How to Run ESXi from a USB Flash Drive

Molti di noi sanno che ESXi può essere installato non solo da un disco CD, ma anche da una flash drive USB avviabile. Inoltre, una chiavetta USB può essere usata non solo come supporto di installazione – ESXi può anche essere installato su una chiavetta USB o una scheda flash SD e avviato da questi dispositivi rimovibili (avrete probabilmente notato che alcuni server hanno un lettore di schede e uno slot per schede flash SD oltre alle porte USB). I pro e i contro di questo approccio, i requisiti per l’installazione di ESXi su unità flash USB e le caratteristiche del processo di installazione sono trattati nel post del blog di oggi, che consiste nei seguenti argomenti:

• Svantaggi e svantaggi quando si esegue ESXi da unità flash USB
• Requisiti per eseguire ESXi da unità flash USB
• Salvataggio dei file di registro quando si esegue ESXi da unità flash USB
• Il processo di installazione di ESXi su una chiavetta USB
• Le caratteristiche dell’esecuzione di ESXi da una chiavetta USB
• Come eseguire il backup di ESXi installato su una chiavetta USB

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Svantaggi e svantaggi

Ci sono vantaggi e svantaggi che dovresti conoscere prima di prendere la decisione di eseguire ESXi da una chiavetta USB.

Risparmio. I dischi con interfaccia SAS non sono esattamente a basso prezzo. Se si vuole installare ESXi su un disco standalone o su un array di dischi, ci si deve aspettare di incontrare costi aggiuntivi. Usare un’unità flash USB per eseguire ESXi può farvi risparmiare l’acquisto di dischi aggiuntivi.

Facilità di manutenzione quando è necessario sostituire i dischi utilizzati per un datastore. È possibile sostituire i dischi del datastore senza reinstallare ESXi poiché ESXi è installato su un’unità flash USB (scheda SD). Nei casi in cui ESXi è installato su un disco utilizzato anche come datastore, potrebbe essere necessario reinstallare ESXi su un nuovo disco o clonare il sistema ESXi installato su un nuovo disco.

Gli aggiornamenti e le installazioni possono essere fatti molto più facilmente. Clona la tua flash USB e aggiorna ESXi. Se qualcosa va storto, basta sostituire la chiavetta USB alla chiavetta con la versione di ESXi precedentemente installata che funziona correttamente (senza spendere tempo per fare il rollback alla versione precedente). Anche se è necessario reinstallare ESXi sulla chiavetta USB, non è necessario copiare i dati del datastore. Quindi, sono necessari meno tempo e sforzi per farlo.

Il tempo di avvio di ESXi è più lungo quando ESXi è installato su un dispositivo USB o una scheda flash. A causa del fatto che ESXi viene caricato completamente nella RAM di un computer, l’input/output non viene ridotto durante il normale funzionamento di ESXi. Una flash drive/card è usata solo per caricare ESXi e salvare i file di configurazione quando è necessario. Questo tipo di utilizzo del flash non è troppo intensivo, permettendo al flash drive di essere in uso per un tempo abbastanza lungo in questa modalità di operazioni di lettura/scrittura. Il tempo di avvio può essere critico per i server ESXi che funzionano in un cluster di alta disponibilità dove anche un minuto in più speso per il caricamento di ESXi può essere critico nell’ambiente di produzione.

Requisiti

Se sei sicuro di voler eseguire ESXi da una chiavetta USB o da una scheda flash SD, dovresti tenere a mente i requisiti di sistema:

• Minimo 1 GB di chiavetta USB o una scheda flash SD (Secure Digital) (si raccomanda una chiavetta/scheda da 8 GB o più grande).
• Un host o VM con 4 GB di RAM. Più di 8 GB di RAM sono raccomandati per l’esecuzione di ESXi e delle macchine virtuali.
• Una flash card/drive dovrebbe essere supportata da ESXi.

Altri requisiti sono gli stessi di quelli in vigore per l’installazione standard di ESXi.

Salvataggio dei file di log

I file di log sono importanti per la diagnostica, se dovessero sorgere alcuni problemi o guasti. Sii consapevole che quando installi ESXi su un server senza disco, i log non vengono salvati per default dopo un riavvio del server. Se hai intenzione di inviare un bundle di supporto a VMware, i log sono necessari. I dettagli sui diversi tipi di log di ESXi e su come salvarli sono spiegati più avanti in questo post del blog nella sezione sull’installazione di ESXi.

