河北王春海
2022年8月31日，在VMware Explore 2022大会上，VMware 介绍了其vSphere 和 vSAN 产品的更新。2022年10月11日，VMware发布了vSphere 8的正式版本。vSphere 8与vSAN 8更新较多，读者或用户关注点有以下内容。
（1）vSphere 8许可方式变更。vSphere 8会改为订阅方式，但原来的永久许可方式也会保留。对于现有 vSphere 部署的客户，可以将现有永久许可证转换为订阅。进行切换后，可以使用可选的附加混合云服务进一步扩展 vSphere+ 的功能，用户可以在准备就绪时订阅这些服务。
vSphere 8.0 的每个CPU许可最多可支持。
例如：如果每台服务器配置了2个Intel 至强Gold 6338N处理器，该处理器具有32个内核。则每台服务器需要配置2个CPU许可。
如果每台服务器配置了2个Intel至强Platinum 8380 处理器，该处理器具有40个内核，则每台服务器需要配置4个CPU许可。
（2）ESXi系统安装。对于完整 ESXi 安装，弃用 USB 或 SD 卡设备。从，将不再使用
（3）ESXi 引导内存要求增加：ESXi 引导的最低内存要求已从 4 GB 增加到 8 GB。运行虚拟机所需的最小内存仍为 8 GB。
（4）vSphere 8.0 与 VMware NSX for vSphere (NSX-V) 不兼容。不支持从具有 NSX for vSphere 的系统升级到 vSphere 8.0。
（5）防止执行不受信任的二进制文件：从 ESXi 8.0 开始，默认情况下启用了一个新的安全选项，可限制执行不受信任的二进制文件，从而更好地抵御勒索软件攻击。execInstalledOnly 选项目前是一个运行时参数，可限制执行应用程序和 vmkernel 模块等二进制文件，以提高安全性并抵御破坏和泄露行为。启用 execInstalledOnly 后，仅允许运行使用 VIB 在本地安装的二进制文件。
（6）停止支持 Apple Mac 平台：ESXi 8.0 不支持 Apple Mac Pro 和 Apple Mac Mini 平台，也不支持将 macOS 作为客户机操作系统。
（7）vSphere 8可为已支持的 CPU 和 GPU 添加数据处理单元 (DPU) 支持。这将允许 vSphere 用户通过将网络和安全功能从 CPU 卸载到 DPU 来提高系统性能。VMware 声称，这将节省多达 20% 的 CPU 使用率，并提供更好的性能，从而降低总拥有成本。这也将更好地支持资源密集型人工智能 (AI)和机器学习 (ML)应用。
（8）vSAN 8 引入了 vSAN Express Storage Architecture (vSAN ESA)架构，vSAN ESA 由一个单层架构组成，所有设备均可提供容量。此平面存储池不再需要使用具有缓存设备的磁盘组。
在7.0及以前的版本的传统vSAN架构中，是两层架构。每个磁盘组（Disk groups）包括1个缓存层和1个容量层。缓存层要求有1个缓存SSD，容量层包括1到7个容量SSD或HDD。
在vSAN 8的ESA架构中，不再需要2种SSD而变为单一分层，每个节点上都是单一存储池，不再有磁盘组，不再需要配置单独的缓存磁盘。性能方面，vSAN 8 ESA架构下，使用RAID-6可以达到传统架构RAID-1的性能。
【说明】在vSAN中，要使用RAID-6需要至少6台主机，虚拟机中保存1GB的数据需要占用1.5GB的存储空间。RAID-1需要至少3台主机，虚拟机中保存1GB的数据需要占用2GB的存储空间。
vSAN 8仍然支持传统的架构，传统的架构称为Original Storage Architecture。在vSAN 8中，传统架构增加了写入缓冲区大小，可以配置vSAN主机将写入缓冲区从600GB增加到1.6TB。vSAN 8磁盘格式升级到17.0版本。
本例简要介绍从vSphere 7升级到vSphere 8的知识，并且搭建实验环境体验vSAN 8的ESA架构。
1 将vSphere 7.0 U3升级到vSphere 8
在当前的环境中，有一个由4台ESXi主机组成的vSphere vSAN实验环境。每台主机有1个磁盘组，一共8个容量磁盘。查看每台主机的磁盘对象，每台主机有1个240GB的NVME SSD和2个2TB的SATA硬盘，当前磁盘格式为15。
1.1 升级vCenter 7.0到8.0
