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卖邱
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1 修平科技大學資訊網路技術系實務專題報告 Vmware VCP 5 指導老師 : 陳振庸老師組組長 : 王建祥 BN99056 員 : 林品丞 BN99094 翁廉侑 BN99091 古晟丞 BN99063 林家慶 BN99081 評審老師 : 中華民國 103 年 4 月 1

2 摘要現在的 x86 PC 都擁有強大的效能, 並且因為 x86 架構的關係讓我們一次只能執行一個作業系統, 而這時硬體上的資源大多時候都是處於閒置的狀態 ; 這時虛擬化的技術就能解決硬體效能過剩問題, 讓伺服器的資源被有效利用且更有效率, 還具備了許多的好處, 像是伺服器的統合靈活的資源調度快速且大量的佈署虛擬機器降低維護工作和高可用性與備份回復等功能 VMware vsphere 是 VMware 的原生架構的產品,vSphere 中的 ESXi 則為虛擬化平台,vSphere Client 和 Web Client 為單機管理介面 vcenter Server 為管理中心提供額外的功能 vcenter Server 提供的功能有 vmotion( 無縫轉移 ) DRS( 負載平衡 ) ReSource Management( 資源分配管理 ) vsphere HA( 高可用性 ) 架構於 HA 上的 FT( 零中斷 ) 等 2

3 目錄第一章前言 1-1 研究動機與目的系統簡介軟. 硬體需求系統 / 建置架構圖研究進度研究進度甘特圖工作分配表 9 第二章文獻探討 2-1 認識虛擬化認識 VMware vsphere ESXi 介紹 12 第三章系統功能介紹 13 第四章操作說明 15 第五章結論 5-1 研究結論未來研究方向.71 第六章參考文獻 72 3

4 第一章前言 1-1 研究動機與目的虛擬化是近年來 IT 產業最熱門的議題, 雲端運算這個名詞更是熱門廣義來說, 透過網際網路而來的各種應用, 都可歸納在雲端服務範圍內沒有虛擬化, 機房資料中心還是在, 依舊可以提供服務, 但會沒有彈性且辛苦如今虛擬化已是形成雲朵的必要條件虛擬化可以進一步的將資料中心裡的伺服器儲存設備網路設備整合後需化出資源池, 使資料中心發展出自動化動態靈活性可擴展性架構確立後, 將隨之發展出各種新的商業模式服務使用領先業界的虛擬化和雲端管理平台 VMware vsphere with Operations Mangement 所寄至且經實證的虛擬化解決方案來簡化 IIT 基礎架構 VMware 虛擬化能透過伺服器整合協助您降低資金支出, 利用自動化減少營運成本, 同時還能減少預定及非預定停機時間, 大幅降低營收損失 4

5 1-2 系統簡介軟. 硬體需求設備系統內容軟硬體體 (1) 64 位元 Windows 7 (2) 64 位元 Windows Server 2008 R2 (3) 32 位元 Windows Server 2003 (4) VMware Player (5) VMware vsphere 5 評估 60 天版本 (ESXi 5.1,vCenter Server) (6) StarWind iscsii SAN for free (7) VM EXPLORER for free (1) 64 位元 4 核心桌上型電腦 X1 ( 支援 IntelVT oramd-v) (2) 4GB 記憶體 X4 (3) 1.5TB 硬碟 X1 (4) 500G 硬碟 X1 ( 表 1) 5

6 1-2-2 系統 / 建置架構圖系統建構圖 ( 圖 1) 6

7 系統架構圖 ( 圖 2) 7

8 1-3 研究進度研究進度之甘特圖 ( 圖 3) 8

9 1-3-2 工作分配表項目起止負責人員蒐集有關 VMware 2013 年 4 月 2013 年 12 月全組人員 vsphere5 相關資料及閱讀 Windows Server2008 資 2013 年 4 月 2013 年 12 月全組人員料蒐集及閱讀 Windows Server2008 安裝與設定 2013 年 5 月 2013 年 6 月林品丞古晟丞王建祥翁廉侑安裝虛擬環境 2013 年 6 月 2013 年 7 月林品丞林家慶王建祥翁廉侑安裝 VMware vsphere 2013 年 7 月 2013 年 8 月林品丞古晟丞王建祥翁廉侑設定 vcenter Server 2013 年 8 月 2013 年 10 月林品丞林家慶王建祥翁廉侑軟體功能實作與測試 2013 年 10 月 2013 年 12 月全組組員書面資料撰寫 2013 年 11 月 2013 年 12 月全組組員 ( 表 2) 9