Il processo di installazione di ESXi su una chiavetta USB

Prima di installare ESXi su una chiavetta USB sul tuo server fisico, puoi fare pratica con l’installazione di ESXi su una chiavetta USB in una VM VMware Workstation utilizzando la funzione USB Pass-through. Crea una nuova VM come mostrato nel post del blog su VMware Home Lab. L’installazione generale di ESXi è trattata in questo post del blog. Fate riferimento a questi due post del blog per vedere un walkthrough dettagliato con screenshot. Il tutorial di oggi è incentrato sull’installazione di ESXi su dispositivi USB. Esploriamo l’installazione di ESXi 6.7 su una chiavetta USB su un esempio di una VM in esecuzione su VMware Workstation. È abbastanza simile all’algoritmo di installazione per un server fisico, quindi potete saltare alcune azioni relative a VMware Workstation. Se non hai VMware Workstation, usa VMware Player.

L’algoritmo generale per eseguire ESXi da una chiavetta USB su un server fisico:

• Inserire una chiavetta USB vuota / scheda flash SD
• Inserire un supporto di installazione ESXi (CD o chiavetta USB)
• Eseguire il boot dal supporto di installazione ESXi
• Partizionare la chiavetta USB vuota, formatta le partizioni e installa ESXi
• Riavvia il server, e in UEFI/BIOS, seleziona l’unità flash USB o la scheda SD inserita nel lettore di schede come primo dispositivo di avvio.
• Utilizza il tuo server ESXi.

Installiamo ed eseguiamo ESXi su una chiavetta USB passo dopo passo:

1. Inserite una chiavetta USB in una porta USB del vostro server fisico o di un computer che esegue VMware Workstation. Notate che alcune schede madri usate per i server hanno una porta USB integrata o uno slot per inserire le schede SD (un lettore di schede integrato). Il vantaggio di usare le schede SD è avere la possibilità di attivare/disattivare la modalità di sola lettura per la scheda flash con l’interruttore fisico sulla scheda.

2. Crea una VM in VMware Workstation (File > Nuova macchina virtuale). Una VM deve avere un controller USB e un’unità CD/DVD virtuale (sono creati di default). Nella procedura guidata di creazione di una nuova VM, definisci i parametri necessari.

a) Seleziona l’immagine del disco ISO di installazione della tua distribuzione VMware ESXi.

b) Seleziona VMware ESXi 6.x come sistema operativo guest.

c) Imposta il nome della macchina virtuale.

d) Imposta due processori nella configurazione del processore.

e) Imposta 8192 MB (o più) di memoria della VM nelle impostazioni della memoria.

f) Seleziona la modalità di rete necessaria, per esempio, NAT.

g) Usa il valore consigliato nelle impostazioni del tipo di controller I/O.

h) Seleziona il tipo di disco consigliato.

i) Crea un nuovo disco virtuale, per esempio, un disco da 20 GB (questo passo è necessario nella procedura guidata di creazione di una nuova VM – non puoi saltare questo passo).

j) Puoi rimuovere questo disco virtuale e usare solo la tua chiavetta USB per l’installazione di ESXi. Modifica le impostazioni della macchina virtuale, seleziona il disco virtuale creato in precedenza e clicca su Remove.

k) Assicurati che UEFI sia selezionato come tipo di firmware nelle opzioni avanzate della VM (VM > Impostazioni > Opzioni > Avanzate).

3. Accendi la VM e avvia dall’immagine ISO dell’installatore ESXi. Puoi premere F2 subito dopo aver acceso la VM, e nell’UEFI/BIOS virtuale della VM, seleziona il dispositivo di avvio. Assicurati che la chiavetta USB sia collegata alla tua VM. Per collegare la chiavetta USB a una macchina virtuale, vai su VM > Dispositivi rimovibili > Nome della tua chiavetta > Connetti (Disconnetti dall’host).

4. Installa ESXi.

a) Premi Invio nella schermata di benvenuto per continuare

b) Premi F11 per accettare il contratto di licenza

c) Seleziona un disco per installare o aggiornare ESXi. Questo è un passo molto importante. Se la tua chiavetta USB viene riconosciuta, seleziona questa unità come dispositivo di archiviazione per installare ESXi e premi Invio per continuare l’installazione.