要将vSphere 7.0升级到8.0比较简单，先升级vCenter，再升级ESXi，之后升级vSAN磁盘格式。下面一一介绍。
（1）检查vCenter Server 7.0所在的ESXi主机，在当前的示例中，vCenter Server所在ESXi的IP地址是172.18.96.43。当前vCenter Server的IP地址为172.18.96.20。
（2）加载vCenter Server 8.0的安装ISO文件，执行vcsa-ui-installer\win32目录中的install.exe程序，选择“升级”。
（3）在“连接到源设备”对话框中，输入源设备vCenter Server的IP地址（当前示例为172.18.96.20），选择管理源设备的ESXi主机或vCenter Server（当前选择ESXi主机，该地址是172.18.96.43），并输入对应vCenter Server的SSO账户administrator@vsphere.local名及密码，以及对应ESXi主机的root账号名root和密码，如图1所示。
图1 源设备
（4）在“vCenter Server部署目标”对话框中，输入部署新vCenter Server 8所在ESXi主机，当前示例为172.18.96.42，并输入root账户和密码。
（5）在“设置目标vCenter Server虚拟机”对话框中输入新部署的vCenter Server虚拟机的名称和root账号的密码。在当前示例中，新部署的vCenter虚拟机名称为vcsa8.0.0.10000-20201232-96.20。
（6）在“选择部署大小”对话框中，设置新vCenter Server部署大小和存储大小，在此选择“微型”部署。
（7）在“选择数据存储”对话框中选择此设备的存储位置，本示例选择vSAN存储，并且选择精简模式。
（8）在“配置网络设置”对话框中，为新部署的vCenter Server选择网络并设置临时的IP地址，临时的IP地址应该与原来的vCenter Server在同一网段并且是未被使用的IP地址，本示例为172.18.96.10。
（9）在“即将完成第1阶段”显示了开始部署新vCenter Server的设置，单击“完成”按钮。
（10）开始第一阶段的工作，在此阶段将部署一台名为vcsa8.0.0.10000-20201232-96.20的vCenter Server，新的虚拟机使用临时IP地址172.18.96.10。第一阶段部署完成后将开始第二阶段，此时显示https:// 172.18.96.10:5480继续部署。
（11）开始第二阶段，并且连接到源vCenter Server，当前要连接到的源vCenter Server是172.18.96.20。
（12）选择要升级的数据，本示例只选择“配置”数据。
（13）在“即将完成”对话框中显示了完成前的配置，检查无误之后选中“我已备份vCenter和数据库中的所有必要数据”，然后单击“完成”按钮。
（14）在“升级-第二阶段”将从源vCenter Server（IP地址为172.18.96.20）复制数据到启用临时IP地址172.18.96.10的vCenter Server，在复制完数据后，源vCenter Server关闭，将复制的数据导入新vCenter Server，并且将临时IP地址172.18.96.10修改成成原来vCenter Server的IP地址172.18.96.20，升级完成。升级完成后登录vCenter Server。
【说明】在从vSphere 7.0升级到8.0的时候，8.0使用的是测试版本。在2022年10月11日发布了正式版后，将8.0从测试版升级到了正式版。
1.2 升级集群中所有ESXi主机
对于从vSphere 7.0升级到8.0，可以使用集群升级功能，批量升级集群中所有ESXi主机。下面介绍升级过程，主要步骤如下。
（1）使用vSphere Client登录到vCenter Server，依次查看集群中每台ESXi主机的版本号，当前版本号为7.0.3-20036589。
（2）在“Lifecycle Manager”的“导入的ISO”中导入ESXi 8.0的升级ISO镜像，然后将上载的ISO创建基准，当前基准名称为ESXi-8.0.0-20201225。
（3）在“Lifecycle Manager”的“设置”选项中“修补程序下载”中，单击右侧的“编辑”链接，禁用“自动下载”。
（4）在“设置→主机修复→虚拟机”中，在“默认虚拟机回滚设置”中禁用生成虚拟机快照，如图2所示。
图2 禁用生成虚拟机快照
