VMware vSphere 6.7建立在VMware的自2001年以来一直引领行业的前几代企业级虚拟化产品。vSphere6.7提供了更好的控制力，性能和可扩展性，重点是实现工作负载安全性和移动性。用动态资源控制，高可用性和容错功能以及分布式作为套件的一部分，包括资源管理和操作工具，IT管理员拥有他们运行企业环境所需的所有工具，从几台服务器到数十台成千上万的服务器分布在多个云中。
在本章中，您将学到
◆ 确定每个产品在vSphere产品套件中的作用
◆ 识别vSphere套件中产品之间的交互作用和依赖性
◆ 了解vSphere与其他虚拟化产品的区别
探索VMware vSphere 6.7
VMware vSphere是产品和功能的全面集合，共同提供了完整的企业虚拟化功能。vSphere产品套件包括以下产品和主要功能：
◆ | VMware ESXi的 |
◆ | VMware vCenter服务器 |
◆ | vSphere Update Manager（VUM） |
◆ | vSphere虚拟对称多处理 |
◆ | vSphere vMotion和存储vMotion |
◆ | vSphere Distributed Resource Scheduler（DRS） |
◆ | vSphere Storage DRS（SDRS） |
◆ | 存储I / O控制（SIOC）和网络I / O控制（NIOC） |
◆ | 基于存储的策略管理（SBPM） |
◆ | vSphere高可用性（HA） |
◆ | vSphere容错（FT） |
◆ | vSphere Storage API |
◆ | VMware Virtual SAN（vSAN） |
◆ | vSphere复制 |
◆ | vSphere内容库 |
与其等着在各自的章节中介绍这些产品和功能，不如在以下各节中介绍每种产品或功能。这将使我们能够解释每个因素如何影响您的虚拟基础架构的设计，安装和配置。在介绍了vSphere中的功能和产品之后，您将更好地了解它们各自如何与虚拟化的设计和整体相适应。
vSphere产品套件以外的某些产品通过新功能扩展了vSphere产品系列。这些其他产品包括VMware Horizon View，VMware vRealize Automation和VMware vCenter Site Recovery Manager，仅举几例。VMware甚至在vCloud Suite中提供了vSphere和这些其他产品的捆绑包，使用户可以更轻松地在其环境中购买和使用这些产品。但是，由于这些产品的大小和范围，本书中不涉及它们。
在撰写本文时，VMware vSphere 6.7是VMware vSphere产品家族的最新版本。本书介绍了6.7版中的功能。在可能的情况下，我们尝试记录vSphere版本之间的差异。有关其他vSphere版本的详细信息，请参考Sybex发行的Mastering VMware vSphere系列中的先前书籍。
为了帮助简化导航并帮助您找到有关vSphere产品套件中产品和功能的广泛性的信息，我们准备了表1.1，该表包含一些交叉引用，您可以在其中找到有关特定产品或功能的更多信息。这本书。
表1.1： 产品和功能的交叉引用
VMware vSphere产品或功能 | 本章涵盖的章节 | |
VMware ESXi的 | 安装：第2章 联网：第5章存储：第6章 |
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VMware vCenter服务器 | 安装：第3章 联网：第5章存储：第6章 安全性：第8章 |
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vSphere Update Manager | 第四章 |
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vSphere Host Client和vSphere Web Client | vSphere Host Client：第2章vSphere Web Client：第3章 |
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VMware vRealize Orchestrator和PowerCLI | 第十四章 |
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表1.1： 产品和功能的交叉引用（续）
VMware vSphere产品或功能 | 本章涵盖的章节 |
vSphere虚拟对称多处理 | 第九章 |
vSphere vMotion和存储vMotion | 第十二章 |
vSphere Distributed Resource Scheduler | 第十二章 |
vSphere Storage DRS | 第十二章 |
存储I / O控制和网络I / O控制 | 第十一章 |
配置文件驱动的存储 | 第六章 |
vSphere高可用性 | 第7章 |
vSphere容错 | 第7章 |
用于数据保护的vSphere Storage API | 第7章 |
VMware数据保护 | 第7章 |
VMware虚拟SAN | 第六章 |
vSphere复制 | 第7章 |
vSphere Flash读取缓存 | 安装：第6章用法：第11章 |
vSphere内容库 | 第九章 |
首先，我们将研究构成VMware vSphere套件的产品，然后我们将研究主要功能。让我们从套件中的产品开始，从VMware ESXi开始。
在vSphere Suite中检查产品
在以下各节中，我们将描述和查看在vSphere产品套件中找到的产品。
VMware ESXi的
vSphere产品套件的核心是虚拟机管理程序，它是虚拟化层，是其余产品线的基础。在vSphere 5及更高版本（包括vSphere 6.7）中，虚拟机监控程序仅以VMware ESXi的形式出现。
VMware vSphere的长期用户会记住这是VMware提供虚拟机管理程序的方式的转变。在vSphere 5之前，虚拟机管理程序有两种形式：VMware ESX和VMware ESXi。尽管两种产品共享相同的核心虚拟化引擎，支持相同的虚拟化功能集，利用相同的许可证，并且被视为裸机安装管理程序（也称为Type 1虚拟机管理程序；请参见侧栏“ Type 1和Type 2虚拟机管理程序”）。 ”），仍然存在明显的架构差异。在VMware ESX中，VMware使用Red Hat Enterprise Linux（RHEL）派生的服务控制台提供了一个交互式环境，用户可以通过该环境与管理程序进行交互。基于Linux的服务控制台还包括在传统操作系统中发现的服务，例如防火墙，
1型和2型管理程序 |