Spesso una chiavetta USB non viene riconosciuta dal programma di installazione di ESXi 6.7.

Questo perché VMware ha cambiato i driver USB per ESXi 6.5 rispetto a ESXi 6.0. Il nuovo driver vmkusb è stato rilasciato e viene utilizzato di default per tutti i controller host USB e i dispositivi USB al posto dei driver USB legacy come xhci, ehci-hcd, usb-uhci, usb, usb-storage. In questo caso, esegui le seguenti operazioni per utilizzare i driver USB legacy dal programma di installazione di ESXi e riconoscere il tuo dispositivo di archiviazione USB:

Riavvia la macchina virtuale o il server fisico che esegue ESXi (una macchina a cui è collegata un’unità flash USB).

C’è un ritardo di 5 secondi quando si avvia dal supporto di installazione ESXi. Premere Shift+O per inserire manualmente ulteriori opzioni di avvio.

Di default, vengono inseriti i seguenti parametri di avvio:

cdromBoot runweasel

Si dovrebbe aggiungere il parametro preferVMklinux=TRUE a questa stringa e premere Invio.

Ripeti tutti i passi spiegati (a, b, c) prima di passare alla selezione di un disco per installare ESXi.

Ora dovrebbe essere visualizzata la tua chiavetta USB. Seleziona il dispositivo di archiviazione USB per installare ESXi e premi Invio per continuare.

d) Seleziona un layout di tastiera, per esempio, US Default.

e) Inserisci una password di root

f) Premi F11 per confermare l’installazione di ESXi e aspetta che ESXi sia installato.

g) Rimuovi il supporto di installazione, poi premi Invio e riavvia la macchina ESXi (una VM) al termine dell’installazione. Puoi deselezionare la casella di controllo Connetti all’accensione per un’unità CD/DVD virtuale nelle opzioni hardware delle impostazioni della VM.

5. Dopo aver avviato ESXi installato sull’unità flash USB, abilita la console ESXi (l’interfaccia a riga di comando può essere abilitata in Risoluzione dei problemi > Abilita ESXi Shell) se hai selezionato manualmente un driver USB durante l’installazione di ESXi (altrimenti, salta questo passaggio).

Premere Alt+F1 per entrare nella console ESXi, inserire il login e la password di root.

Esegui tre comandi per rendere persistenti le impostazioni USB:

esxcli system settings kernel set -s preferVmklinux -v FALSE

esxcli system module set –enabled=false -m vmkusb

reboot

Dopo questo, il tuo host ESXi dovrebbe essere in grado di individuare correttamente i dispositivi USB.

Caratteristiche dell’installazione di ESXi su un’unità flash USB

Quando ESXi è installato su un hard disk standalone (HDD), un’unità a stato solido (SSD) o uno storage RAID (Redundant Array of Independent Disks), un set standard di partizioni disco viene creato dal programma di installazione di ESXi su un disco/array di destinazione. A partire da ESXi 4.x, viene utilizzato il GPT (GUID Partition Table) invece dello schema di partizione MBR (Master Boot Record). Il punto è che ESXi determina quando una chiavetta USB/scheda viene usata come destinazione per l’installazione e una partizione usata per memorizzare i log non viene creata sulla chiavetta USB/scheda. Questo perché i dati di log vengono scritti in modo intenso e regolare, e l’unità flash USB non è destinata a una scrittura di dati estremamente intensa, e non è così duratura come un disco rigido. Durante il caricamento, ESXi crea un disco RAM nella memoria del computer e memorizza i file di sistema necessari al funzionamento di ESXi su quel disco RAM. Quando ESXi viene riavviato o spento, tutti i dati memorizzati sul disco RAM vengono cancellati (la configurazione del sistema viene salvata sul disco dove è stato installato ESXi, se necessario).

Se si esegue ESXi da una chiavetta USB, viene creata una directory temporanea sul disco RAM, i file di log vengono scritti in quella directory, e dopo il riavvio o lo spegnimento del server, i log vengono cancellati. Esploriamo come ESXi crea le partizioni in diversi casi.

Installazione di ESXi su un drive da 1 GB

Se si installa ESXi su una chiavetta USB da 1 GB, vengono create le seguenti partizioni.