（5）返回到“主机和集群”清单，在左侧导航器中选中集群名称，在右侧“更新”选项中单击“附加”，在弹出的下拉列表中选择“附加基准或基准组”（如图3所示），在弹出的“附加｜vSAN”对话框中选择升级基准，当前为ESXi-8.0.0-20201225。
图3 附加基准组
（6）附加基准文件之后，选中附加的基准文件，单击“修复”链接。在“修复｜vSAN项，具有ESXi-8.0.0-20201225”对话框中，默认会选中当前集群中的所有主机，单击“修复”按钮。
（7）升级向导会依次将每台主机进入维护模式，修复每台ESXi主机后重新启动，并再次进入系统后将主机退出维护模式，然后将下一台主机进入维护模式并继续修复，直到将集群中每台主机升级完成。
在升级vCenter Server与ESXi之后，升级vSAN磁盘格式版本到17.0。升级前vSAN磁盘格式版本为15.0。
（1）登录到vCenter Server，在“配置→vSAN→磁盘管理”中，可以看到当前的磁盘格式为15。单击“升级”按钮，如图4所示。
图4 升级vSAN分区
（2）在“升级”对话框，单击“升级”按钮，开始转换磁盘格式，在“近期任务”显示进度。
（3）升级完成后，在“配置→vSAN→磁盘管理”中，vSAN格式升级到17.0。
2 搭建vSAN 8实验环境
为了搭建vSphere 8与vSAN 8的实验环境，我们准备了一台DELL R730XD的服务器，这台服务器配置了2个Intel E5-2680 V4的CPU，512GB内存，12块4TB的NL-SAS磁盘并使用RAID-50划分为2个卷，其中第1个卷100GB用来安装ESXi 7.0.3-20036589，剩下的空间划分为第2个卷用来保存数据。在实验前主机摘要信息如图5所示。
图5 实验主机
2.1 vSAN 8 ESA集群实验
在ESXi中创建了一个名为vsan8-beta的资源池，创建了4台ESXi的虚拟机，并且将vCenter Server 8的虚拟机安装在这个资源池中。每台主机配置清单如表1所列。
表1 vSphere 8与vSAN 8实验环境配置清单
序号 | 虚拟机名称 | IP地址 | CPU | 内存（GB） | 硬盘 |
1 | ESXi8-192.168.16.41 | 192.168.16.41 | 4 | 96 | 120GB×1 500GB×10 |
2 | ESXi8-192.168.16.42 | 192.168.16.42 | 4 | 96 | 120GB×1 500GB×10 |
3 | ESXi8-192.168.16.43 | 192.168.16.43 | 4 | 96 | 120GB×1 500GB×10 |
4 | ESXi8-192.168.16.44 | 192.168.16.44 | 4 | 96 | 120GB×1 500GB×10 |
5 | vcsa8-16.20 | 192.168.16.20 | 8 | 14 |
安装vCenter Server 8.0，在创建的4台ESXi主机中安装ESXi 8.0，在安装ESXi的时候，将系统安装在容量为120GB的磁盘中，安装完成后，每台ESXi主机根据表1规划设置管理IP地址。
安装vCenter 8.0与ESXi 8.0之后，使用浏览器登录vCenter Server 8.0，创建数据中心（本示例名称为Datacenter）和集群（本示例名称为vsan），将4台ESXi主机添加到集群中。然后依次登录每台ESXi主机，将容量为500GB的磁盘声明为SSD，声明之后如图6所示。
图6 声明磁盘为SSD
每台ESXi主机配置了一块 VMXNET3的虚拟网卡。注意，如果在ESXi中创建嵌套的ESXi虚拟机，做vSAN的实验，ESXi主机管理流量、VMotion流量、vSAN流量应该在同一个VMkernel上。如果使用多台虚拟交换机，并且创建多个不同的VMkernel，ESXi主机管理流量与vSAN流量在不同的VMkernel上时，将无法创建vSAN存储。如图7所示，这是vmk0启用管理流量、置备流量、VMotion流量和vSAN流量的截图。
图7 查看VMkernel启用的服务
在准备好实验环境后，启用vSAN服务，主要步骤如下。
（1）登录到vCenter Server，在左侧导航窗格中单击集群名称，在右侧“配置→vSAN→服务”中选择“标准vSAN集群”，单击“配置”按钮。
（2）在“vSAN ESA”对话框中，启用vSAN ESA。如果关闭vSAN ESA，将是使用传统的磁盘组格式。如图8所示。