虚拟机管理程序通常分为两类：1类虚拟机管理程序和2类虚拟机管理程序。类型1管理程序直接在系统硬件上运行，因此通常称为裸机管理程序。Type 2虚拟机管理程序需要主机操作系统，并且主机操作系统提供I / O设备支持和内存管理。VMware ESXi是Type 1裸机管理程序。（在早期版本的vSphere中，VMware ESX也被视为Type 1裸机管理程序。）其他Type 1裸机管理程序包括KVM（开源Linux内核的一部分），Microsoft Hyper-V以及基于该产品的产品。开源Xen虚拟机管理程序，例如Citrix Hypervisor（以前称为XenServer）和Oracle VM。 |
另一方面，VMware ESXi是下一代VMware虚拟化基础。与VMware ESX不同，ESXi可以在没有基于Linux的服务控制台的情况下安装和运行。这使ESXi的占用空间超轻约150 MB。尽管缺少服务控制台，但ESXi提供了与VMware ESX在早期版本中支持的所有相同的虚拟化功能。当然，ESXi 6.7已从早期版本进行了增强，以支持更多功能，这将在本章和以后的章节中看到。
VMware ESXi能够支持与VMware ESX相同的广泛的虚拟化功能集而没有Service Console的主要原因是，在Service Console中找不到虚拟化功能的核心。它的的VMkernel是虚拟化进程的基础。VMkernel通过提供CPU调度，内存管理和虚拟交换机数据处理来管理虚拟机对基础物理硬件的访问。第2章中的“ VMware ESXi体系结构”部分将详细介绍VMkernel如何支持虚拟机管理程序的其余部分并与之交互。图1.1显示了VMware ESXi的高层结构。
表1.2： VMware ESXi最大值
零件 | VMware ESXi 6.7 | VMware ESXi 6.5 | VMware ESXi 6.0 | VMware ESXi 5.5 | VMware ESXi 5.0 |
每个主机的虚拟CPU数量 | 4,096 | 4,096 | 4,096 | 4,096 | 2,048 |
逻辑CPU数量（启用超线程） | 768 | 576 | 480 | 320 | 160 |
每个核心的虚拟CPU数量 | 32 | 32 | 32 | 32 | 25 |
每个主机的RAM量 | 16 TB | 12 TB | 6 TB | 4 TB | 2 TB |
每个主机的虚拟机数量 | 1,024 | 1,024 | 1,024 | 512 | 512 |
每个虚拟机的虚拟CPU数量 | 128 | 128 | 128 | 64 | 32 |
每个虚拟机的RAM量 | 6 TB | 6 TB | 4 TB | 1 TB | 1 TB |
前面我们提到过，VMware ESXi 6.7得到了增强，而增强的一个方面就是管理程序可以支持的配置限制。表1.2显示了最后几个VMware ESXi版本的最大配置值。
这些只是一些配置的最大值。在适当的地方，以后的章节将包括有关网络接口卡（NIC），存储，虚拟机（VM）等的VMware ESXi最大值的附加值。
鉴于VMware ESXi是vSphere产品套件中虚拟化的基础，您将在整本书中看到有关VMware ESXi的内容。本章前面的表1.1告诉您在哪里可以找到有关VMware ESXi特定功能的更多信息。
VMware vCenter服务器
停下来思考一下您当前的IT环境。它包括Active Directory吗？很有可能。现在想象一下您的环境，没有Active Directory，没有集中式管理数据库的便利，没有单点登录功能，没有组的简单性。这就是在不使用VMware vCenter Server的情况下管理VMware ESXi主机的情况。不是很愉快的想法，对吗？现在让自己冷静下来，深吸一口气，并知道vCenter Server和Active Directory一样，旨在为所有ESXi主机及其各自的VM提供集中式管理平台和框架。vCenter Server允许IT管理员以集中方式部署，管理，监视，自动化和保护虚拟基础架构。为了提供可扩展性，
在早期版本的VMware vSphere中，vCenter Server是仅Windows的应用程序。vSphere 6.7版仍提供基于Windows的vCenter Server安装，但这将是Windows可用的最新版本。VMware提供了一个预先构建的vCenter Server Appliance（实际上是一个虚拟设备，您将在第10章“使用模板和vApp”中了解到），它基于轻薄的Linux发行版Photon。由于基于Windows的新功能的开发已停止，基于Linux的vCenter Server设备或vCSA现在是功能更丰富的vCenter版本。第3章“安装和配置vCenter Server”将包含Windows版本的vCenter Server缺少的详细信息。但就目前而言，除非您已经有基于Windows的现有安装，所有新安装的产品均应使用基于Linux的vCenter Server Appliance，以确保将来受到支持。vCenter Server不仅提供配置和管理功能，其中包括
VM模板，VM自定义，VM的快速供应和部署，基于角色的访问控制以及细粒度的资源分配控制等功能，它还提供了用于vSphere vMotion，vSphere Distributed Resource Scheduler，vSphere等更高级功能的工具高可用性和vSphere Fault Tolerance。所有这些功能将在本章中简要介绍，并在随后的章节中更详细地介绍。
除vSphere vMotion，vSphere Distributed Resource Scheduler，vSphere High Availability和vSphere Fault Tolerance外，使用vCenter Server管理ESXi主机还可以实现许多其他功能：
◆ | 增强的vMotion兼容性（EVC），利用Intel和AMD的硬件功能来实现服务器之间更高的CPU兼容性 |
◆ | 主机配置文件，可让您在较大的环境中为主机配置带来更大的一致性，并识别丢失或不正确的配置 |
◆ | Storage I / O Control，提供群集范围的服务质量（QoS）控制，因此即使在拥塞期间，您也可以确保关键应用程序接收到足够的存储I / O资源 |
◆ | vSphere Distributed Switch，为跨越多个主机和多个群集的网络设置和第三方虚拟交换机提供了基础 |
◆ | 网络I / O控制，可让您灵活地划分物理NIC带宽并为不同类型的流量提供QoS |
◆ | vSphere Storage DRS，使VMware vSphere可以动态迁移存储资源以满足需求，其方式与DRS平衡CPU和内存利用率的方式相同 |
vCenter Server在任何规模的VMware vSphere实施中都扮演着核心角色。在第3章中，我们将讨论规划和安装vCenter Server以及寻找确保其可用性的方法。如前所述，第3章将研究基于Windows的vCenter Server版本与基于Linux的vCenter Server虚拟设备之间的区别。由于vCenter Server在VMware vSphere部署中扮演着重要角色，因此本书其余部分的几乎每一章都将介绍vCenter Server。有关特定的交叉引用，请参见本章前面的表1.1。
