況下,MTU 值會繼承自分散式虛擬交換機的設定。請選擇可用的服務,例如 vMotion, Provisioning, Fault Tolerance logging,或 Management. 讓我們選取 vMotion.
3. IPv4 settings. 在此步驟中,您應為 ESXi 主機的 VMkernel 網卡設定 IP 位址。一般而言,建議伺服器使用靜態 IP 位址。在本範例中,新的 VMkernel 設定如下:
ESXi1 (192.168.101.207) – 192.168.105.207
ESXi2 (192.168.101.208) – 192.168.105.208
為方便起見,最後一個八位元組保持不變。
vMotion 網路將設定為 192.168.105.0/24
相應地,閘道器為 192.168.105.1。
4. Ready to complete. 檢查您的設定,然後按下 Finish 如果一切正常的話。
步驟 4 – 檢查 VDS 設定
完成 VMkernel 介面卡的設定後,請選取您的 VMware 分散式交換器,然後前往 Configure > Settings > Topology 並檢視您的 VDS 拓撲結構的圖形化視圖。
如您所知,分散式虛擬交換器可視為套用至所有已加入 VDS 配置的 ESXi 主機的範本。在 vCenter 中建立並設定分散式虛擬交換器後,您可以檢查各 ESXi 主機上的虛擬交換器設定。 現在讓我們開啟 VMware Host Client,並檢查第一個 ESXi 主機(192.168.101.207)的網路設定。
在下方的螢幕截圖中,您可以看到已經建立了一個新的虛擬交換機和一個埠組(位於 Navigator 前往 Networking 該區段,並選取 Port groups (分頁)。接著,選取您的分散式虛擬交換機名稱,即可查看拓撲結構。該拓撲結構的圖形顯示與上圖所示的 VDS 拓撲結構完全相同。
如果您使用 VMware Host Client 登入第二台 ESXi 主機(本範例中為 192.168.101.208),將會看到完全相同的拓撲圖。
您可以匯出及匯入 VMware 分散式虛擬交換器的設定,這不僅能儲存您的時間,還能讓您快速還原 VDS 設定。若要匯出 VDS 設定,請選取您的分散式虛擬交換器,然後點擊 Actions > Settings > Export Configuration. 在同一個選單中,您可以找到 Restore Configuration 選項。
除了上述說明的基本設定外,您還可以修改 VDS 配置,並設定鏈路聚合、啟用流量整形、選擇發現協定、設定 VLAN、埠綁定,以及為埠群組分配埠等。此外,您也可以將 ESXi 主機上使用的標準虛擬交換器遷移至分散式交換器。透過此方法,您可集中管理 vSphere 中的所有虛擬交換器。
結論
VMware 分散式交換器提供了一個單一介面,用於集中管理與該分散式虛擬交換器相關的所有 ESXi 主機上的虛擬交換器。 VMware 分散式交換器的設定就像一個範本,會套用至所有 ESXi 主機,並在這些主機上自動建立類似的標準虛擬交換器。
您在 vCenter 中編輯的 VDS 設定屬於管理層,而建立在 ESXi 主機上的虛擬交換器則屬於 I/O 層,負責處理網路運作。使用分散式虛擬交換器對於大型虛擬環境和 vSphere 叢集而言相當便利,但請勿忘記,該 vSphere Enterprise Plus 必須持有許可證。
