任务2.1 安装ESXi服务器系统

任务说明

要掌握VMware vSphere企业级虚拟化平台的运维管理，就得从VMware ESXi的安装开始，从无到有地安装配置VMware ESXi，并在ESXi中创建虚拟机、配置虚拟机、管理VMware ESXi网络。VMware ESXi的安装环境比较灵活，有以下三种方法。

（1）在服务器上安装。这是最好的方法，你可以在购买的 IBM、HB、Dell 这些服务器上安装测试VMware ESXi，在安装的时候，服务器原来的数据会丢失，请备份这些数据。

（2）在PC上测试，搭建实验环境。在某些Intel芯片组，CPU是Core i3、i5、i7，它们都支持64位硬件虚拟化，可以在这些普通PC上安装测试VMware ESXi。

当主板芯片组是H61的时候，VMware ESXi安装在SATA硬盘上可能不能启动，可以将 VMware ESXi安装在U盘上，用SATA硬盘做数据盘。当主板芯片组是Z97的时候，在启用南桥支持的 RAID 卡时，可以将 ESXi 安装在 SATA 硬盘中（不用配 RAID，因为ESXi不支持Intel集成的“软”RAID，而是绕过RAID直接识别成SATA硬盘）。

（3）在VMware Workstation 虚拟机上测试。初学者可能一时找不到服务器安装VMware ESXi，可以借助 VMware Workstation 或 Oracle 的 Virtual Box，在 VMware Workstation的虚拟机上学习VMware ESXi的使用。

要想在虚拟机中学习测试VMware ESXi，需要主机是64位CPU，并且CPU支持硬件辅助虚拟化，至少有4～8GB的内存。如果要做FT（容错）实验，则要求主机至少有16GB的内存。

任务分析

在本任务中，我们将在VMware Workstation中安装VMware ESXi 7.0，任务拓扑设计如图2.1.1所示。在实验环境中，ESXi虚拟机使用的网络类型是NAT，对应的VMnet8虚拟网络的网络地址为192.168.11.0/24，ESXi 主机的 IP 地址为192.168.11.88，本机（运行VMware Workstation的宿主机）安装VMware vSphere Client，IP地址为192.168.11.1。

由于VMware ESXi 7.0需要至少4GB的内存，所以建议至少提供8GB的内存，以便能够在典型生产环境下运行虚拟机。如果内存配置过低，在vSphere环境中将有很多功能不能使用，因此建议VMware ESXi 7.0主机内存在12GB以上。如果计算机内存较小，建议安装低版本的系统，如VMware vSphere的5.x版，VMware ESXi 5.1要求主机的内存至少为2GB。

相关知识

VMware vSphere 7.0是VMware公司的企业级虚拟化解决方案，图2.1.2所示为VMware vSphere虚拟化架构的构成，下面将对VMware vSphere虚拟化架构进行介绍。

（1）私有云资源池。私有云资源池由服务器、存储设备、网络设备等硬件资源组成，通过vSphere进行管理。

（2）公有云。公有云是私有云的延伸，可以对外提供云计算服务。

（3）计算。计算（Compute）包括ESXi、DRS和虚拟机等。

VMware ESXi是在物理服务器上安装的虚拟化管理程序，用于管理底层硬件资源。安装ESXi的物理服务器称为ESXi主机，ESXi主机是虚拟化架构的基础和核心，ESXi可以在一台物理服务器上运行多个操作系统。

DRS（分布式资源调度）是vSphere的高级特性之一，能够动态调配虚拟机运行的ESXi主机，充分利用物理服务器的硬件资源。

虚拟机在ESXi上运行，每个虚拟机运行独立的操作系统。虚拟机对于用户来说就像一台物理机，同样具有CPU、内存、硬盘、网卡等硬件资源。虚拟机安装操作系统和应用程序后与物理服务器提供的服务完全一样。VMware vSphere 7.0支持的最高虚拟机版本为12，支持为一台虚拟机配置最多64个vCPU和1TB内存。

（4）存储。存储（Storage）包括VMFS、Thin Provision和Storage DRS等。

VMFS（虚拟机文件系统）是vSphere用于管理所有块存储的文件系统，是跨越多个物理服务器实现虚拟化的基础。

Thin Provision（精简配置）是对虚拟机硬盘文件VMDK进行动态调配的技术。

Storage DRS（存储DRS）可以将运行的虚拟机进行智能部署，并在必要的时候将工作负载从一个存储资源转移到另一个存储资源，以确保最佳的性能，避免I/O瓶颈。