vCenter Server提供三个软件包：
◆ vCenter Server Essentials已集成到vSphere Essentials套件中，用于小型办公室部署。
◆ vCenter Server Foundation提供了vCenter Server的所有功能，但适用于数量有限的ESXi主机。
◆ vCenter Server Standard提供了vCenter Server的所有功能，包括配置，管理，监视和自动化。
您可以在“许可VMware vSphere”部分中找到有关VMware vSphere许可和产品版本的更多信息。
vSphere Update Manager
vSphere Update Manager是vCenter Server的组件，可帮助用户保留其ESXi主机并选择已修补了最新更新的VM。vSphere Update Manager提供以下功能：
◆ 扫描以识别与最新更新不兼容的系统
◆ 用户定义的规则，用于标识过时的系统
◆ 自动为ESXi主机安装补丁
◆ 与其他vSphere功能（例如分布式资源调度程序）的完全集成，vSphere Update Manager与基于Windows的安装程序一起作为可安装的软件包-
vCenter Server版本以及vCenter Server虚拟设备中预安装的预打包功能。有关本书中有关vSphere Update Manager的描述的更多信息，请参见表1.1。
VMware vSphere Client和vSphere Host Client
vCenter Server为VMware ESXi主机提供了一个集中式管理框架，但您将花费大部分时间在基于Web的vSphere Client（如其前身基于Windows的vSphere Desktop Client）上。
随着vSphere 5的发布，VMware将其主要管理界面转移到了基于Adobe Flash的基于Web的vSphere Client。“ vSphere Web Client”提供了用于管理虚拟基础架构的基于Web的用户界面，使您无需在系统上安装基于Windows的vSphere Desktop Client即可管理基础架构。不幸的是，基于Flash的客户端并不受欢迎，最终VMware决定转向HTML5 Web标准。此过渡发布了许多版本，因此，可以使用多个客户端来执行某些（但不是全部）管理任务。
最初，基于HTML5的vSphere Web Client（简称为“ vSphere Client”）仅提供“ Flash” vSphere Web Client可用功能的一部分。但是，在后续版本（包括6.7版本）中，vSphere Client进行了增强和扩展，以包括管理vSphere环境所需的大多数功能。
此外，VMware表示，基于Flash的vSphere Web Client和基于Windows的vSphere Desktop Client现在已经停产。幸运的是，基于Flash的vSphere Web Client和基于HTML5的vSphere Client的分步过程通常是相同的。因此，我们将在本书中使用基于Flash的vSphere Web Client屏幕截图和分步指南，以确保每条指令都可以在同一客户端上完成。
没有vCenter的主机管理也已更改。现在，您通过浏览到每个ESXi主机的URL来访问用户界面。这将加载基于HTML5的用户界面（UI），但仅适用于该特定主机。无需客户端安装。
如果这是您首次进入VMware领域，这可能会使您感到困惑，所以让我们回顾一下。不建议使用基于Flash的vSphere Web Client。Windows可安装的vSphere Desktop Client（用于连接到vCenter和主机）已被弃用。要管理vCenter和连接到vCenter Server的主机，请使用新的基于HTML5的vSphere Client或基于Flash的vSphere Web Client。要在没有vCenter的情况下直接管理ESXi主机，请使用基于HTML5的vSphere Host Client。
检查VMware vSphere中的功能
在以下各节中，我们将仔细研究vSphere产品套件中的一些可用功能。我们将从虚拟SMP开始。
vSphere虚拟对称多处理
通过vSphere Virtual Symmetric Multi-Processing（vSMP或Virtual SMP）产品，您可以构建具有多个虚拟处理器核心和/或插槽的VM。vSphere Virtual SMP 不是允许将ESXi安装在具有多个处理器的服务器上的许可产品。它是允许使用多个处理器的技术的内部虚拟机。图1.2标识了ESXi主机系统中的多个处理器与多个虚拟处理器之间的区别。
图1.2 虚拟 SMP
借助vSphere Virtual SMP，可以在配置了多个虚拟CPU的VM中运行需要并且可以实际使用多个CPU的应用程序。这使组织可以虚拟化更多应用程序，而不会对性能造成负面影响或无法满足服务级别协议（SLA）。
此功能还允许用户为每个虚拟CPU指定多个虚拟内核。使用此功能，用户可以预配置双“套接字” VM，每个“套接字”具有两个核心，总共四个虚拟核心。这种方法为用户提供了极大的灵活性，可以在VM之间提高CPU处理能力。
vSphere vMotion和vSphere Storage vMotion
如果您已阅读有关VMware的任何文章，那么您很可能已阅读了称为vMotion的极其有用的功能。vSphere vMotion，也称为实时迁移，是ESXi和vCenter Server的一项功能，可让您将正在运行的VM从一台物理主机移动到另一台物理主机，而无需关闭VM。在两个物理主机之间进行此迁移不会停机，并且不会丢失与VM的网络连接。能够根据需要在物理主机之间手动移动正在运行的VM的功能是一项强大的功能，在当今的数据中心中有许多用例。
假设物理计算机发生非致命的硬件故障，需要修复。您可以轻松地发起一系列vMotion操作，以从要进行计划维护的ESXi主机中删除所有VM。维护完成并且服务器重新联机后，您可以使用vMotion将VM返回到原始服务器。
或者，考虑一种情况，您正在从一组物理服务器迁移到一组新的物理服务器。假定已解决了这些详细信息（我们将在第12章“平衡资源利用”中讨论vMotion的详细信息），则可以使用vMotion将VM从旧服务器移动到较新服务器，从而使服务器快速工作迁移而不会中断服务。
即使在正常的日常操作中，当同一主机上的多个VM争用同一资源时，也可以使用vMotion（这最终会导致所有VM的性能下降）。借助vMotion，您可以将面临竞争的任何VM迁移到另一ESXi主机，从而对所需资源具有更高的可用性。例如，当两个虚拟机相互争用CPU资源时，可以通过使用vMotion将一个虚拟机移动到具有更多可用CPU资源的ESXi主机来消除争用。vMotion可以移动VM的执行，从而在两个处理器之间重新分配CPU和内存占用量
物理服务器，但存储保持不变。存储vMotion建立在vMotion的思想和原则的基础上：您可以在物理服务器上保持CPU和内存占用不变，但可以在VM仍在运行时迁移VM的存储。
