虚拟机技术在计算机机房管理中的应用

2021-04-04彭城

电子测试 2021年10期

彭城

（江苏省徐州技师学院,江苏徐州,221000）

1 ESXi平台下的虚拟机技术

1.1 ESXi平台概述

ESXi是对物理设备进行虚拟化配置从而对系统进行安装和运行的虚拟化管理平台。安装时存在服务器设备的远程安装和普通主机的本地安装两种场景。服务器的安装需要借助网络登录控制虚拟控制后台，将镜像以虚拟介质的方式映射到服务器上，调整BIOS设置将镜像作为启动项就可以进行安装。本地普通主机的安装需要利用rufus等软件将镜像写入U盘并设置为启动设备后就可以进行安装操作。在安装完成后可以选择“Configvre Management Network”选项为ESXi分配IP地址以方便后期管理。需要说明的是ESXi 6.5之后的版本就不再支持VMware vSphere Client连接了，用户可以利用WEB客户端或者是VMware Workstation进行虚拟机管理。

1.2 利用ESXi建立共享存储空间

在计算机机房管理过程中，为了避免主机受到病毒的危害，通常是利用还原卡或者是还原软件对磁盘进行保护，这样虽然增加了保护性却降低了实用性。针对这个问题，可以在ESXi平台上建立一个NAS（网络附属存储）服务器，机房内的文件都可以利用局域网保存、共享，而基于Linux的NAS系统可以在很大程度上避免病毒传播的风险。

这种方案在实际操作过程中，要考虑到两个问题，其一，ESXi平台是将硬件虚拟化后供上层系统使用，这样都会造成硬件性能的损耗；其二，虚拟化后的硬盘分区默认情况下是ESXi专用的一种文件格式，如果出现文件损坏或丢失将很难恢复。为此就需要将硬盘进行直通给NAS使用，以增加速度和安全性。有些情况下ESXi的硬件菜单中硬盘的直通状态是灰化的，这时需要对ESXi后台的文件进行改写才能进行配置。首先需要在ESXi控制台中打开TSM-SSH服务，利用puTTY软件连接ESXi后台，运行lspci-v|grep“Class 0106”-B1命令行，可以看到SATA控制器的相关信息，例如：“8086:7d08”。其中“8086”代表的就是SATA厂商ID，后面的“7d08”代表的是设备ID。接着要对ESXi的后台文件进行改写，使用SSH Secure File Transfer Client软件连接ESXi后，打开vi/etc/vmware/passthru.map文件，利用得到的控制器相关信息在文件内添加新的控制命令：8086 7d08 d3d0 false，平台重启后就可以在ESXi的硬件菜单中看到硬盘是可直通状态。通过这些操作，就为NAS系统的安装做好了准备工作。

NAS系统通常选择基于Linux的开源系统，以较为常用的freeNAS为例，首先需要在ESXi平台中为其配置硬件，结合教学机房的实际使用情况，使用64位双核心的CPU，16GB内存，千兆以上的虚拟网卡就可以胜任，引导驱动器可以和ESXi共用同一块固态硬盘，存储驱动器选择直通完成的硬盘即可。因为freeNAS采用基于freeBSD的系统架构和ZFS的文件系统，所以收到病毒特别是勒索病毒的影响要小很多，同时为用户提供了非常灵活的快照功能，即使文件被病毒破坏或者误删除也能非常方便的回滚到之前的版本。另外，freeNAS还提供iSCSI功能，可以非常方便的为其他系统提供扩展存储空间。

