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【電腦資訊】VMware vSphere ESXi 速成筆記

VMware vSphere 是 VMware 的虛擬化平台方案,其中兩大核心元件是 ESXi 和 vCenter Server。提到 VMware 的虛擬化方案,最廣為人熟知的是 VMware Workstation(macOS 版為 Fusion)產品,不久之前官方(Broadcom)很佛心的開放 Workstation / Fusion 個人版免費,上官網免費註冊之後即可下載安裝使用。雖然 ESXi 與 Workstation 同樣是虛擬化方案,不過使用上大有不同。Workstation / Fusion 本質上是軟體,必須在 Windows / macOS / Linux 環境下安裝,虛擬機使用本機資源,3D 顯卡與音效裝置的資源效果較好,用戶甚至可以在虛擬機內看影片打電玩。而 ESXi 本身就是一套作業系統,虛擬機使用 ESXi 主機資源而非用戶端本機,虛擬機用戶都是遠端操作,對音效與 3D 支援度差很多(正確說法是有另一套昂貴的玩法,一般用戶玩不起),因此 ESXi 上面的虛擬機比較適合提供無人看守的網路服務,例如架設資料庫、網站等。ESXi 最大好處是一台實體機器可以切割成多台電腦,充分運用資源。

日前因工作的需要,接觸到 VMware vSphere ESXi 這個領域,雖然網路教學資源也不少,但上網爬文還是爬得有些辛苦。趁著專案剛結束還有些記憶時,趕緊把這段時間的學習的心得筆記寫下,供日後查閱。

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一、VMware vSphere ESXi 官網資源

VMware 在去年底被博通(Broadcom)收購之後,發行政策發生變化,下載資源也變得複雜難找,這也是許多網路教學失效、爬文困難的原因。在此概略的重新整理一遍。註冊的過程就不說明了,在此重點放在與 VMware vSphere ESXi 有關的項目上。

VMware vSphere ESXi 下載資源

進入博通官網(broadcom.com)之後,點擊右上方 Support Portal -> Go To Portal。

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之後會要求會員登入。沒博通帳號的可以免費註冊一個會員。完成會員登入之後,右上方的會員區塊會出現雲標誌,點擊 VMware Cloud Foundation。

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最後點擊左側的 My Downloads,最後進入的功能區塊,就是 VMware 全部產品的查詢下載中心。

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VMware 產品眾多,所需要的 ESXi 隸屬於 VMware vSphere 產品中,被排在第二頁。 

接下來是重點了。點擊進入 VMware vSphere 之後,第一個頁籤 Products 還是有一大堆版本可供選擇(第二個 Solutions 頁籤是更新檔下載), 要選的是 VMware vSphere Enterprise 項目(其他項目也可以,但不一定能找到需要的)。

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點開之後出現版本選擇。根據自己的需要選擇合適的版本,其中 6.0 以前已被官方放棄治療,建議 6.7 以後。這裡選擇 8.0 版作為範例。

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點擊進入 8.0 之後,選擇 VMware vSphere Hypervisor (ESXi) 項目,這裡必需點擊右邊的 View Group 才能進入。(這頁上方的下拉選單也能選擇版本)

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最終到達需要的下載頁面。可以看到有兩個下載項目:VMware vSphere Hypervisor (ESXi ISO) image 與 VMware vSphere Hypervisor (ESXi) Offline Bundle。

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右上方還能更進一步選擇小版本。例如 8.0 又分為 8.0b、8.0U1、8.0U1a....以及最新的 8.0U3。

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說明如下:

  • VMware vSphere Hypervisor (ESXi ISO) image :安裝 ESXi 的 iso 映像檔,
  • VMware vSphere Hypervisor (ESXi) Offline Bundle:ESXi 的套件 zip 檔。可用來升級已安裝 ESXi 的系統,或是自行製作客製化 iso 的基礎來源。

然而此時會發現竟然無法下載,滑鼠移過去出現禁止符號,以及「Not Entitled」提示。

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根據這篇文章說明,應該是免費帳號沒有付費訂閱的原因。不過這裡可以取得檔案名稱與 SHA2 / MD5 值,這代表可以使用這些資訊做為關鍵字,透過 Google 大神取得正確的檔案,過程就不展開了。