在您的环境中部署vSphere通常意味着需要大量共享存储（光纤通道或FCoE或iSCSI SAN或NFS）。当您需要从基于vSAN的较旧的存储阵列迁移到较新的存储硬件时，会发生什么情况？需要什么样的停机时间？还是从容量或性能的角度来看，需要重新平衡阵列利用率的情况呢？
通过在数据存储之间移动运行中的VM的存储的功能，Storage vMotion使您能够解决所有这些情况，而无需停机。此功能可确保不再需要增加数据存储或迁移到新的存储硬件，不会对受影响的VM造成中断，并为您提供了另一种工具来提高您的灵活性，以响应不断变化的业务需求。
vSphere Distributed Resource Scheduler
vMotion是手动操作，这意味着您必须启动vMotion操作。如果VMware vSphere可以自动执行vMotion操作怎么办？这是vSphere Distributed Resource Scheduler（DRS）背后的基本思想。如果您认为vMotion听起来令人兴奋，那么只有在了解DRS之后，您的期望才会增长。简而言之，DRS利用vMotion在群集中配置的多个ESXi主机之间自动分配资源利用率。
考虑到Microsoft Windows Server在当今数据中心中的盛行，术语“ 群集”的使用常常使IT专业人员对Microsoft Windows Server故障转移群集产生兴趣。Windows Server群集通常是主动-被动或主动-主动-被动群集。但是，ESXi群集从根本上不同，它们以主动-主动模式运行，以将资源聚合并将其合并到共享池中。尽管聚合物理硬件以实现共同目标的基本概念是相同的，但是VMware ESXi群集和Windows Server群集之间的技术，配置和功能集还是有很大差异的。
总容量和单主机容量 |
尽管我们说DRS群集是CPU和内存容量的隐式聚合，但要记住，重要的是，VM限于在任何给定时间使用单个物理主机的CPU和RAM。如果DRS群集中有两个小型ESXi服务器，每个服务器具有64 GB的RAM，则该群集将正确报告128 GB的可用聚合RAM，但是任何给定的VM一次最多只能使用约64 GB的RAM 。 |
ESXi群集是群集中涉及的所有主机的CPU功能和内存的隐式聚合。将两个或多个主机分配给群集后，它们会协同工作，以为分配给群集的VM提供CPU和内存（请注意，任何给定的VM只能使用一个主机上的资源；请参见侧栏“聚合容量”和单主机容量”）。DRS的目标是双重的：
◆在启动时，DRS会尝试将每个VM放置在最适合当时运行该VM的主机上。
◆ VM运行后，DRS试图为该VM提供所需的硬件资源，同时将这些资源的争用量降到最低，以保持平衡的利用率。
DRS的第一部分通常称为智能放置。当每个VM在群集中启动时，DRS可以自动放置每个VM，将其放置在它认为最适合当时运行该VM的群集中的主机上。
但是，DRS不仅限于在VM启动时运行。DRS还在运行时管理VM的位置。例如，假设在启用DRS的ESXi群集中配置了三台主机。当这些主机之一开始经历CPU利用率的高竞争时，DRS会检测到群集的资源使用不平衡，并使用内部算法来确定应移动哪些VM，以创建不平衡最少的群集。对于每个虚拟机，DRS将模拟向每个主机的迁移，并将结果进行比较。将建议或自动执行创建不平衡群集最少的迁移，具体取决于DRS配置。
DRS通过利用vMotion（我们之前介绍的实时迁移功能）来执行这些即时迁移，而不会造成任何停机或与VM的网络连接中断。这使DRS非常强大，因为它允许ESXi主机群集根据该群集上运行的VM的不断变化的需求动态地重新平衡其资源利用率。
更大的服务器更少或更小的服务器？ |
回顾表1.2，VMware ESXi支持具有多达768个逻辑CPU内核和多达16 TB RAM的服务器。但是，借助vSphere DRS，您可以合并多个较小的服务器，以管理聚合容量。这意味着更大，更强大的服务器可能不是虚拟化项目的更好服务器。通常，这些较大的服务器比较小的服务器要贵得多，并且使用大量较小的服务器（通常称为“向外扩展”）可能比较少数量的较大服务器（通常称为“向外扩展”）提供更大的灵活性。扩大”）。要记住的关键是，更大的服务器不一定是更好的服务器。 |
vSphere Storage DRS
vSphere Storage DRS采用了vSphere DRS的思想并将其应用于存储。正如vSphere DRS可以帮助平衡ESXi主机群集中的CPU和内存使用率一样，Storage DRS可以使用与vSphere DRS使用的机制相呼应的机制来平衡整个数据存储群集中的存储容量和存储性能。
之前，我们介绍了vSphere DRS的称为智能放置的功能，该功能根据ESXi群集内的资源使用情况自动放置新VM。以相同的方式，Storage DRS具有智能放置功能，该功能可根据存储利用率自动执行VM虚拟磁盘的放置。Storage DRS通过使用数据存储群集来做到这一点。创建新的VM时，只需将其指向数据存储群集，然后Storage DRS会自动将VM的虚拟磁盘放置在该数据存储群集中的适当数据存储上。同样，就像vSphere DRS使用vMotion动态平衡资源利用率一样，Storage DRS也使用Storage vMotion根据容量和/或延迟阈值重新平衡存储利用率。
存储I / O控制和网络I / O控制
VMware vSphere一直具有广泛的控件，可用于修改或控制虚拟机的CPU和内存资源分配。但是，在vSphere 4.1发行之前，vSphere无法将广泛的控件应用于存储I / O和网络I / O。存储I / O控制和网络I / O控制解决了该缺点。
存储I / O控制（SIOC）允许您为存储I / O分配相对优先级，以及为VM分配存储I / O限制。这些设置在群集范围内强制执行；当ESXi主机通过增加的延迟（超过用户配置的阈值）检测到存储拥塞时，它将应用为该VM配置的设置。结果是，您可以帮助需要优先访问存储资源的VM获得所需的更多资源。在vSphere 4.1中，“存储I / O控制”仅适用于VMFS存储。vSphere 5将该功能扩展到了NFS数据存储。
网络I / O控制（NIOC）也是如此，它为您提供了关于VM如何使用物理NIC提供的网络带宽的更精细的控制。随着10 Gb以太网（10GbE）和更快的速度继续得到广泛采用，网络I / O控制为您提供了一种方法，可以更可靠地确保根据优先级和限制将网络带宽正确分配给VM。
基于策略的存储
借助配置文件驱动的存储，vSphere管理员可以使用存储功能和VM存储配置文件来确保VM驻留在存储上，从而提供必要级别的容量，性能，可用性和冗余。配置文件驱动的存储基于两个关键组件：
◆ 存储功能，利用vSphere API实现存储感知（VASA）
◆ VM存储配置文件
存储功能可以由存储阵列本身提供（如果该阵列可以使用VASA和/或由vSphere管理员定义）。这些存储功能代表了存储解决方案的各种属性。
VM存储配置文件定义了VM及其虚拟磁盘的存储要求。您可以通过选择要运行的VM必须具备的存储功能来创建VM存储配置文件。具有虚拟机存储配置文件中定义的所有功能的数据存储符合虚拟机存储配置文件，并表示可以存储虚拟机的可能位置。