图8 启用vSAN ESA
（3）在“服务”对话框中单击“下一步”按钮，在“声明磁盘”对话框中，选中所有容量为500GB的磁盘。在当前的示例中，4台主机合计一共40块容量为500GB的磁盘，声明的磁盘总容量为19.53TB。
（4）在“创建故障域”对话框中单击“下一步”按钮，在“检查”对话框中，显示了当前创建vSAN集群的信息，检查完成后，单击“完成”按钮。
（5）配置vSAN集群完成后，在“配置→vSAN→磁盘管理”中，显示当前共有4台主机，共有40个已声明的磁盘。磁盘运行状况为正常，网络分区组都在组1，如图9所示。
图9 磁盘管理
（6）在图15中单击“查看磁盘”链接，显示每台主机的磁盘使用情况。当前显示的是IP地址为192.168.16.41的磁盘，在当前示例中，一共声明了10块vSAN磁盘。如图10所示。在当前的显示中，没有单独用作缓存的磁盘，每一块磁盘都是容量磁盘。
图10 没有专用于缓存的磁盘
（7）在组成vSAN集群后，当前vSAN存储容量为19.53TB，在当前示例中，将vSAN存储默认名称修改为vsanDatastore-19.53TB，这方便后期的管理与维护。
2.2 创建RAID-5虚拟机存储策略
如果vSAN集群有4台主机，并且是全闪存vSAN集群或新的ESA集群情况下，可以使用RAID-5的虚拟机存储策略。如果有6台主机，可以使用RAID-6的虚拟机存储策略。下面创建RAID-5的虚拟机存储策略，并创建Windows 11的虚拟机，并在虚拟机中安装操作系统。
（1）使用管理员账户登录到vCenter Server，在“策略和配置文件”中创建名称为RAID-5的虚拟机存储策略。
（2）编辑名称为RAID-5的虚拟机存储策略，在“可用性”选项卡中，在“允许的故障数”右侧选择“1个故障-RAID-5（纠删码）”，“存储规则”选项卡中，在“存储层”选择“全闪存”。其他选择默认值。
（3）在“存储兼容性”对话框中，显示可用的vSAN存储。
（4）创建虚拟机存储策略后，新建虚拟机，创建名称为Windows 11的虚拟机，存储策略选择RAID-5，虚拟机操作系统为Windows 10（如果要选择Windows 11操作系统，需要为当前vSphere环境配置KMS服务器）。为虚拟机分配2个vCPU、4GB内存和100GB硬盘，如图11所示。
图11 自定义硬件
（5）使用VMRC打开Windows 11虚拟机控制台，打开虚拟机电源，加载Windows 11的ISO安装镜像。在选择版本之前，在安装界面按Shift+F10，打开命令行界面，输入regedit打开注册表，然后定位到：HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Setup，创建一个名为“LabConfig”的项，在“LabConfig”下创建两个DWORD值（如图12所示）。
键为“BypassTPMCheck”，值为“00000001”
键为“BypassSecureBootCheck”，值为“00000001”
图12 修改注册表
然后选择要安装的Windows 11版本，直到安装完成。安装完成后，安装VMware Tools。之后可以继续进行其他测试，这些不一一介绍。
2.3 其他配置实验说明
在最初的实验配置中，每台主机配置了4个vCPU和32GB内存，1个120GB的系统盘，3个500GB的容量盘，此配置可以完成传统的vSAN全闪存磁盘组实验，也可以完成ESA的vSAN集群实验。
后来将每台主机扩充到64GB内存，10个500GB的容量盘，想要完成新的ESA的vSAN集群时，在将每台主机10块500GB的SSD声明之后，在“磁盘管理”中出错，如图13所示。
图13 运行状况不正常
其中3台主机可以使用8块500GB磁盘，有2块500GB动态状况为“未知”，如图14所示。还有1台主机可以使用9块500GB磁盘，有1块500GB动态状况为“未知”。
图14 可用磁盘8块，2块未知
后来删除vSAN集群，将每台ESXi主机内存扩充到96GB之后，在配置ESA vSAN集群后，每台主机的10块500GB 磁盘可以成功加到vSAN集群中。
在嵌套的ESXi中再安装Windows 11的虚拟机，如果要让Windows 11虚拟机访问外部网络，需要在宿主ESXi主机，为4台ESXi虚拟机使用的ESXi主机端口组属性中，启用混杂模式和伪传输，如图15所示。这样Windows 11虚拟机才能访问网络。
图15 端口组安全设置
3 vSphere 8使用中的一些小问题