另外,這個頁籤中「Drivers & Tools」以及「Custom ISOs」內的檔案,免費帳號是可以下載的。其中「Custom ISOs」表示是由設備廠商製作提供的 iso 映像檔,可用來安裝在設備廠商的機器上。

螢幕擷取畫面 2024-11-08 110904.png

當然也可以拿來試著安裝在一般的機器上看看,只是不一定可以安裝就是了。

附帶一提的是,先前提到 VMware WorkStation 與 VMware Fusion 開放個人版免費使用,也可以在這裡取得,方法一樣是登入後右上方 VMware Cloud Foundation -> 左側 My Downloads,然後選擇 VMware Workstation Pro 或 VMware Fusion 之後,選擇有「for Personal Use」字樣的項目下載即可。如果有出現「I agree toTerms and Conditions」則必須勾選才能下載,否則會出現「Not Entitled」提示無法下載。

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二、安裝 VMware vSphere ESXi

安裝步驟沒甚麼難度,快速文字帶過即可。

取得安裝 ESXi 的 iso 映像檔之後,就可以拿來安裝 ESXi 了。如果要用虛擬機來練習安裝,直接在虛擬機設置內掛載 iso 開機就行了。如果要安裝在實體機器上,可以使用 Rufus 工具,將 iso 製作成 USB 安裝碟,然後用這支 USB 開機進入安裝程序。

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安裝 ESXi 需要一張空白硬碟或 SSD,如果目標硬碟上已經有其他系統資料,安裝過程會出現警告,選擇確定後將完全清除目標硬碟資料。

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以黑蘋果三號機(i7-10700K / WD SN730 SSD / Intel I225-V 網卡)來說,安裝 ESXi 8.0U3 從 USB 開機到安裝完成,整個過程不超過三分鐘,其中安裝進度條不用 10 秒就結束,真的很快。

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設定 VMware vSphere ESXi

安裝完重開機進入 ESXi 之後,顯示的畫面如下:

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這只是 EXSi 的設定介面,按 F2 可以進入。需要設定的項目也很少,最主要設定就兩個:設定網卡 IP 以及 SSH 開關,根據自己的需要設定即可,例如固定 IP 或 DHCP 取得,ESXi 服務要綁定哪張網卡等等。其他則不一定會用到所以不提了。IP 設定完之後,其他都是透過遠端管理這台 ESXi 伺服器。

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在 ESXi 6.0 以前,用戶需安裝使用特定的 Client 軟體才能管理 ESXi 主機。從 ESXi 6.5 開始,改為瀏覽器操作管理,網址填入 ESXi 的 IP 位址,登入畫面輸入正確的帳密之後,就可以操作管理 ESXi 了。進入 ESXi 的管理介面,可查看 ESXi 的版本、硬碟空間,建立與管理虛擬機等等,只要有使用 PC 虛擬機的經驗,使用 ESXi 時一點都不難,所以使用 ESXi 這部分也不展開細說了。

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安裝好 ESXi 之後有 60 天的評估期,根據官網說法,到期之後 ESXi 仍能正常運作,不過一旦關機之後就無法再度啟用,用戶必須取得並輸入授權碼才能使用。不過我嘗試關機後進 BIOS 修改時間至 60 天後重開機,ESXi 的評估期竟然又自動延展 60 天,時間改回來之後就變成一百多天的評估期。至於授權碼,仍維持 VMware 產品一貫的親民風格,Google 大神可搜到一堆,公開的授權碼似乎也沒被官方禁用。所以還是那句話,自己練習玩玩、體驗資管家家酒可以,不過要導入實質生產線的話,授權費就不能省。

以上就是 ESXi 的下載、安裝、基本設定與管理。看起來沒甚麼難度,網路上的 ESXi 安裝教學搜一搜也一大堆,這裡只是把 VMware 併入博通之後的操作流程重新梳理一遍。接下來要進入真正的重點了。