此功能使您可以更好地了解存储功能，并有助于确保基础存储确实为每个VM提供了适当的功能。通过使用VVOL或vSAN，可以广泛地探索这些存储功能。
请参阅表1.1，以了解哪一章更详细地讨论了配置文件驱动的存储。vSphere高可用性
在许多情况下，高可用性（或缺乏高可用性）是反对虚拟化的关键论点。这种说法的最常见形式听起来像是这样：“在虚拟化之前，物理服务器的故障仅影响一个应用程序或工作负载。虚拟化之后，物理服务器的故障将影响同时在该服务器上运行的更多应用程序或工作负载。我们不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里！”
VMware通过ESXi群集中存在的另一个功能vSphere High Availability（HA）解决了此问题。再次，根据命名约定（群集，高可用性）的性质，许多传统的Windows管理员将对该功能有先入为主的观念。但是，这些概念是不正确的，因为vSphere HA的功能不像Windows中的高可用性配置。vSphere HA功能提供了一个自动过程，用于在服务器故障（或其他合格的基础结构故障）时移动和重新启动在ESXi主机上运行的VM，如我们将在第7章“确保高可用性和业务连续性”中所述）。图1.3描述了当已启用HA的群集中的ESXi主机发生故障时发生的VM迁移。
与DRS不同，vSphere HA功能并不总是使用vMotion技术作为将服务器迁移到另一台主机的方式。vMotion仅适用于计划中的迁移，其中源ESXi主机和目标ESXi主机均在运行且正常运行。让我们解释一下我们的意思。在vSphere HA故障转移情况下，不会发生任何故障。这不是计划内的中断，这意味着没有时间执行vMotion操作。vSphere HA旨在最大程度地减少由于物理ESXi主机或其他基础架构组件故障而导致的计划外停机。我们将在第7章中更详细地介绍vSphere HA可以防止哪些类型的故障。
vSphere 5对vSphere HA的改进 |
在过去的几个发行版中，vSphere HA获得了一些显着的改进。可伸缩性得到了显着改善，并且与vSphere DRS的智能放置功能紧密集成，使vSphere HA在主机发生故障时具有更大的重启VM的能力。但是，最重大的改进也许是完全重写了vSphere HA的基础架构。这种称为故障域管理器（FDM）的较新体系结构消除了VMware vSphere早期版本（5.0之前）中的许多限制。 |
默认情况下，尽管来宾OS发生故障，vSphere HA也不会提供故障转移，尽管您可以将vSphere HA配置为监视VM，并在VM无法响应内部心跳时自动重新启动它们。此功能称为VM故障监控，它结合使用内部心跳和I / O活动来尝试检测VM内的来宾OS是否已停止运行。如果来宾操作系统已停止运行，则可以自动重新启动VM。
对于处于故障情况下的vSphere HA，重要的是要了解服务将会中断。如果物理主机或存储设备发生故障，则vSphere HA将重新启动VM，并且在VM重新启动时，该VM提供的应用程序或服务将不可用。唯一不正确的情况是是否在主机上启用了主动HA。主动式HA使用硬件监视功能从受硬件问题困扰的主机主动移动VM。
对于需要更高级别的可用性（而不是使用vSphere HA所提供的可用性）的用户，下一节中介绍的vSphere Fault Tolerance（FT）可以提供帮助。
vSphere容错
尽管在物理主机发生故障的情况下，vSphere HA为虚拟机提供了一定级别的可用性，但对于某些工作负载而言，这可能不够好。在这些情况下，vSphere FT可能会有所帮助。
如上一节所述，vSphere HA通过提供一种在物理主机发生故障时自动重新启动VM的方法来防止计划外的物理服务器故障。如果物理主机发生故障，则需要重新启动VM，这意味着会导致一些停机时间（通常少于三分钟）。vSphere FT更进一步，可以在物理主机发生故障时消除任何停机时间。vSphere FT在单独的物理主机上维护镜像的辅助虚拟机，该物理主机与主虚拟机保持同步。vSphere的最新快速检查点技术支持具有1-4个vCPU的FT虚拟机。在主（受保护）VM上发生的所有事情也将在辅助（镜像）VM上同时发生，因此，如果主VM的物理主机发生故障，辅助虚拟机可以立即介入并接管而不会丢失任何连接。如果辅助虚拟机的物理主机发生故障，vSphere FT还将在另一台主机上自动重新创建辅助（镜像）虚拟机，如图1.4所示。这样可确保始终保护主VM。
如果发生多个主机故障（例如，同时运行主虚拟机和辅助虚拟机的主机均发生故障），vSphere HA将在另一台可用服务器上重新引导主虚拟机，并且vSphere FT将自动创建新的辅助虚拟机。同样，这可以确保始终保护主VM。vSphere FT可以与vMotion结合使用。从vSphere 5.0开始，vSphere FT
与vSphere DRS集成，尽管此功能确实需要增强的vMotion兼容性（EVC）。VMware建议具有多个vCPU的多个FT虚拟机在主机之间具有10GbE网络。
用于数据保护和VMware Data Protection的vSphere Storage API
任何IT基础架构（不仅是虚拟基础架构）中最关键的方面之一就是公司灾难恢复和业务连续性计划所定义的可靠备份策略。为了帮助满足组织备份需求，VMware vSphere具有一个关键组件：用于数据保护的vSphere Storage API（VADP）。
VADP是一组备份供应商所利用的应用程序编程接口（API），以提供虚拟化环境的增强备份功能。VADP支持文件级备份和还原等功能；支持增量，差异和全映像备份；与备份软件本地集成；并支持多种存储协议。
但是，VADP本身只是一组接口，就像使备份成为可能的框架一样。您实际上无法使用VADP备份虚拟机。您将需要一个启用了VADP的备份应用程序。越来越多的第三方备份应用程序旨在与CommVault，DellEMC和Veritas等供应商的VADP配合使用。
vSphere数据保护 |
在vSphere 5.1中，VMware淘汰了其较早的数据保护工具VMware Data Recovery（VDR），转而支持vSphere Data Protection（VDP）。尽管vSphere 5.0随附了VDR，但vSphere 5.1及更高版本不支持VDR。随后，VMware还从vSphere 6.5停止了VDP。现在，您的vSphere环境的备份需要由其他供应商处理。 |
虚拟SAN（vSAN）
vSAN是vSphere 5.5及更高版本随附的一项主要新功能，但与该产品分开获得了许可。这是VMware多年来所做的工作的发展。vSAN使组织可以利用在各个计算节点中找到的内部本地存储，并将其转变为虚拟SAN。
对于某些有限的配置，vSAN至少需要两个ESXi主机（或节点），但是
vSAN还需要在提供vSAN存储的每个计算节点中进行固态存储（闪存）。鉴于大多数计算节点的物理驱动器数量有限，因此这样做有助于提高I / O性能。vSAN在计算节点之间汇集了聚合存储，使您可以创建跨多个计算节点的数据存储。vSAN使用策略和算法来确保性能或帮助防止数据丢失，例如确保数据同时存在于多个参与的vSAN节点上。
