VMware vSphere云操作系統(tǒng)虛擬安裝

1、VMware vSphere云操作系統(tǒng)虛擬安裝VMware vSphere的優(yōu)勢和區(qū)別虛擬化不是仿真(Simulation)也不是模擬(Emulation)，而只是一種將硬件轉(zhuǎn)化成軟件的技術(shù)，它允許用戶在一臺物理機上以虛擬機的形式 運行多個操作系統(tǒng)。虛擬化的工作模式可以簡單劃分為兩種，一是VMware vSphere所使用的全虛擬化(Full Virtualization)，相對應的半虛擬化技術(shù)我們將會在Hyper-V 2.0相關(guān)文章中介紹。注：雖然ESX Server可以安裝在SATA硬盤上，但是卻不能在SATA硬盤上創(chuàng)建虛擬機。這是VMware的一個強制要求，主要是考慮到實際生產(chǎn)應用中VM

2、ware對于磁盤的I/O性能要求很高，而這正是SATA硬盤的軟肋。全虛擬化的主要概念是虛擬化層(Virtualization Layer)被安裝在物理機上并接管硬件，每一臺虛擬機對于所有硬件的操作都需要經(jīng)過虛擬化層的“翻譯”最終落實到物理硬件上。做過數(shù)據(jù)庫的人都知道，存 儲在文件系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)庫性能要明顯低于存儲在裸設(shè)備上的數(shù)據(jù)庫的性能。同理可以想見，虛擬機的任何硬件訪問性能都會低于實際的物理硬件性能。但問題在于， 生產(chǎn)中使用的服務(wù)器產(chǎn)品的硬件配置越來越高，如HP Proliant DL785 G6最多可以配置8顆6核心Opteron 8436SE和256GB內(nèi)存。面對這些x86構(gòu)架頂級服務(wù)器，

3、目前很難有應用能夠用足它們所有的CPU和內(nèi)存，而虛擬化技術(shù)為CPU和內(nèi)存富余資源進行 復用提供了可行性。另外，企業(yè)用戶還可以通過SAN網(wǎng)絡(luò)連接存儲系統(tǒng)以提高磁盤性能；通過多網(wǎng)卡的負載均衡以提高網(wǎng)絡(luò)性能。圖1解決了關(guān)于性能的疑惑，我們再來了解一下VMware vSphere和VMware Server/Workstation之間的區(qū)別。VMware Server/Workstation是基于宿主系統(tǒng)的虛擬化(圖1)，其可靠性十分依賴于宿主操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。想象一下：十幾臺虛擬機跑在一臺 Windows上，遇到每月微軟發(fā)布更新補丁的時候，十幾臺虛擬機都需要跟著服務(wù)器一起重啟。這將是多么可怕的場景！

4、圖2VMware vSphere是使用“裸”虛擬化層的虛擬化技術(shù)(圖2)，VMware開發(fā)了一個用作虛擬化層的Linux內(nèi)核操作系統(tǒng)直接安裝在物理硬件上。這樣做不 僅提高了系統(tǒng)的可靠性，同時由于硬件訪問由之前宿主系統(tǒng)模式的“虛擬操作系統(tǒng)虛擬化層宿主操作系統(tǒng)驅(qū)動物理硬件”簡化為“虛擬操作系統(tǒng)虛擬化層 物理硬件”，因此避開了宿主系統(tǒng)的驅(qū)動、文件系統(tǒng)等性能干擾因素。系統(tǒng)構(gòu)架和實驗環(huán)境設(shè)計VMware vSphere不是一個簡單的基于單機的程序，而是一個較為復雜的、需要多臺物理機才能正常工作的環(huán)境。它的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括了以下幾部分：1.ESX(或者免費的ESXi)的主機：虛擬機就運行在其上；2.v

5、Center Server：提供對于多臺ESX主機的管理并提供附加功能；3.數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：存儲vCenter Server的管理信息，保存為數(shù)據(jù)庫形式；4.vSphere Client：連接到vCenter Server或者直接連接到ESX主機上對環(huán)境進行管理；5.Active Directory Domain：為多臺vCenter Server提供集中化管理。圖3或許有些用戶會不理解：平時對于一款軟件的硬件要求、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫要求，我們往往一筆帶過，為什么今天要專門列出來呢？這主要是因為在企業(yè)級環(huán)境中這 種技術(shù)數(shù)據(jù)至關(guān)重要，如果稍有不慎就可能會前功盡棄。更重要的是，試用的過程需要用戶對應這