三、升級 VMware vSphere ESXi

升級 VMWare vSphere ESXi 有很多方法,官方文件中列出 N 種升級方式,選擇習慣方便操作的就好。

上面提到 ESXi 的有 5.5、6.0、6.5、6.7、7.0,以及最新的 8.0。這些版本可視為「大版號」,類似 Windows 系統的 WinXP、Win7、Win8、Win10、Win11 的差異。每一個大版號中其實還有發行多個修正版本,類似於 Win10 中 1607、1809、21H2、22H2 的差異。這個網頁這個網頁全部列出 ESXi 從 4.0 以後發行過的所有版號和發行資訊。

螢幕擷取畫面 2024-11-08 105659.png

列表中 Available as 欄位顯示,有些版本有發行 iso ,有些則是顯示 Patch 。而更進一步從 vSphere 的說明文件網頁中,點擊左側的各個版本,點擊展開「版本說明」,展開下方的「ESXi Update and Patch 版本說明],就有列出所有的發行版本詳細內容,例如發行的檔案名稱與 MD5 / SHA2 值,並引導至下載頁面。

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隨機查找幾個發行後可以發現,有的只有發行 iso,有的只有發行 zip,有的則是引導至上述的 My Downloads 區塊,並遇到「Not Entitled」的情況,這時就以關鍵字請出 Google 大神搜尋。

另一種查找升級檔案的方法是,登入後右上方 VMware Cloud Foundation -> 左側 My Downloads -> 第二頁查找點擊 VMware vSphere,進入 VMware vSphere 頁面後,點擊 Solutions 頁籤

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點擊 Solutions 之後也和 Products 樣跑出一大堆相關產品列表,選定 VMware vSphere - Enterprise 後也會出現大版本列表,再點擊對應的大版號之後,進入更新列表。

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更新檔包含了 vCenter Server 和 ESXi (兩者是 vSphere 產品的核心),這裡重點放在 ESXi 也就是上圖紅框的部分。依個人需求點擊要下載的 ESXi 更新項目。

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點擊 Release Notes 就會連到上面提到的「ESXi Update and Patch 版本說明]。意即不論是哪一種查找更新的方法,都會回到同一個下載說明頁面。最後得到的檔案會有 iso 與 zip 兩種檔案格式,有時是 zip 、有時是 iso ,有時候兩種都會提供(例如 8.0U3b-24280767 就同時提供兩種檔案),不論哪一種都可用來升級原來的 ESXi 系統。這裡僅簡單列出兩種個人實測升級有效的方法。

使用 iso 升級

iso 的升級方法和安裝方法一樣,在安裝過程中選擇已安裝 ESXi 的硬碟時,後會跳出三個選項:升級原有的 ESXi,全新安裝 ESXi 但保留該硬碟 vmfs 上的資料(即保留虛擬機資料)、全新安裝並刪除 vmfs 資料(即格式化清除該硬碟資料後安裝)。選升級即可。

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使用 zip 升級

zip 的升級方式,是先將 zip 檔案傳至 ESXi 主機上,再透過 ssh 連線操作,執行指令進行升級。方式如下:

(1)開啟 ESXi 的 ssh 連線功能:在 ESXi 主機上進入設定介面操作,或是從 Web 管理介面操作也可以(導覽器 - 主機 - 動作 - 服務 - 啟用 Secure Shell (SSH) )。

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(2)啟用維護模式(導覽器 - 主機 - 動作 - 進入維護模式)

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(3)使用 Winscp 或 FileMozilla 等支援 ssh 傳檔的軟體,將 zip 檔上傳到 ESXi 主機。(可放置在 ESXi 主機的資料存放區,對應的上傳路徑為 /vmfs/volumes/<資料存放區名稱 uuid 值>)

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(4)使用 ssh 方式登入 ESXi 主機

(5)執行指令

esxcli software sources profile list -d <上傳路徑>/<上傳的 zip 檔案名稱>

正常的話,會回應一段內容格式如下:

Name                           Vendor        ...
---------------------...
<profile name -standard>...
<profile name -no-tools>...