有关vSAN的更多信息，请参见第6章“创建和配置存储设备”。
vSphere复制
vSphere Replication将数据复制（通常是硬件存储平台中的一项功能）引入vSphere本身。自从vSphere 5.0启用以来，就一直存在，当时仅将其与VMware Site Recovery Manager（SRM）5.0结合使用。在vSphere 5.1中，vSphere Replication已与SRM分离，并且无需VMware SRM就可以独立使用。
vSphere Replication使客户能够将虚拟机从一个vSphere环境复制到
另一个vSphere环境。通常，这意味着从一个数据中心（通常称为主数据中心或生产数据中心）到另一个数据中心（通常是辅助，备份或灾难恢复[DR]站点）。与基于硬件的解决方案不同，vSphere Replication在每个VM的基础上运行，因此它使客户可以非常精确地控制要复制哪些工作负载和哪些工作负载无法复制。
您可以在第7章中找到有关vSphere Replication的更多信息。
vSphere Flash读取缓存
自2011年发布vSphere 5.0以来，整个行业在各种使用案例中都对固态存储或“闪存”存储的使用有了极大的提高。由于固态存储可以提供每秒大量的I / O操作（IOPS）和非常大的带宽（Mbps），因此可以处理虚拟工作负载不断增长的I / O需求。但是，根据性能，固态存储在每GB的基础上通常仍比传统的基于磁盘的存储更昂贵，因此，通常首先将其部署为缓存机制，以帮助加快频繁访问的数据的速度。
不幸的是，由于没有在vSphere中支持将固态存储作为缓存机制进行管理，vSphere架构师和管理员在充分利用其环境中的固态存储方面遇到了困难。在vSphere 5.5及更高版本中，VMware通过称为vSphere Flash Read Cache的功能解决了该限制。vSphere Flash Read Cache全面支持使用固态存储作为缓存
vSphere的机制。使用此功能，您可以与为VM分配CPU内核，RAM或网络连接几乎相同的方式为VM分配固态缓存空间。vSphere管理固态缓存容量的分配和分配方式以及VM的使用方式。
VMware vSphere与Microsoft Hyper-V和Citrix Hypervisor的比较 |
无法将某些虚拟化解决方案与其他虚拟化解决方案进行比较，因为它们在方法和目的上根本不同。VMware ESXi和市场上其他一些虚拟化解决方案就是这种情况。 |
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为了在vSphere和其他版本之间进行准确比较，您必须仅包括Type 1（“裸机”）虚拟化解决方案。这将包括ESXi，Microsoft Hyper-V和Citrix Hypervisor。 |
它不包括VMware Fusion或Workstation和Windows Virtual PC之类的产品，所有这些产品都是Type 2（“托管”）虚拟化产品。即使在类型1虚拟机管理程序中，也存在架构差异，这使得直接比较变得困难。 |
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例如，Microsoft Hyper-V和Citrix Hypervisor都通过“父分区”或“ dom0”路由所有VM I / O。这通常为更大范围的产品提供更好的硬件兼容性。例如，在Hyper-V情况下，只要Windows Server（在父分区中运行的通用操作系统）支持特定类型的硬件，Hyper-V也会立即支持它。Windows的硬件驱动程序和I / O堆栈上的Hyper-V“搭载”。Citrix Hypervisor可以说相同，尽管其“ dom0”运行Linux，而不运行Windows。 |
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另一方面，VMware ESXi在管理程序本身内部处理I / O。通常，这会提供更大的吞吐量和更低的开销，但代价是硬件兼容性的限制会稍微受限。要添加更多硬件支持或更新驱动程序，必须更新管理程序，因为I / O堆栈和设备驱动程序位于管理程序中。 |
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这种架构上的差异是根本的，没有比ESXi更能证明这一点的优势了，ESXi占地面积小，但提供了功能齐全的虚拟化解决方案。Citrix Hypervisor和Microsoft Hyper-V都需要在父分区/ dom0中完整安装通用操作系统（用于Hyper-V的Windows Server，用于Citrix Hypervisor的Linux）才能运行。 |
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最后，每个虚拟化产品都有其自身的优缺点，大型组织可能最终会使用多种产品。例如，VMware vSphere可能最适合大型企业数据中心，而Microsoft Hyper-V或Citrix Hypervisor对于测试，开发或分支机构部署可能是可接受的。不需要VMware vSphere的高级功能（如vSphere DRS，vSphere FT或Storage vMotion）的组织可能还会发现Microsoft Hyper-V或Citrix Hypervisor更适合他们的需求。 |
如您所见，VMware vSphere提供了一些非常强大的功能，这些功能将改变您查看数据中心资源的方式。vSphere还具有广泛的功能。但是，其中某些功能可能不适用于所有组织，这就是VMware为所有规模的组织制定灵活的许可方案的原因。
许可VMware vSphere
对于每个新版本，VMware通常会修改许可等级和捆绑软件，以期适合每个细分市场。在vSphere 5.1中引入（并继续通过vSphere 6.7），VMware通过vCloud Suite（包括vSphere，vRealize Automation，vCenter Site Recovery Manager和vRealize Operations Management Suite的产品捆绑）完善了这种许可安排。
尽管通过vCloud Suite许可vSphere可能是向前许可vSphere的首选方式，但是讨论vCloud Suite中包括的所有其他产品不在本书讨论范围之内。相反，我们将重点介绍vSphere，并说明当vSphere获得独立许可时，到目前为止讨论的各种功能如何适合vSphere的许可模型。
您需要了解的一件事是，VMware可以随时更改许可层和与每个层相关的功能。在做出任何购买决定之前，您应该访问vSphere产品网页（www.vmware.com/products/vsphere.html）或与VMware代表联系。