1. La partizione più piccola con il boot loader.

5. L’immagine del sistema operativo dell’hypervisor. Tutti i file necessari per il funzionamento dell’hypervisor ESXi sono memorizzati in questa partizione di dimensioni fisse.

6. L’immagine del sistema operativo alternativo dell’hypervisor è memorizzata su questa partizione. Questo banco di avvio è necessario in caso di aggiornamento o upgrade di ESXi non riuscito, permettendoti di tornare a una versione precedente di ESXi che funzionava correttamente. Dopo l’aggiornamento/upgrading, ESXi non rimuove i dati della precedente immagine del sistema operativo e conserva la vecchia immagine nella partizione #6. È possibile premere Shift+R durante l’avvio di ESXi e selezionare la versione di ESXi da caricare.

7. La partizione per memorizzare un core dump in caso di PSOD (Purple Screen of Death).

8. La partizione che contiene immagini disco con VMware Tools e immagini floppy.

Le partizioni #5 e #6 contengono l’immagine del sistema operativo hypervisor che è un file compresso s.v00 che viene decompresso durante il boot di ESXi. Le directory / (root), /etc, /lib e altre directory di sistema si trovano solo nella RAM. Quando ESXi è programmato per lo spegnimento o il riavvio, le modifiche alle impostazioni di sistema vengono salvate nel file state.tgz. Abbiamo esaminato la modifica di questo file nel post del blog sulla modifica della password di root di ESXi.

Installazione di ESXi su un disco da 8 GB (o più grande)

Se il disco rigido di destinazione usato per installare ESXi ha una capacità pari o superiore a 8 GB, allora vengono create partizioni aggiuntive sul disco di destinazione.

2. La partizione scratch per memorizzare i file di log.

3. Tutto lo spazio su disco rimanente viene utilizzato come datastore per memorizzare i file della VM e altri file.

9. La seconda partizione è utilizzata per memorizzare un core dump in caso di PSOD. Questa partizione è stata creata da ESXi 5.5 perché la capacità della memoria installata nei server sta crescendo e 110 MB possono essere meno di una dimensione del moderno core dump del server ESXi (un core dump potrebbe non entrare in 110 MB).

Se ESXi è installato su una chiavetta USB o una scheda SD di dimensioni pari o superiori a 8 GB, le partizioni #2 e #3 non vengono create. La directory Scratch utilizzata per memorizzare i log è collegata alla directory /tmp/scratch che si trova sull’unità RAM. Controlliamo le partizioni sui server ESXi installati su un hard disk da 10 GB e una chiavetta USB da 16 GB. Entrambe le nostre VM ESXi sono in esecuzione su VMware Workstation. Premi Alt+F1 per aprire la console in ESXi ed esegui il comando:

partedUtil getptbl /dev/disks/mpx.vmhba0\ :C0\ :T0\ :L0

L’output è visualizzato nella schermata sottostante. Nell’immagine superiore, si possono vedere tutte le 8 partizioni usate da ESXi che sono state create sul disco rigido virtuale da 10 GB. Nell’immagine inferiore, si possono vedere solo 6 partizioni create dal programma di installazione di ESXi sull’unità flash USB da 16 GB.

Si può anche controllare la dimensione di ogni partizione.

ls -lh /dev/disks/mpx*

Se elenchi il contenuto della directory / su ogni server ESXi considerato, vedrai che la directory scratch di ESXi installato sull’HDD è collegata alla partizione del disco appropriata. La directory scratch di ESXi installata su una chiavetta USB è collegata a una directory temporanea /tmp/scratch che si trova sull’unità RAM (su un server/VM senza disco).

ls -lh /

Se si collega un nuovo hard disk, un’unità a stato solido o un RAID al server ESXi installato su una chiavetta USB, la directory scratch utilizzerà la nuova unità persistente collegata. Riproduciamo questa situazione per la nostra macchina virtuale che esegue ESXi installato sulla chiavetta USB che non ha alcun disco rigido nella sua configurazione.

Vai a VM > Settings e clicca su Add nella scheda Hardware, quindi seleziona Hard Disk. Aggiungete un disco rigido virtuale da 20 GB.

Poi aprite l’interfaccia web di VMware Host Client, inizializzate il disco e create un nuovo datastore VMFS su quel disco.

Riavvia il tuo host ESXi per rendere effettive le modifiche e controlla il contenuto della directory / nella console:

ls -lh /

Ora i tuoi log sono salvati nello storage persistente.