6、個軟硬件需求來在試驗平臺上搭建一套VMware vSphere環(huán)境，之后的安裝和功能介紹都將在這套環(huán)境上進行。注：我們以往熟悉并常用的SQL Server 2000已經(jīng)不在被支持的行列了。 即便只是實驗環(huán)境，仍至少需要一顆4核心的處理器和6GB的內(nèi)存，不過相信企業(yè)IT人員想要找到符合要求的平臺并非難事。我們找了兩臺性能較高的普通PC 且通過千兆局域網(wǎng)連接，它們的配置如表4所示。需要說明的是，普通PC和服務(wù)器有一個重要的區(qū)別，就是普通PC沒有通過VMware兼容性認證。我們無法 保證能在普通PC上成功安裝對硬件有著苛刻要求的vSphere ESX Server，所以我們的試用方案需要通過VMwa

7、re Workstation的虛擬機安裝vSphere ESX Server。就當前的硬件，我們做了如下規(guī)劃：VMware Workstation需要工作在宿主操作系統(tǒng)下，因此需要為Windows 7和Windows 2008 R2都預留1GB的內(nèi)存。然后我們需要在VMware Workstation的虛擬機里裝兩臺ESX Server，它們各自至少需要2GB內(nèi)存；我們將它們放在PC2上，并且為了提高性能各自分配了3GB內(nèi)存。vCenter Server、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和vSphere Client可以共存在一臺機器上，同時vCenter Server也需要至少2GB內(nèi)存，因此我們決定將其放在P

8、C1上。(注：由于虛擬化特性所決定，用于安裝ESX Server的PC2的宿主操作系統(tǒng)必須是64位系統(tǒng)。)圖4圖5鑒于ESX Server對于磁盤性能的高要求，我們在PC2上安裝了8塊WD1001FALS硬盤組成RAID5來提高磁盤性能(圖4)，這樣也可以方便之后設(shè)置共 享存儲。如果用戶的試用平臺沒有這種條件，那么只要硬盤能夠達到或超過WD6400AAKS的水平，磁盤子系統(tǒng)性能就不至于無法接受。通過一番安排，我們 得到了如圖5所示的拓撲結(jié)構(gòu)圖。實驗軟件下載硬件平臺準備就緒之后，我們還需要下載一些實驗中需要的軟件。這些軟件包括：搭建環(huán)境的基礎(chǔ)VMware Wor kstation、vCenter

9、 Server的操作系統(tǒng)(我們選擇Windows Server 2008 Enterprise)、數(shù)據(jù)庫SQL Server 2008 Enterprise、VMware vSphere的整套安裝源。VMware為旗下產(chǎn)品提供了統(tǒng)一的下載頁面 Workstation和VMware vSphere的最新版本下載鏈接均可以從此頁面打開。需要注意的是，因為下載前需要輸入注冊信息，所以我們需要提前注冊一個VMware用戶。針對不同 的企業(yè)需求，VMware vSphere 4提供了6個版本供選擇，在試用過程中我們需要下載VMware ESX 4、VMware vCenter Server 4、VMwa

10、re Data Recovery和VMware vShield Zones的相關(guān)文件。我們不得不承認現(xiàn)在微軟的軟件授權(quán)策略越來越“厚道”了，像Windows Server 2008 Enterprise和SQL Server 2008 Enterprise這樣的軟件也提供了較長的免費試用期。另外，雖然Windows相關(guān)文件均提供了中文版下載，不過我們建議大家采用英文版本，這樣才 能方便地搭建出英文環(huán)境。因為VMware的中文文檔不夠完善，英文測試環(huán)境能夠幫助我們方便地對照英文文檔。 PC2上的ESX Server安裝圖6是ESX Server的結(jié)構(gòu)圖，我們之前所熟知的vCenter Serve