vSphere与vSphere with Operations Management |
VMware通过以下两种方式之一出售“独立” vSphere：作为具有所有各种工具包和版本的vSphere，以及作为带有Operations Management的vSphere。带Operations Management的vSphere与vSphere相同，但增加了vRealize Operations Management产品。在本节中，我们仅关注独立的vSphere，但请记住，带有Operations Management的vSphere的许可和打包方式几乎相同。 |
您已经了解了VMware如何打包和许可VMware vCenter Server，但是这里有一个快速回顾：
◆ VMware vCenter Server for Essentials与vSphere Essentials套件捆绑在一起（稍后将在套件中提供更多信息）。
◆ VMware vCenter Server Standard包含所有功能，并且对其可以管理的vSphere主机数量没有预设限制（尽管确实存在正常的大小限制）。vRealize Orchestrator仅包含在vCenter Server标准版中。
除了两个版本的vCenter Server，VMware还提供两个版本的VMware vSphere：
◆ vSphere标准版
◆ vSphere Enterprise Plus版
这些版本的主要区别在于每个版本支持的功能，尽管不同版本存在一些容量限制。
表1.3总结了每个版本的VMware vSphere 6.7支持的功能。
表1.3： VMware vSphere产品版本概述
基本 套件 | Essentials Plus套件 | 标准 | 企业增强版 | |||
vCenter Server兼容性 | vCenter Server Essentials | vCenter Server Essentials | vCenter Server标准版 | vCenter Server标准版 |
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每个VM的vCPU | 128 | 128 | 128 | 128 |
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跨主机/ vSwitch vMotion |
| X | X | X |
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| | | | | | |
跨vCenter / Long X
距离/ CrossCloud vMotion
高可用性 X X X数据保护 X X X vSphere Replication X X X
表1.3： VMware vSphere产品版本概述（续）
基本 套件 | Essentials Plus套件 | 标准 | 企业增强版 |
vShield端点 | X | X | X |
热添加 |
| X | X |
容错能力 |
| 2个vCPU | 4个vCPU |
存储vMotion |
| X | X |
虚拟卷和 基于存储策略 管理 |
| X | X |
分布式资源 调度程序和 分布式电源 管理 |
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| X |
用于的存储API 阵列整合 多路径 |
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| X |
大数据扩展 |
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| X |
可靠的内存 |
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| X |
分布式交换机 |
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| X |
I / O控制 （网络和 存储）和SR-IOV |
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| X |
主机配置文件 |
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| X |
自动部署 |
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| X |
储存DRS |
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| X |
闪存读取缓存 |
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| X |
内容库 |
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| X |
主动的高可用性 |
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| X |
虚拟机级加密 |
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| X |
资料来源： VMware发布的《 VMware vSphere 6.7许可，定价和打包》白皮书，可从www.vmware.com获得。
需要特别注意的是，所有版本的VMware vSphere 6.7均支持精简配置，vSphere Update Manager和vSphere Storage API for Data Protection。我们没有在表1.3中包括它们，因为所有版本都支持这些功能。由于价格会根据合作伙伴，地区和其他因素而变化并有所不同，因此我们此处未包含任何定价信息。另外，表1.3中没有包括vSAN，因为它是与vSphere分开授权的。
对于所有版本的vSphere，VMware至少需要一年的支持和订购（SnS）。唯一的例外是基本套件，我们将在稍后解释。
除了前面描述的不同版本外，VMware还提供了一些捆绑包，称为工具包。
Essentials套件是适用于小型环境的多合一解决方案，最多支持三台vSphere主机，每台主机具有两个CPU。为了支持每个具有两个CPU的三台主机，Essentials套件带有六个许可证。所有这些限制都是产品强制执行的。提供两个基本工具包：
◆ VMware vSphere基础
◆ VMware vSphere Essentials Plus
您不能按CPU购买这些套件。它们是针对三台服务器的捆绑解决方案。vSphere Essentials包括一年的订阅；支持是可选的，并且按事件提供。与其他版本一样，vSphere Essentials Plus至少需要一年的SnS，必须单独购买且不包含在捆绑包中。