10 第二章文獻探討 2-1 認識虛擬化 Why 虛擬化 Server Consolidation 伺服器合併 : 硬體建置成本降低避免 Service Combination: 不是把許多 Service 安裝再同一台 Host 上, 避免故障而無法完全運作備份與還原容易擺脫硬體 : 更換硬體主機沒有 Driver 上的安裝問題! 利用 P2V(Physical to Virtual) 把現有系統整個轉成 VM 很好的實驗環境 :PoC(Procedure of Change) 降低風險 : 利用 Snapshot 快照 -> 很容易倒回去原本的環境 ( 還原點 ) 虛擬化程序 Step1: 採購硬體, 參考 HCL 的表列資料 Step2: 虛擬化核心 Hypervisor Step3: 決定 Partition, 先建立 Parent Partition(Host OS) 後再建立 Child Partition(VM), 不同的 Partition 視為不同的硬體 (VM) 10

11 2-2 認識 VMware vsphere VMware vsphere 為雲端基礎架構的建立提供領導世界的虛擬化平台 vsphere 能做什麼? 強大的運算 : 將您的 x86 伺服器資源虛擬化並集結成邏輯集區, 分配給多重工作負載可靠的安全性 : 以業界最安全的裸機虛擬化平台保護您的資料及應用程式網路服務 : 獲得虛擬環境所需的網路服務, 並可以簡化控制與管理作業高效率儲存 : 降低後端儲存系統的複雜性, 讓虛擬環境獲得最高效率的儲存利用率一致的自動化 : 以 vsphere 精確及可重複的解決方案簡化例行工作, 以降低營運成本及降低錯誤 High Availability: 延長跨虛擬基礎架構的不停機時間, 降低非預定停機時間, 並免除預定停機時間, 以進行伺服器及儲存裝置維護 11

12 2-3 ESXi 介紹免費的 ESXi 版本稱之為 vsphere Hypervisor ESXi 可以安裝在硬碟 USB 隨身碟或 SD 卡, 利用 Auto Deploy 之功能還能安裝在無磁碟主機上 ( 直接在 Memory 執行 ) ESXi 一般只占用少於 70MB 的磁碟空間 (small disk footprint) ESXi 5.0 可以讓一部 Host 支援最多 512 部 VM, 最多 2048 個 vcpu 整個系統最多可以有 160 個 logical CPU 及 2TB 的記憶體 Small disk footprint 不會紀錄太多操作資訊 Auto Deploy 功能讓 ESXi 不是直接安裝在 HD 上, 而是執行時由遠端下載到 RAM 上面執行 ESXi 具有額外的保護措施 Memory Hardening: 包刮 ESXi 核心使用者應用程式驅動程式等元件之記憶體配置為隨機的, 因此記憶體位址是無法預測的, 安全性相對較高 Kernel Module Integrity: 利用數位簽章概念確保 VMkernel 所載入的模組驅動程式等具有 integrity 及 authenticity Trusted Platform Module(TPM): 硬體元件確保開機程序及所有驅動程式的載入均是一般正常狀態加密的 Key 是放在硬體元件中, 因此硬碟被偷走也無法解開 12

13 第三章系統功能介紹 vsphere 為產品線的名稱,ESXi 為虛擬平台而 vcenter Server 則為管理功能 DRS(Distributed Resource Scheduler): 自動調整負載自動根據實體主機的負載, 自動調度虛擬系統的位置呢, 也就是當某台實體主機負載較高, 可以透過 DRS 將部份子系統透過 VMotion 搬到負載較輕的實體主機 DPM(Distributed Power Management):VMware DPM 主要執行伺服器工作負載集中的任務, 它首先確定將各種工作負載整合到最少物理伺服器上的最佳方式, 滿足應用程式的性能需求 ; 隨後,VMware DPM 會關閉不需要的伺服器以降低資料中心伺服器的能耗, 一旦應用程式需要更多的物理資源時又能自動開啟伺服器該過程式自動的和連續的, 同時還確保滿足應用程式的 SLA 13

14 HA(High Availability):Physical Host 故障時可以自動移轉到另一部 Host 上執行 ( 在另一部 Host 上重新啟動 VM, 因此會有服務中斷現象 HA 與 DRS 不同,DRS 是為了負載調整而設計, 無法用於突然性的故障處理 ) VMware 另有 FT(Fault Tolerance) 可以達到不中斷的要求,FT 式架構在 HA 之上 vshield: 類似防毒防火牆軟體, 非安裝在內部, 保護會較完整 14