进入freeNAS的存储页面，首先要创建一个存储池，也就是将磁盘挂载到系统内。前期在ESXi中直通的硬盘可以直接在这个页面里找到。如果有多块硬盘，可以选择创建镜像类或者条带类的Data VDevs，所谓的“镜像”与磁盘阵列里的Radi 1类似，“条带”则与Raid 0类似。为了提高数据传输的速度，freeNAS允许增加固态硬盘为缓存盘，当用户在线编辑大文件时，数据会暂存在缓存盘内以提高响应速度。创建完成的存储池会以列表的形式显示出来，通过选项可进一步为存储池建立数据集。此时在freeNAS内部就会为数据集建立一个路径，但数据集还是不能直接被用户使用，因为只有将数据集共享出来才能借助网络进行数据交换。普通的共享操作非常简单，只要在界面里将对应系统共享类型的路径参数指向数据集的路径就可以，下面着重讨论iSCSI共享存储方式。

在freeNAS系统中找到iSCSI共享页面，可以看到“wizard”向导按钮，通过提示，设置共享的名称、路径、IP地址等关键信息后就可以轻松完成。接着进入需要挂载iSCSI的系统，在开始菜单中打开“iSCSI发起程序”，在目标页面输入共享的IP地址，就可以快速连接成功。最后打开系统的磁盘管理界面，就可以看到挂载完成的iSCSI共享空间，格式化后可正常使用，与普通硬盘分区无异。

1.3 利用ESXi平台的其他应用

除此以外，在机房管理过程中还会时常遇到利用PXE工具进行网络克隆系统的情况。我们可以利用ESXi安装一个Windows系统虚拟机，将PXE工具和相关系统镜像上传到虚拟机中，利用系统自带的远程桌面功能，可以方便快捷的对虚拟机进行远程控制。

可见，ESXi为机房管理者提供了实现多种功能的可行性平台。

2 VMware Workstation环境下的虚拟机技术

2.1 利用VMware Workstation虚拟操作平台

如果说ESXi是运行在硬件层面上的类似OS的平台，那么VMware Workstation则是直接运行在OS之上的虚拟机软件。借助这款软件，可以在Windows系统中虚拟出想要的其他操作系统。VMware Workstation的操作非常的方便，只要我们的硬盘中有系统的安装镜像，在主页上选择“创建新的虚拟机”，就可以按照软件提示一步步的配置环境并安装虚拟机。安装完成的虚拟机就如同一台普通的计算机，可以在启动时进入BIOS进行配置，可以增加或者删除磁盘空间，可以对磁盘进行分区和格式化操作。“快照”的功能可以为当前虚拟机配置保留备份，日后可以非常方便的进行还原。

2.2 利用VMware Workstation虚拟网络

网络方面，VMware Workstation提供了三种网络连接方式。第一种是桥接模式，这种模式下虚拟机的虚拟网络适配器与物理网络适配器进行连接，虚拟机和物理主机一样都可以看成是同一局域网下的计算机，这种模式下只需要对虚拟机配置和物理主机所处局域网网络号段一致的IP地址，局域网内的任何一台计算机就都可以正常访问虚拟机。第二种模式是NAT模式，在这种模式下虚拟机共享物理主机的IP地址，就像是“隐藏”在物理主机身后一样，所有的数据都需要物理主机进行转发，所以虽然虚拟机可以访问外部网络设备，但是外部网络设备却只能访问到物理主机而不能正常访问到虚拟机。由于一台物理主机只能设置一个NAT模式的虚拟网络，所以同一个物理主机下的同时采用所有NAT模式的虚拟机之间是可以正常访问的。第三种模式是仅主机模式，这种模式比NAT更加封闭，只有物理主机才能正常访问到虚拟机。而且同一个物理主机可以设置多个仅主机模式的虚拟网络，只有在同一个仅主机模式的虚拟网络下的虚拟机之间才是可以正常访问的，否则就不能正常通讯。由此可见VMware Workstation提供的网络连接模式涵盖了常见的网络连接状态，管理员只要在计算机内安装这款软件就可以满足网络实训的需要，大大简化了机房管理的难度。值得一提的是，VMware Workstation中所有的虚拟机其实都可以被系统看作是相关的文件，因此可以利用系统克隆的方式对这款软件进行安装。