11、r、vSphere Client可以直接或者間接地管理它。同時vSphere的API和SDK接口、vCLI命令行腳本化管理、CIM硬件管理等功能都可以連接到ESX服 務(wù)器。ESX Server的諸多端口中有兩個比較重要：一是VMKernel port，它用于Vmotion、HA等高級功能的數(shù)據(jù)傳輸，走的是以太網(wǎng)；二是Service Console，可以理解為ESX Server和vCenter Server之間通訊的統(tǒng)一管理接口。圖6我們?yōu)閷嶒炘O(shè)計了兩臺ESX Server：ESX Server 1和ESX Server 2，IP地址分別為5和0。它

12、們的邏輯結(jié)構(gòu)是在VMware Workstation上創(chuàng)建兩臺虛擬機，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為橋接模式，這樣可以保證兩臺虛擬機和真實連接到物理局域網(wǎng)上沒有任何區(qū)別。(注：在PC1和PC2上 安裝VMware Workstation的過程很簡單，幾乎就是一路“Next”。)圖7圖8再為這兩臺虛擬機設(shè)置一個共享存儲磁盤(圖7)。當開始實驗時得到的最終結(jié)果是一個虛擬機套虛擬機的結(jié)構(gòu)(圖8)。創(chuàng)建共享磁盤打開VMware Workstation后點擊“New Virtual Machine”，彈出創(chuàng)建新虛擬機的向?qū)?，選擇“Custom(advanced)”并點“Next”。保持默認的硬件兼容性為 “Workstat

13、ion 6.5”點“Next”，選擇“I will install the operating system later”點“Next”。由于創(chuàng)建該虛擬機的目的是創(chuàng)建一個虛擬磁盤，因此無所謂選擇什么操作系統(tǒng)直接點“Next”就可以了。接下來定義虛擬機的名 稱為“SharedDisk”，保存目錄為“E:VirtualMachinesvSphereShareDisk”并一路點“Next”。接下來是關(guān)鍵的步驟：保持默認選擇的“Create a new virtual disk”，將虛擬磁盤的類型選擇為“SCSI”，并根據(jù)實驗平臺具體情況選擇磁盤大小，同時勾選“Allocate all disk sp

14、ace now.”(圖9)。圖9保持默認的磁盤文件保存位置，取消勾選“Power on this virtual machine after creation”并點擊“Finish”開始創(chuàng)建磁盤文件。這里需要解釋一下，VMware的磁盤有兩種工作模式，一種叫做Thin mode“瘦模式”，即為了節(jié)省用戶磁盤空間使虛擬磁盤文件盡可能減小，俗稱“用多少是多少”；另外一種就是我們選擇的模式，創(chuàng)建好虛擬磁盤后直接創(chuàng)建出 一個同樣大小的空文件作為虛擬磁盤文件。第一種模式的優(yōu)勢在于盡可能減少磁盤占用，是Workstation這類桌面產(chǎn)品的默認選項；第二種模式的優(yōu)勢在 于更高的虛擬機磁盤性能，所以是ESX之

15、類對磁盤占用不敏感的企業(yè)級虛擬化產(chǎn)品上的默認選項。這一點很重要，在之后的虛擬化管理和高級功能應用中我們將再 次涉及。 接著我們將剛創(chuàng)建的虛擬機從收藏夾移除(注意不是從磁盤刪除)并關(guān)閉相應的選項卡；然后打開剛才保存的目錄“E:VirtualMachinesvSphereShareDisk”，可以看到很多文件，這里可以刪除“.vmdk”和“.vmdf”以外的所有文件。這里簡單介紹 一下這幾個文件的用處：.nvram是虛擬機的BIOS文件，.vmdk是虛擬磁盤的索引文件，.vmsd是虛擬機的快照文件，.vmx是虛擬機的配置文 件，.vmxf是組配置文件，剩下的.log自然就是虛擬機的日志文件。這些文