15 第四章操作說明 ESXi 安裝 1.VMware Player 點選新增虛擬機器候, 選擇 ESXi 的 ISO 安裝檔 ( 圖 4) 15

16 2. 設定 ESXi 的存放路徑與虛擬機器名稱 ( 圖 5) 16

17 3. 設定虛擬機器的磁碟大小與選擇檔案格式為單一檔案 ( 圖 6) 17

18 4. 選擇自定義硬體, 設定硬體資源圖 7 18

19 5. 設定網路為橋接網路 ( 圖 8) 19

20 6. 開始安裝 ESXi ( 圖 9) 20

21 7. 出現歡迎安裝訊息, 按下 Enter 鍵 ( 圖 10) 21

22 8.License Agreement 宣告, 按下 F11 鍵 ( 圖 11) 22

23 9. 選擇安裝 ESXi 的磁碟路徑 ( 圖 12) 23

24 10. 設定 Keyboard layout 為 US Default, 按下 Enter 鍵 ( 圖 13) 24

25 11. 輸入 ESXi 的 root 密碼 ( 圖 14) 25

26 12. 按下 F11 後開始安裝 ESXi ( 圖 15) 26

27 13. 安裝完成後, 按下 Enter 鍵重新開機 ( 圖 16) 27

28 14. 啟動後的 ESXi 畫面 ( 圖 17) 28

29 ESXi 網路設定 1. 按下 F2 輸入 ESXi 帳號及密碼後, 選擇 Network 設定 ( 圖 18) 29

30 2. 選擇 IP Configuration 設定 ESXi 的 IP address ( 圖 19) 30

31 3. 測試 ESXi 網路設定有沒有問題 ( 圖 20) ( 圖 21) 31

32 4. 設定完成後, 回到主畫面可以看到剛剛設定的 IP ( 圖 22) 32

33 使用 vsphere Client 連接到 ESXi 1. 輸入 ESXi 的 IP 與帳號密碼後點選 Login ( 圖 23) 33

34 2. 登入 ESXi 後的管理畫面 ( 圖 24) 34

35 Storage vmotion 實作 ( 圖 25) 35

36 1. 點選 Server2003_1 按右鍵, 選 Migrate ( 圖 26) 36

37 2. 點選 Change datastore, 按下 Next ( 圖 27) 37

38 3. 將 Server2003_1 搬移, 更換 Datastore 到 iscsi Lun ( 圖 28) ( 圖 29) 38

39 4. 完成, 開始執行 Storage vmotion ( 圖 30) ( 圖 31) 39

40 ( 圖 32) 40

41 vmotion Host ( 圖 33) 41

42 1. 點選 Sever2003_3 按右鍵, 選 Migrate ( 圖 34) 42

43 2. 點選 Change host ( 圖 35) 43

44 3. 選擇目的端的 host, 將 Server2003_3 轉到 ESXi01 host ( 圖 36) 44

45 4. 點選 High Prioriity(Recommended), 縮短轉移時間 ( 圖 37) 45

46 5-1. 開始執行 vmotion 在轉移期間 PING Server2003_3 確認主機還在運作 ( 圖 38) 5-2. Server2003_3 已成功轉移到 ESXi01 host ( 圖 39) 46

47 5-3. Server2003_3 轉移到 ESXi01 host 後的狀態圖 ( 圖 40) 47

48 DRS 的設置與配置 ( 圖 41) 48

49 1. 輸入一個 Cluster 名稱, 勾選 Turn On vsphere DRS ( 圖 42) 49

50 2. 將 Automation Level 改成全自動 (Fully automated) ( 圖 43) 50

51 3. 由於 ESXi host 是虛擬的, 所以 DPM 沒有用途, 選擇 Off ( 圖 44) 51

52 4. 由於 ESXi host 是虛擬的關係, 沒有上的 CPU 差別, 所以不用開啟 EVC, 選擇 Disable EVC ( 圖 45) 52

53 5.VM Swapfile Location, 點 Store the swapfile in the same directory as the virtual machine(recommended) ( 圖 46) ( 圖 47) 53

54 6. 完成後可以看到 ESXi 的兩部機器集中在 Cluster 底下, 並可以看到 ESXi01 上有 Server2003_1 與 Server2003_2,ESXi02 上有 Server2003_3 ( 圖 48) 54

55 7. 測試 DRS 運作, 讓 Server2003_1 與 Server2003_2 滿載 ( 圖 49) 55

56 8. 之後可以看到 Server2003_2 因為 DRS 正常運作的關係, Server2003_2 自動被 vmotion 到 ESXi02 上 ( 圖 50) ( 圖 51) 56