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通常會有兩個,記下有 standard 字串的這個(例如 ESXi-8.0U3b-24280767-standard)

最後執行升級指令

esxcli software profile update -d <上傳路徑>/<上傳的 zip 檔案名稱> -p <profile name -standard>

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執行結果會回應一大串文字內容。如果成功的話,會提示升級了哪些 VIB 套件,以及是否需要重開機,如果失敗則顯示錯誤訊息。

重開機之後,進入 Web 管理介面,結束維護模式。(導覽 - 主機 - 動作 - 結束維護模式),可查看版本確認是否升級成功。

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四、自製 iso 安裝檔

以黑蘋果三號機來說,使用目前最新的 ESXi 8.0 安裝很順利,沒遇到任何問題,然而黑蘋果二號機(i7-3770 / Z77X-UP4 TH / Realtek 8111)就不是這樣了,不管哪個 ESXi 版本,安裝會直接跳出 No Network Adapters,意思是找不到網路卡,導致安裝程序失敗跳出。(實際上三號機也只能用 ESXi 8.0+ 版本,因主板 Intel I225-V 網卡需要 ESXi 8.0+ 才支援,更舊的 ESXi 版本也會提示網卡問題)

ESXi 其實是會挑硬體的。網卡相容性可以透過以下的網頁查詢:

VMware Compatibility Guide (註:2024 年 11 月 11 以後將與 https://compatibilityguide.broadcom.com/ 同步)

二號機安裝 ESXi 會遇到兩個限制:

  • CPU 支援:i7-3770 於 ESXi 7.0 出現警告「 The CPU in this host may not be supported in future ESXi releases」,8.0 直接顯示錯誤說不支援「The CPU in this host is not supported by ESXi」。(ESXi 8.0 CPU 支援清單
  • No Network Adapters:不論哪個 ESXi 版本都會出現。原因是 ESXi 不支援 Realtek 任何一張網卡。

所幸第二個問題有第三方驅動 net55-r8168 解決,可以到這裡下載。該驅動說明頁表示,驅動的名稱為 net55-r8168, Acceptance Level 為 CommunitySupported,僅支援 ESXi 5.5, ESXi 6.0, ESXi 6.5, ESXi 6.7。

綜上所述,二號機選擇 ESXi 6.7 進行安裝 ,且必須將 Realtek 8111 的 ESXi 驅動封裝在安裝程序中,也就是必須自製 iso 安裝檔。詳細作法和步驟可以參考這段影片,以下僅概略說明。

(1) 下載並安裝 VMware PowerCLI 工具(主頁):

VMware PowerCLI 是自製 iso 的必要工具集。對於製作 ESXi 6.7 安裝檔來說,最高只能使用 VMware PowerCLI 12.7 版(下載頁)(VMWare 產品相容性查詢)。

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下載解壓縮之後放在 C:\Program Files\WindowsPowerShell\Modules 底下(下圖紅框處)

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(2) 下載 ESXi 6.7 Offline Bundle zip(例:ESXi670-201912001.zip) 與 Realtek 8111 第三方驅動 net55-r8168 (Offline Bundle version),放在同一目錄下(例: H:\ESXi 目錄)

螢幕擷取畫面 2024-11-08 001758.png

(3) 以系統管理員權限開啟 Windows Powershell,並進入該目錄中。

螢幕擷取畫面 2024-11-07.jpg

在 Windows PowerSheel 環境中,所有的指令和檔名,可以只輸入前面幾個字母之後按 TAB 鍵自動補完。

(4) 依序執行以下指令:

Get-Module -Name vmware.powercli -ListAvailable
    # 回應 VMware.PowerCLI 的版本,看看是不是 12.7 版

Set-ExecutionPolicy Unrestricted
    # 會出現詢問,回答 A

# 下一行的指令中,用逗號串接多個 Bundle 檔案
Add-EsxSoftwareDepot  <ESXi 6.7 Offline Bundle zip 檔案名稱>, <net55-r8168 (Offline Bundle version) 檔案名稱>
    # 回應: Depot Url --- ...