（5）网络。网络（Network）包括分布式交换机（Distributed Switch）和网络读写控制（Network I/O Control）。

分布式交换机是vSphere虚拟化架构网络核心之一，是跨越多台ESXi主机的虚拟交换机。

网络读写控制是vSphere高级特性之一，通过对网络读写的控制使网络达到更好的性能。

（6）可用性。可用性（Availability）包括实时迁移（vMotion）、存储实时迁移（Storage vMotion）、高可用性（High Availability）、容错（Fault Tolerance）、数据恢复（Data Recovery）。

实时迁移是让运行在一台 ESXi 主机上的虚拟机可以在开机或关机状态下迁移到另一台ESXi主机上。

存储实时迁移是让虚拟机所使用的存储文件在开机或关机状态下迁移到另外的存储设备上。

高可用性是在 ESXi 主机出现故障的情况下，将虚拟机迁移到正常的 ESXi 主机上运行，尽量避免由于ESXi主机出现故障而导致服务中断。

容错是让虚拟机同时在两台 ESXi 主机上以主/从方式并发地运行，也就是所谓的虚拟机双机热备。当任意一台虚拟机出现故障时，另外一台虚拟机立即接替工作，用户感觉不到后台已经进行了故障切换。

数据恢复是通过合理的备份机制对虚拟机进行备份，以便故障发生时能够快速恢复。

（7）安全性。安全（Security）体现在vShield Zones、VMsafe两方面。vShield Zones是一种安全性虚拟工具，可用于显示和实施网络活动。VMsafe安全API使第三方安全厂商可以在管理程序内部保护虚拟机。

（8）可扩展性。可扩展性（Scalability）包括DRS、热添加等。热添加能够使虚拟机在不关机的情况下增加CPU、内存、硬盘等硬件资源。

（9）VMware vCenter套件。VMware vCenter提供基础架构中所有ESXi主机的集中化管理，vSphere虚拟化架构的所有高级特性必须依靠vCenter才能实现。vCenter需要数据库服务器的支持，如SQL Server、Oracle等。

（10） VMware vSphere 基本管理架构。VMware vSphere 虚拟化架构的核心组件是VMware ESXi和VMware vCenter Server，其基本管理架构如图2.1.3所示。

① vSphere Client：VMware vSphere Client是一个在Windows操作系统上运行的应用程序，在Linux环境下无法运行，可以创建、管理和监控虚拟机，以及管理ESXi主机的配置。管理员可以通过 vSphere Client 直接连接到一台 ESXi 主机上进行管理，也可以通过vSphere Client连接到vCenter Server，对多台ESXi主机进行集中化管理。在vSphere 5.0以后，VMware在逐渐弱化vSphere Client的作用，现在很多高级功能（如增强型vMotion）只能在vSphere Web Client里实现。VMware的设计趋势是用vSphere Web Client取代vSphere Client，vSphere 6.7以后版本已经不再支持vSphere Client的管理。

② vSphere Web Client：vSphere Web Client是vCenter Server的一个组件，可以通过浏览器管理vSphere虚拟化架构。vSphere Web Client的Web界面是通过Adobe Flex开发的，客户端浏览器需要安装 Adobe Flash Player 插件。基于 Flash 的 vSphere Web Client 在vSphere 6.7 中已弃用，取而代之的是VMware Host Client。

③ VMware Host Client：VMware Host Client是一款基于 HTML 5的客户端，用于连接和管理单个ESXi主机。可以使用VMware Host Client在目标ESXi主机上执行管理和基本故障排除任务及高级管理任务。当vCenter Server 不可用时，也可以使用VMware Host Client执行紧急管理。必须知道VMware Host Client 与vSphere Client不同，这非常重要。使用 vSphere Client 可连接 vCenter Server 和管理多个 ESXi 主机，而使用 VMware Host Client仅可以管理单个ESXi主机。

④ 数据存储：ESXi主机将虚拟机等文件存放在数据存储中，vSphere的数据存储既可以是ESXi主机的本地存储，也可以是FC SAN、iSCSI SAN等网络存储。