我分别在实验环境物理机中，将vSphere 7升级到vSphere 8。也在嵌套的ESXi中全新安装了vSphere 8。在实验过程中，总体良好，但也发现一些小问题，记录如下。
（1）在升级安装ESXi 8的时候，磁盘前面取消了*和#的提示。在ESXi 6.0和7.0的版本中，如果磁盘已经使用，标记为*的是包括VMFS分区，标记为#的是vSAN磁盘。但在ESXi 8.0的版本中，没有对磁盘进行标记，在升级的时候需要注意。如图16所示。
图16 升级ESXi时磁盘选择界面
（2）vSphere 集群服务 (vCLS) 是 vSphere 7.0 Update 1 中的一项新功能。此功能可确保 vSphere DRS 和 vSphere HA 等集群服务都可用于维护集群中所运行工作负载的资源和运行状况，而不依赖于 vCenter Server 实例可用性。
从 vSphere 7.0 Update 1 开始，vSphere DRS 依赖于 vSphere 集群服务的运行状况。vSphere 集群服务 (vCLS) 默认处于启用状态，并在所有 vSphere 集群中运行。
在vSphere 8.0.0-20513097版本中，管理员可以在vCenter Server中关闭vCLS的虚拟机，但无法在vCenter Server中打开vCLS虚拟机的电源。并且vCLS虚拟机在关闭后可能无法自动开机。在vSphere 7.0 U1、U2、U3等版本中，如果vCLS虚拟机被人为或意外关闭，会自动重新打开电源。在vSphere 8.0中，如果vCLS虚拟机意外关机，可以登录到vCLS所在的ESXi主机，在ESXi中手动打开vCLS虚拟机的电源。
（3）vSphere 8的HA设置中，启用主机监控选项不可用，如图17所示。
图17 启用主机监控不可用
在使用VMware Workstation部署vCenter Server 8.0的时候，会出现图18所示错误。
图18 出错
如果希望使用VMware Workstation部署vCenter Server 8.0，可以按如下的方式解决。
（1）使用虚拟光驱加载vCenter Server 8.0的安装镜像，拷贝安装光盘vcsa文件夹中的ova文件到本地硬盘。在当前示例中，拷贝的文件名称为VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ova，将其拷贝到f:\temp文件夹中。在当前示例中，vCenter Server安装光盘加载盘符为M。
（2）进入命令提示窗口，进入到f:\temp文件夹中，使用vCenter Server安装光盘vcsa\ovftool文件夹中的ovftool.exe程序，将VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ova文件转化成ovf文件，命令格式如下：
m:\vcsa\ovftool\ovftool.exe VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ova VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ovf
（3）转化完成后，删除VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ova和VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.mf文件。删除之后展开剩余文件如图19所示。
图19 展开后的文件
（4）用“记事本”打开VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ovf文件，使用查找替换命令，将ovf:userCnotallow="false" 替换为ovf:userCnotallow="true"，如图20所示。替换后保存退出。
图20 替换
（5）然后再用VMware Workstation打开VMware-vCenter-Server-Appliance-8.0.0.10000-20519528_OVF10.ovf，根据向导部署vCenter Server即可。
【说明】（1）这篇文章发表在 《网络安全和信息化》2023年第1期，第47～56页。今天一个读者问vSAN 8的内容，我找了一下发出来。
（2）vSphere 8 现在按CPU核心数许可。vSAN按容量许可。具体可以咨询当地的经销商。