螢幕擷取畫面_2024-11-08_002314.jpg

Get-EsxImageProfile | FL
    # 取用 Name 有 standard 字樣的完整名稱,例如下圖中 ESXi-6.7.0-20191204001-standard

螢幕擷取畫面_2024-11-08_002612.png

New-EsxImageProfile -CloneProfile <取得standard名> -Name <自訂Profile名稱> -Vendor <自訂廠商名稱>

# 將 AcceptanceLevel 降級至 CommunitySupported,否則無法封裝社群級的第三方驅動
Set-EsxImageProfile -ImageProfile <自訂Profile名稱> -AcceptanceLevel CommunitySupported

# 封裝驅動,若有多個驅動名稱可用逗號隔開
Add-EsxSoftwarePackage -ImageProfile <自訂Profile名稱> -SoftwarePackage net55-r8168

# 輸出為 iso 檔
Export-EsxImageProfile -ImageProfile <自訂Profile名稱> -ExportToIso -FilePath <自訂 iso 檔案名稱>.iso

螢幕擷取畫面_2024-11-08_003019.png

最後產生的 iso 檔再用 Rufus 製作成 USB 安裝碟,即可在二號機上進行安裝 ESXi 6.7。

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四、後記

VMware 作為一家老牌虛擬化產品廠商,其不斷進步的品質、易管易用的特性,以及彈性、合理、寬鬆的發售策略,長久以來已累積大量的用戶和良好口碑。以前一般個人用戶可以很容易的接觸到 VMware 的相關產品,不僅有免費版本可嘗鮮,上網隨便搜更能發現不少付費版本的授權碼,連破解都不用,對此官方似乎也沒有積極的防制作為。可想而知當這些廣大的個人用戶進入企業之後,反而更容易讓 VMware 產品深入企業客戶,並從越來越多企客的技術支援賺得穩定的利潤。然而自去年十月起被博通以 610 億美金收購以後,後續的發售策略出現重大變化,例如停止供應免費與買斷版本,改採包裹式強制訂閱等,一連串的新政策引發極大爭議,短短幾個月便得罪了一票老客戶。

博通(Broadcom, Inc)這家知名的硬體商出手併購虛擬化產品廠商,本來可以是美事一樁,博通可藉由虛擬化技術平台來擴展硬體產品的版圖,然而如今看起來卻不是這樣,我的直覺是政治收購大於技術收購,高層又是一群只看財報、不問技術的會計仔(Intel 的殞落也是如此),覬覦 VMware 廣大的企業客群而短視的殺雞取卵。我在爬文的過程中讀到這段官網的社群討論串,以及這段新聞,就能感受到不少用戶對博通感到深惡痛絕,光是從博通官網下載 Workstation / Fusion 就得寫一篇教學,而且介面還很卡頓,直接 Google 還比較快,幾個月過去了,問題仍未見改善,實在不是一家科技大廠應有的表現。

近期一些國際大廠都有出現崩壞的跡象,探究根本原因多與經營者的策略錯誤有關。只希望博通不要步入這些公司「重財報、輕技術、忘本質」的後塵。

五、其他補充

(1)安裝 VIB 驅動

與上述升級 ESXi 系統的操作類似,步驟如下:

  • 使用 Winscp 或 FileZilla 等支援 SSH 傳檔的軟體,上傳 vib 驅動至主機內。
  • 使用 SSH 連線到 ESXi 主機,進入含有 vib 驅動的目錄下。
  • 執行指令:

esxcli software vib install -v /<vib 檔所在路徑>/<vib 檔名>

  • 完成之後如果提示需要重開機,輸入 reboot 重新開機。

(2)ESXi 系統內升級主板 BIOS

這次接觸到 ESXi 領域是一台小型伺服器主機 HP ProLiant ML10 v2 (J10) Servers。從倉庫中翻出這台機器上電重啟之後,發現是一台安裝 ESXi 6.0 的伺服器,BIOS 版本也很舊,HP 官網提供最新 BIOS 也有 ESXi 的格式,所以就嘗試在 ESXi 系統中更新看看。作法很簡單

  • 下載 HP ProLiant ML10 v2 (J10) Servers 主機的 BIOS(下載位置)zip 檔(檔名格式 CPxxxxxx.zip)。 
  • 使用 Winscp 或 FileZilla 等支援 SSH 傳檔的軟體,將 BIOS 的 zip 上傳至主機內。
  • 使用 SSH 連線到 ESXi 主機,進入含有 BIOS zip 檔的目錄下。
  • 執行指令:

unzip CPxxxxxx.zip
chmod +x CPxxxxxx.vmexe
./CPxxxxxx.vmexe 

  • 幾秒之後提示成功,輸入 reboot 重新開機。
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