（11）vSphere虚拟化架构与云计算的关系。业界有一种说法，虚拟化是云计算的基础，那么未使用虚拟化架构的传统数据中心是否能够使用云计算呢？答案是可以的。只是如果不使用虚拟化，运营成本的降低、资源的有效利用、良好的扩展性等均不能得以体现。VMware vCloud Director可以方便、快捷地将vSphere融入云计算。

任务实施

第1步：准备ESXi主机硬件。

与传统操作系统（如Windows和Linux）相比，ESXi有更严格的硬件限制。ESXi不一定支持所有的存储控制器和网卡，使用VMware网站上的兼容性指南可以检查服务器是否可以安装VMware ESXi。

1.查询安装VMware ESXi 7.0的硬件要求

VMware ESXi 7.0的硬件要求如下：

（1）ESXi 7.0要求主机至少具有两个CPU内核，要支持64位虚拟机，x64 CPU 必须能够支持硬件虚拟化（Intel VT-x 或 AMD RVI）。

（2）ESXi 7.0支持广泛的多核64位 x86处理器。

（3）ESXi 7.0 需要在 BIOS 中针对 CPU 启用 NX/XD 位。

（4）ESXi 7.0需要至少4GB内存，建议至少使用8GB内存，以便能够在典型生产环境中运行虚拟机。

（5）一个或多个千兆或更快的以太网控制器。

（6）ESXi 7.0要求 USB 或 SD 设备的引导磁盘至少为8GB，其他设备类型（如HDD、SSD 或 NVMe）的引导磁盘至少为32GB。引导设备不得在 ESXi 主机之间共享。

（7）SCSI 磁盘或包含未分区空间用于虚拟机的本地（非网络）RAID LUN。

（8）对于串行 ATA （SATA），有一个通过支持的 SAS 控制器或支持的板载 SATA 控制器连接的磁盘。SATA 磁盘被视为远程、非本地磁盘。在默认情况下，这些磁盘用于暂存分区，因为它们被视为远程磁盘。

2.为VMware ESXi主机安装多块网卡

对于运行VMware ESXi的服务器主机，通常建议安装多块网卡，以支持8～10个网络接口，原因如下：

（1）ESXi管理网络至少需要1个网络接口，推荐增加1个冗余网络接口。在后面的项目中，如果没有为 ESXi 主机的管理网络提供冗余网络连接，一些 vSphere 高级特性（如vSphere HA）会给出警告信息。

（2）至少要用2个网络接口处理虚拟机本身的流量，推荐使用1Gbit/s以上速度的链路传输虚拟机流量。

（3）在使用iSCSI的部署环境中，至少需要增加1个网络接口，最好是2个。必须为iSCSI流量配置1Gbit/s或10Gbit/s的以太网，否则会影响虚拟机和ESXi主机的性能。

（4）vSphere vMotion需要使用1个网络接口，同样推荐增加1个冗余网络接口，这些网络接口至少应该使用1Gbit/s的以太网。

（5）如果使用vSphere FT特性，那么至少需要1个网络接口，同样推荐增加1个冗余网络接口，这些网络接口的速度应为1Gbit/s或10Gbit/s。

3.开启BIOS中的虚拟化功能

如果在物理服务器上安装 VMware ESXi，需要确保服务器硬件型号能够兼容安装的VMware ESXi版本，并在BIOS中执行以下设置。

（1）如果处理器支持Hyper-threading，应设置为启用Hyper-threading。

（2）在BIOS中设置启用所有的CPU Socket，以及所有Socket中的CPU核心。

（3）在BIOS中将CPU的NX/XD标志设置为Enabled。

（4）如果 CPU 支持 Turbo Boost，应设置为启用 Turbo Boost，将选项 Intel Speed Steptech、Intel Turbo Modetech和Intel C-STAT Etech设置为Enabled。

（5）在BIOS中打开硬件增强虚拟化的相关属性，如Intel VT-x、AMD-V、EPT、RVI等。

第2步：创建VMware ESXi虚拟机。

虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。

虚拟机系统通过现有操作系统生成全新的虚拟镜像，它具有与真实Windows系统完全一样的功能，进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立虚拟系统中进行的，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有独立的桌面，不会对真正的系统产生任何影响，而且能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换。