16、件的作用和用途與ESX中的虛擬機文件的用途基本相同。創(chuàng)建ESX Server 1完成創(chuàng)建虛擬磁盤后，我們就可以開始創(chuàng)建ESX Server 1了。針對目前的兩個常用版本VMware Workstation 6.5和7.0，用來創(chuàng)建安裝ESX Server所需要的虛擬機的步驟不太一樣。在VMware Workstation 6.5環(huán)境下，首先以標準步驟創(chuàng)建虛擬機。需要注意支持的Guest OS版本應選LinuxRed Hat Enterprise Linux 5 64-bit(圖10)，這是因為VMware會根據(jù)Guest OS版本的不同創(chuàng)建出相應的虛擬硬件，根據(jù)ESX Server對于硬件的要

17、求，特別是對于網(wǎng)卡的需求，該選項所創(chuàng)建的虛擬網(wǎng)卡Intel PRO/1000能夠得到ESX很好的兼容。圖10設(shè)置虛擬機的名稱為“ESX Server 1”，保存路徑為“E:Virtual MachinesvSphereESX Server 1”。在接下去的設(shè)置中，還有幾點需要注意：1.是內(nèi)存不能低于2048MB(2GB)，我們這里設(shè)置為3GB；網(wǎng)絡(luò)設(shè)置選擇“Use bridged networking”(圖11)，這樣可以讓虛擬機的網(wǎng)絡(luò)等同于直接連接在物理局域網(wǎng)上；設(shè)置磁盤大小時勾選“Allocate all disk space now”。圖11完成設(shè)置后不要立刻點擊“Finish”，因為還

18、需要做一些修改。點擊“Customize Hardware”，刪除“Floppy”、“USB Controller”、“Sound Card”三個硬件；添加一塊網(wǎng)卡，同時將兩塊網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)連接屬性設(shè)置為“Bridged”并勾選“Replicate physical network connection state”(圖12)；最后需要將處理器“Processors”的“Execution Mode”設(shè)置為“Intel VT-x or AMD-V”。圖12對于上述步驟，如果使用Workstation 7.0相對來說要容易很多。創(chuàng)建虛擬機的時候選擇硬件兼容類型直接有“Workstation 6.5-

19、7.0”可以選擇；在選擇Guest operating system的時候也有專門的VMware ESX選項；CPU的個數(shù)也有明顯的提升。VMware似乎已經(jīng)開始支持和鼓勵用戶通過這種方式來熟悉ESX。之后的網(wǎng)絡(luò)、磁盤配置保持和6.5版一致， 同時還不用自定義修改硬件，非常方便省事。圖13完成創(chuàng)建后我們關(guān)閉整個VMware Workstation，進入ESX Server 1的保存目錄使用記事本打開“ESX Server 1.vmx”文件，在文件尾部添加以下內(nèi)容(圖13)。其中“scsi1:0.fileName”一行為之前創(chuàng)建的虛擬共享磁盤的位置。有一點需要注意： 默認創(chuàng)建虛擬機使用的磁盤是屬

20、于SCSI通道0的第一塊磁盤，標記為scsi0:0，但虛擬共享磁盤必須和系統(tǒng)虛擬本地磁盤在不同的SCSI通道上，因此 我們這里選擇了SCSI通道1。圖14打開VMware Workstation之后可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)創(chuàng)建的ESX Server 1多了一塊磁盤我們添加的虛擬共享磁盤。這時候?qū)⒐怛?qū)指向之前下載的“esx-DVD-4.0.0-171294.iso”載入到ESX Server 1的虛擬光驅(qū)中，同時調(diào)整兩個VMware Workstation的全局設(shè)置：選擇菜單欄中“EditPreferences”，在“Hot Keys”選項卡中選中“Ctrl+Shift+Alt”，這樣可以避免與Linux中

21、切換終端發(fā)生按鍵沖突；此外為了節(jié)省內(nèi)存選擇“Memory”選項 卡，在“Addtitonal memory”中選中“Allow most virtual machine memory to be swapped”(圖14)。注意如果使用VMware Work station 6.5，在啟動虛擬機ESX Server 1之前還有最后一步操作。在“ESX Server 1.vmx”文件中找到一行內(nèi)容“monitor.virtual_exec=hardware”，在其后加入另外一行“monitor_control.restrict_backdoor=true”。否則無法在虛擬機中運行虛擬機，會出現(xiàn)一