仅通过许可指南，零售和分支机构（ROBO）套件与“常规” Essentials和Essentials Plus套件有所区别。这些套件每包25个虚拟机获得许可。尽管必须单独购买vCenter Server Standard，但可以通过vCenter Server Standard对所有站点进行集中管理。随附vCenter Server Essentials。
既然您已经了解了VMware如何许可vSphere，那么我们将回顾组织为什么选择使用vSphere以及组织可以从中看到哪些好处。
为什么选择vSphere？
关于涉及VMware虚拟化解决方案的虚拟化项目的总拥有成本（TCO）和投资回报率（ROI）已有很多论述。我们不会在这里重新散布这些材料，而是简要地关注组织为什么应选择VMware vSphere作为其虚拟化平台。
在线总拥有成本计算器 |
VMware提供了基于Web的TCO计算器，可帮助您使用VMware虚拟化解决方案计算虚拟化项目的TCO和ROI。可在https://www.vmware.com/go/tcocalculator/上在线获取此计算器。 |
您已经了解了VMware vSphere提供的各种功能。为了帮助您了解这些功能如何使您的组织受益，我们将它们应用于虚构的XYZ Corporation。我们将向您介绍几种方案，并展示vSphere在这些方案中如何提供帮助：
为什么选择vSPHERE？
场景1 高层管理人员已要求XYZ Corporation的IT团队迅速提供六台新服务器来支持一项新的业务计划。过去，这意味着订购硬件，等待硬件到达，在设备到达后就用机架对其进行布线和布线，安装操作系统并使用最新更新对其打补丁，然后安装应用程序。所有这些步骤的时间范围从几天到几个月不等，通常是几周。现在，在安装了VMware vSphere的情况下，IT团队可以使用vCenter Server的模板功能来构建VM，安装操作系统，应用最新更新，然后快速克隆（或复制）该VM以创建其他VM。现在，他们的供应时间减少到几小时，甚至可能只有几分钟。第10章详细讨论了此功能。
方案2借助IT团队快速响应此新业务计划的需求的能力，XYZ公司正在部署业务线应用程序的更新版本。但是，企业领导者对升级当前版本有些担心。使用ESXi和vCenter Server中提供的快照功能，IT团队可以为VM拍摄“时间点图片”，以便在升级过程中出现问题时，可以简单地回滚到快照以进行恢复。第9章“创建和管理虚拟机”讨论快照。
方案3 XYZ公司对IT团队和vSphere的功能印象深刻，现在对扩大其虚拟化的使用感兴趣。为此，当前运行ESXi的服务器需要硬件升级。企业担心执行硬件升级所需的停机时间。IT团队使用vMotion一次将虚拟机移离一台主机，从而依次升级每台主机，而不会导致公司的最终用户停机。第12章将更深入地讨论vMotion。
场景4 在成功利用vSphere虚拟化其基础架构之后，XYZ公司现在发现自己需要一个新的，更大的共享存储阵列。vSphere对光纤通道，iSCSI，NFS或vSAN的支持使XYZ有余地来选择可用的最具成本效益的存储解决方案，并且IT团队使用Storage vMotion迁移VM时不会停机。第12章讨论Storage vMotion。
这些方案开始提供一些概念，供组织使用VMware vSphere等企业级虚拟化解决方案进行虚拟化时看到的好处。
我们如何使用VMware vSphere虚拟化什么？ |
从本质上讲，虚拟化意味着您将采用多种操作系统（例如Microsoft Windows，Linux，Solaris或Novell NetWare）并在单个物理服务器上运行它们。尽管VMware vSphere为虚拟化各种操作系统提供了广泛的支持，但对于我们而言，讨论虚拟化如何影响vSphere支持的所有操作系统的所有不同版本几乎是不可能的。 |
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VMware在其网站www.vmware.com上提供了有关其支持的所有操作系统以及vSphere如何与这些操作系统进行交互的深入信息。还值得注意的是，尽管VMware列出了它支持的操作系统，但许多较旧的操作系统在虚拟化后仍然可以运行-它们不再位于“受支持”列表中，因此您的花费可能会有所不同。例如，我们已经对其进行了虚拟化，将MS-DOS和Windows 3.1虚拟化，但是这些未在VMware网站上列出。 |
底线
确定每个产品在vSphere产品套件中的角色。VMware vSphere产品套件包含VMware ESXi和vCenter Server。ESXi提供了基本的虚拟化功能，并启用了Virtual SMP等功能。vCenter Server为ESXi提供管理，并启用vMotion，Storage vMotion，vSphere Distributed Resource Scheduler（DRS），vSphere High Availability（HA）和vSphere Fault Tolerance（FT）等功能。存储I / O控制和网络I / O控制为VM提供了精细的资源控制。用于数据保护的vStorage API（VADP）提供了一个备份框架，该框架允许将第三方备份解决方案集成到vSphere实施中。
Master It VMware vSphere套件中哪些产品是许可功能？
精通 VMware ESXi和VMware vCenter Server的哪两项功能旨在减少或消除由于计划外的硬件故障而导致的停机时间？
识别vSphere套件中产品之间的交互作用和依赖性。VMware ESXi构成了vSphere产品套件的基础，但是某些功能要求安装vCenter Server。vMotion，Storage vMotion，vSphere DRS，vSphere HA，vSphere FT，SIOC和NIOC等功能需要ESXi以及vCenter Server。
Master It命名仅在将vCenter Server与ESXi一起使用时才支持的三个功能。
Master It命名不支持vCenter Server但受许可的ESXi安装支持的两个功能。
了解vSphere与其他虚拟化产品的区别。VMware vSphere的虚拟机管理程序ESXi使用类型1裸机虚拟机管理程序，可直接在虚拟机管理程序内处理I / O。这意味着，不需要Windows或Linux之类的主机操作系统即可运行ESXi。尽管其他虚拟化解决方案被列为“类型1裸机虚拟机管理程序”，但当今市场上大多数其他类型1虚拟机管理程序都要求存在“父分区”或“ dom0”，所有VM I / O都必须经过该“父分区”或“ dom0”。
掌握它您团队中的一位管理员询问他是否应该在为ESXi购买的新服务器上安装标准Red Hat Linux（RHEL）部署。
你应该告诉他什么，为什么？
规划和安装VMware ESXi
现在，您已经在第1章“ VMware vSphere 6.7简介”中仔细研究了VMware vSphere及其应用程序套件，很容易看出VMware ESXi是vSphere的基础。
尽管安装过程可能相对简单，但是了解详细的ESXi hypervisor架构不仅可以帮助您进行部署，还可以帮助您进行配置选项和故障排除。