57 vsphere HA 實作 1. 在 lab cluster 按滑鼠右鍵, 點選 Edit Setting ( 圖 52) 57

58 2. 勾選 Turn On vsphere HA ( 圖 53) 58

59 3. 可在看到 Recent Tasks 看到 vcenter 正在安裝 HA agent ( 圖 54) 59

60 4. HA 安裝完成後準備測試 HA 功能圖中所示所有 VM 都已經 vmotion 到 ESXi01 上, 而 ESXi02 上沒有任何的 VM ( 圖 55) 60

61 5. 模擬實體 host 突然故障斷線的情形對 ESXi01 進行 Reboot 動作 ( 圖 56) 61

62 6.ESXi01 斷線後,ESXi01 上的 VM 也跟著斷開連接 ( 圖 57) 62

63 7.ping ESXi01 上的 VM 會發現會有一段時間沒有回應之後又開始運作, 表示因為 vsphere HA 的關係 ESXi02 接手了 ESXi01 上的所有 VM ( 圖 58) 63

64 8.ESXi01 還在斷線中, 而 ESXi01 上的 VM 已經全都 vmotion 到 ESXi02 上並且正常運作中, 而 ESXi01 上沒有任何的 VM ( 圖 59) 64

65 9. 之後 ESXi01 已經 Reboot 完成, 而 VM 都在 ESXi02 上執行中 ( 圖 60) 65

66 10. 過一段時間後, 因為有 DRS 負載平衡的功能,Server2003_3 被 vmotion 到 ESXi01 上 ( 圖 61) 66

67 測試 VM 在 local storage 上執行 vsphere HA 功能 1. 下圖可以看到 ESXi01 上有 Server1 與 Server2 在執行, 而 ESXi02 上有 Server3 在執行 ( 圖 62) 67

68 2. 下圖可以看到 Server2003_1 的檔案是放在 ESXi01 的 local storage, 而 Server2003_2 是放在 Share iscsi 上 ( 圖 63) 68

69 5. 模擬 ESXi01 故障後發現只有放在 Share iscsi 的 Server2003 被 vmotion 到 ESXi02 上, 而 Server2003_1 因為檔案是放在 ESXi01 的 local storage 而無法進行 vmotion ( 圖 64) 69

70 第五章結論 5-1 研究結論找好組員選好專題題目跟指導老師時, 起初我們毫無頭緒不知從何下手, 後來找了老師詢問請教後, 老師給了我們一些書本和紙本的參考資料, 建議我們先熟悉裡面的內容在開始進行軟體安裝架構剛開始安裝時, 常常遇到些問題, 有全英文的網頁軟體的使用期限軟體安裝架設時出現的種種問題等等不過都透過詢問老師翻閱書籍上網蒐查資料翻閱文件資料後, 一一的解除了問題, 也順利的安裝完成, 並嘗試了軟體的某些功能透過這次的專題實作, 我們學到了許多, 不論是面對問題的態度還是學業方面的知識 ; 也了解了虛擬化的好處和程序, 也稍微了解了雲端運算的名詞意義, 這些對我們在面對人事物和資訊方面都有很大的幫助 70

71 5-2 未來研究方向這次專題做到了使用 VMware vsphere 的一些現有功能, vmotion_datastore vmotion_host 實作 DRS 負載平衡 HA_in iscsi HA_in localstorage 總結出雲端是未來的一大趨勢, 由虛擬化揭開序幕傳統的商業資料中心面臨重大改變期望在外來能發展出更多不論是人們食衣住行上或是資訊科技上都能讓大家更為便利更為快速的技術 ; 但也必須考量到要面對大自然與環保的種種問題, 才能使地球能永續發展經營 71

72 第六章參考文獻 [1] 胡嘉璽,2010 年 08 月, 全球最強 VMware vsphere 4 企業環境建構, 上奇資訊股份有限公司 [2] 伺服器虛擬化與雲端基礎架構 :VMware vsphere [3]VMware 虛擬技術 : 領先業界的虛擬化平台 [4]VMware vsphere5 install, Confiiguration, Manage 文件資料 [5]VMware vsphere 概述學員手冊 ESXi5.0 和 vcenter Server5.0 文件資料 [6] 熊信彰,2012 年 06 月初版 2013 年 10 月初版六刷,VMware vsphere5 虛擬化全面啟動, 碁峰資訊股份有限公司 72