下面将在VMware Workstation中创建运行VMware ESXi的虚拟机。

首先在VMware Workstation 16.1中创建新的虚拟机，选择“自定义”配置，在“选择虚拟机硬件兼容性”对话框，使用默认的最高版本，在“选择客户机操作系统安装来源”对话框，选择“安装程序光盘映像文件（iso）”，浏览找到VMware ESXi 7.0的安装光盘ISO映像文件，在“给新建的虚拟机命名，并选择虚拟机的存放位置”对话框，设置虚拟机名称，并选择存放位置。需要注意的是，虚拟机名称及存放路径避免使用中文。

在“处理器配置”对话框，配置处理器数量为2个，每个处理器的内核数量为2个，如图2.1.4所示，VMware ESXi 7.0至少需要2个处理器内核。

在“此虚拟机的内存”对话框配置虚拟机内存为4GB，如图2.1.5所示，VMware ESXi 7.0至少需要4GB内存。

接下来的配置根据实际情况默认单击“下一步”按钮即可。在“选择磁盘”向导页面，选择“创建新虚拟磁盘”选项，并将虚拟机的磁盘大小设置为至少40GB（在此设置为500GB），因为在没有外接存储系统的时候，需要在ESXi本地存储中存放虚拟机系统文件，并选择“把虚拟磁盘拆分成多个文件”选项，便于移动。

最后完成创建VMware ESXi 7.0虚拟机，如图2.1.6所示。

单击“完成”按钮，完成VMware ESXi虚拟机的创建。

第3步：安装VMware ESXi系统。

如果在物理服务器上安装VMware ESXi，则需要确保服务器硬件型号能够兼容安装的VMware ESXi版本，下面将在上面创建的虚拟机中安装VMware ESXi 7.0系统。

1.装入VMware ESXi 7.0的安装光盘

开启虚拟机之前，需要先将VMware ESXi 7.0的安装光盘装入光驱，装入VMware ESXi 7.0的安装光盘如图2.1.7所示。

2.启动VMware ESXi虚拟机

启动VMware ESXi虚拟机，在启动菜单处按Enter键，进入VMware ESXi 7.0的安装程序，如图2.1.8所示。

3.开始安装VMware ESXi 7.0

系统首先加载安装文件，接着加载VMkernel文件。经过较长时间的系统加载过程，加载文件完成，出现安装界面，如图2.1.9所示。按Enter键开始安装VMware ESXi 7.0。

4.接受授权协议

系统出现“End User License Agreement（EULA）”界面，如图2.1.10所示，也就是最终用户许可协议，按F11键接受授权协议。

5.选择安装的硬盘

系统提示选择安装VMware ESXi 使用的存储，ESXi支持U盘及SD卡安装。VMware ESXi检测到本地的硬盘，如图2.1.11所示。按Enter键选择在这块硬盘中安装ESXi。

如果计算机上安装过ESXi，或者有以前的ESXi版本，则弹出“ESXi and VMFS Found”界面，如图2.1.12所示。

在图2.1.12所示界面，提示找到一个ESXi与VMFS数据存储，用户可以做以下三种选择。

（1）Upgrade ESXi，preserve VMFS datastore（升级ESXi，保留VMFS数据存储）。

（2）Install ESXi，preserve VMFS datastore（安装ESXi，保留VMFS数据存储）。

（3）Install ESXi，overwrite VMFS datastore（安装ESXi，覆盖VMFS数据存储）。

根据实际情况，如果以前安装的是ESXi 5.X或6.X等以前的版本，则可以选择第1项；如果要安装全新的ESXi，并保留数据库，则选择第2项；如果这台机器是实验环境，则可以选择第3项。

6.选择键盘布局

如图2.1.13所示，键盘布局选择“US Default”，默认采用美国标准，按Enter键继续。

7.设置root用户密码

输入主机的root用户密码。密码不能留空，但为了确保第一次引导系统时的安全性，请输入不小于7位数的密码。密码必须包括三种以上字符（大写字母、小写字母、数字、特殊字符），安装后可以直接在控制台更改密码，如图2.1.14所示，按Enter键继续。

8.开始正式安装

选择的硬盘将被重新分区，如图2.1.15所示，按F11键确认安装VMware ESXi，并显示安装进度，如图2.1.16所示。如果使用INTEL XEON 56XX CPU，则会出现一些特性不支持警告提示。

9.完成VMware ESXi安装

安装的时间取决于服务器的性能，等待一段时间即可完成VMware ESXi 7.0的安装，如图2.1.17所示，按Enter键重启服务器。

至此，VMware ESXi安装完成，本任务结束。