22、個提示：“You cannot on a virtual machine in a virtual machine”。圖15而如果使用Vmware Workstation 7.0則無需作這個步驟。準備就緒后，就可以啟動虛擬機開始ESX Server的安裝了。虛擬機默認會從光驅(qū)啟動，選擇“Install ESX in graphical mode”開始安裝(圖15)。整個過程幾乎是一路“Next”，少數(shù)的設(shè)置操作根據(jù)提示即可完成。安裝完成后繼續(xù)點擊“Next”，虛擬機ESX Server 1就會自動重啟進入默認界面，根據(jù)提示按下“Alt-F1”可以進入ESX的控制界面，用過Linux的朋友可能對

23、此并不陌生。這里有一個非常重要的技 巧：如果用戶用來安裝ESX Server的PC內(nèi)存不夠大，同時ESX Server 4又要求至少2GB內(nèi)存的時候怎么辦呢？其實系統(tǒng)里有一個腳本可以修改，具體方法是用root登錄系統(tǒng)，用VI打開文件“/etc/vmware /init/init.d/00.vmnix”并找到“RequiredMemory”所在行，就是這個參數(shù)設(shè)置限制了內(nèi)存必須大于2GB。只需要將其改 為32，就可以將安裝ESX Server的虛擬機內(nèi)存設(shè)置到大于32MB的任意值，不過根據(jù)我們的經(jīng)驗，ESX Server 4默認啟動會占用700MB左右的內(nèi)存，所以建議大家不要設(shè)置少于1.5GB！

24、圖16 這里有一個意外的小插曲，PC2最初使用的是B2步進的Phenom X4 9500先天有TLB bug的處理器。在普通應用中用戶幾乎不可能遇到這個錯誤，但是在硬件級虛擬化上就遇到了問題。當年對于企業(yè)用戶AMD采取了直接更換CPU的方式，而對 于個人用戶AMD則要求主板廠商推出BIOS屏蔽部分寄存器尋址空間。問題就出在這里，像VMware這類硬件級虛擬化會訪問到這部分被屏蔽的寄存器尋址 空間，就會引起圖16中所出現(xiàn)的錯誤，直至Kernel Panic引起VMware安裝程序崩潰。因此我們提醒各位想體驗虛擬化的用戶，除了更換CPU外此故障完全無解！創(chuàng)建ESX Server 2ESX Serv

25、er 2的安裝和設(shè)置步驟可以完全參考之前ESX Server 1的步驟，只要將其虛擬機名設(shè)置為“ESX Server 2”，保存目錄設(shè)置為“E:Virtual MachinesvSphereESX Server 2”，IP地址設(shè)置為0，主機名設(shè)置為ESX Server 2。搞定兩臺擁有共享磁盤的ESX Server后，我們終于可以暫時拋下PC2了。PC1上的vCenter Server安裝整個VMware vSphere中技術(shù)含量最高，安裝復雜度最高的是vCenter Server。在PC1的Windows 7 Ultimate x64上安裝VMware Workstat

26、ion的過程我們不再詳談，直接介紹安裝Windows Server 2008 Enterprise的操作。 安裝Windows Server 2008 Enterprise按照之前的方法開始創(chuàng)建虛擬機選擇“Custom(advanced)”接著保持默認值一路“Next”，在選擇Guest OS的時候選擇“Microsof tWindowsWindows Server 2008”(圖17)。將虛擬機名稱定為“vCenterServer”，保存目錄為“E:VMWare WorkstationvSpherevCenter Server”。繼續(xù)設(shè)置兩個虛擬CPU3072MB內(nèi)存(至少2048MB)橋接

27、網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建虛擬磁盤設(shè)置類型為SCSI，在設(shè)置磁盤容量的時候我 們可以選擇大一點，比如160GB。同時因為vCenter Server對于磁盤的壓力不是很大，因此我們沒有必要立即分配磁盤空間，可以考慮使用Thin模式提高磁盤的利用率。下一步默認虛擬磁盤文件存放位置， 在點擊Finish前按下“Customize”按照之前的方法刪除“Floppy”和“Sound Card”，之后便可以完成虛擬機的創(chuàng)建。將我們之前下載的Windows Server 2008 Enterprise鏡像文件放入vCenter Server的虛擬光驅(qū)，啟動虛擬機后點擊“Install Now”開始安裝系統(tǒng)。后續(xù)的操作與平時

28、安裝普通操作系統(tǒng)類似，根據(jù)提示進行即可。需要注意的是，選擇Windows版本時點擊“Windows Server 2008 Enterprise(FullInstallation)”，再勾選“I have selected the edition of Windows that I purchased”。圖17為了提高虛擬機vCenter Server的性能，我們要為它安裝VMware Tools。默認按下“Ctrl+Alt”退出虛擬機鼠標鍵盤控制，在VMware Workstation菜單欄中選擇“VMInstall VMware Tools”(圖18)。按照提示運行autorun.exe，

29、一路“Next”完成安裝并重啟虛擬機。圖18安裝SQL Server 2008 Enterprise雖然vCenter Server的安裝源中自帶了一個SQL Server 2005 Express，可以支持5臺ESX Server和25臺虛擬機，但是出于追求完整和全面的考慮，我們還是決定安裝獨立的SQL Server 2008 Enterprise。首先遇到的問題是，如何把SQL Server 2008 Enterprise的安裝文件復制進vCenter Server虛擬機。常用的方式是通過Windows網(wǎng)絡(luò)共享的方式，當然在安裝了VMware Tools之后我們也可以直接從宿主操作系統(tǒng)的文

30、件夾里將文件拖拽進虛擬機里。圖19雙擊運行“SQLFULL_X86_ENU.EXE”，將文件解壓在虛擬機的磁盤中。執(zhí)行解壓后文件夾中的“setup.exe”開始安裝SQL Server，安裝程序會提示需要先安裝Microsoft.NET Framework 3.5 SP1和Windows Installer的一個更新(KB942288)。好在這些安裝程序在SQL Server 2008 Enterprise的安裝包里都已經(jīng)包含，不需要我們再到互聯(lián)網(wǎng)上去下載，只是在安裝完更新后需要重啟一次。重啟后重新進入剛才解壓的文件夾，執(zhí)行 “setup.exe”就會啟動SQL Server安裝中心，點擊“I

31、nstallationNew SQL Server stand-alone installation or add features to an existing installation”(圖19)。安裝程序會驗證操作系統(tǒng)、軟件環(huán)境和硬件，在選擇產(chǎn)品序列號的時候選擇“Specify a free editionEnterprise Evluation”就可以免費使用180天。圖20點擊“Select All”完全安裝SQL Server 2008 Enterprise，對SQL比較熟悉的用戶可以自行刪減功能，我們這里就只安裝了“Database Engine Services”和“Manag

32、ement Tools”(圖20)。接下來一路“Next”，在“Server Configuration”中點擊“Use the same account for all SQL Server services”輸入Administrator的用戶名和密碼。在“Database Engine Configuration”中，點擊“Add Current User”將當前Administrator作為SQL Server的管理員賬戶。在“Analysis Services Configuration”中做相同的事情就可以點“Next”，之后會有一些關(guān)于日志報告的一些設(shè)置，對此只要保持默認值就可以

33、了，最后點擊 “Install”開始安裝。經(jīng)過一番“折騰”后完成SQL Server 2008 Enterprise的安裝，雖然安裝程序并不要求重啟系統(tǒng)，但是我們還是建議重啟一下虛擬機。圖21重新登錄系統(tǒng)，執(zhí)行“開始菜單All ProgramsMicrosoft SQL Server 2008SQL Server Management Studio”，在“Connect to Server”界面中直接點擊“Connect”連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。右鍵點擊左側(cè)“ObjectExplorer”中的“Databases”，彈出菜單中點擊“New Database”，按圖所示填入數(shù)據(jù)庫名“vCenter_Server”，然后點擊“OK”完成新建數(shù)據(jù)庫(圖21)，接下來我們可以關(guān)閉SQL Server的管理工具了。開始安裝前的最后一步，我們需要創(chuàng)建一個ODBC Data Source。方法是到“Control PanelAdministrative ToolsData Sources”中，選擇“System DSN”選項卡，點擊“A