Puoi modificare le impostazioni syslog manualmente in VMware Host Client. Per fare questo, vai su Host > Manage > System > Advanced settings e seleziona:

ScratchConfig.CurrentScratchLocation

Clicca su Edit e imposta il percorso della directory usata per memorizzare i file di log, per esempio:

/vmfs/volumes/5d55402f-7d9215ec-9bd0-000c29ba653e/.locker

dove l’hash nell’indirizzo è l’identificatore (ID) della partizione (volume).

Se il tuo host ESXi senza disco è avviato da una chiavetta USB, e non vuoi installare dischi rigidi nel server (per esempio, se usi uno storage condiviso come SAN o NAS collegato via iSCSI al tuo server ESXi), puoi configurare un server Syslog nella tua rete e memorizzare i log di sistema su questo storage persistente. È possibile configurare VMware vSphere Syslog Collector.

Core dump

Core dump, proprio come i log di sistema di ESXi, contiene informazioni importanti che sono necessarie per risolvere gli errori e possono essere fornite al team di supporto per risolvere problemi complessi. Per un host ESXi in esecuzione senza abilitare vSAN, per ogni 1TB di DRAM (dynamic random access memory), la partizione coredump dovrebbe avere 2,5 GB di spazio disponibile. Se si utilizza un server ESXi che ha più di 512 GB di RAM e viene utilizzato come nodo vSAN, il core dump potrebbe essere più grande della dimensione della partizione standard da 2,5 GB (#9) utilizzata per memorizzare un core dump, e il core dump non entrerà in questa partizione. In questo caso, la dimensione della partizione coredump dovrebbe essere aumentata; in alternativa, l’host ESXi dovrebbe essere riconfigurato per usare una partizione coredump su un’altra unità disco, o configurato per usare ESXi Dump Collector per memorizzare vmkernel coredump su un altro host nella rete.

tracce vSAN

Se vSAN è abilitato per un host ESXi, c’è un altro tipo di log chiamato tracce vSAN (che non sono una parte dei syslog). Come i syslog, le tracce vSAN sono memorizzate in una directory temporanea sul disco RAM se ESXi è installato su una chiavetta USB/scheda SD (per un server senza disco), e vengono eliminate dopo lo spegnimento o il riavvio del server ESXi.

Puoi controllare la directory in cui sono salvati i trace log di vSAN con il comando:

esxcli vsan trace get

Come fare il backup di ESXi installato su una chiavetta USB

Come detto all’inizio di questo post, la facilità di clonare ESXi installato su una chiavetta USB o scheda SD è il vantaggio di questo tipo di installazione di ESXi. Vediamo come clonare una chiavetta USB che contiene ESXi su un esempio pratico. Dovresti spegnere il tuo server ESXi per clonare la chiavetta USB su cui è installato ESXi.

Clonare una chiavetta USB con ESXi in un’immagine

Collega la tua chiavetta USB su cui è installato ESXi a una macchina Linux (in questo esempio viene usata una VM Ubuntu).

Verifica il nome del tuo dispositivo USB collegato alla macchina Linux usando uno di questi comandi:

dmesg | grep -i usb

dmesg | grep -i ‘attached’

/dev/sdd/ è la nostra unità flash USB in questo caso. Nel tuo caso, il nome del dispositivo USB potrebbe essere diverso.

Puoi elencare i tuoi dispositivi a blocchi collegati con il comando lsblk. Elenchiamo le partizioni usate da ESXi sulla nostra chiavetta USB per assicurarci che il dispositivo corretto sia selezionato prima della clonazione:

lsblk | grep sdd

E’ anche possibile usare fdisk per questo scopo:

fdisk -l /dev/sdd

Ora, una volta conosciuti tutti i parametri di input necessari, clona la chiavetta USB sul file immagine usando l’utilità dd a basso livello. Il nome del file immagine è esxi-flash.img e questo file si trova nella nostra directory corrente.

Attenzione! Fate attenzione quando lavorate con l’utilità dd perché un errore può causare una perdita irreversibile di dati che non può essere ripristinata.

dd if=/dev/sdd of=./esxi-flash.img bs=4M status=progress

Dove:

if – un file di input

of – un file di output

bs=4M – una dimensione di blocco (4 MB)

status=progress – uno stato usato per visualizzare la barra di progresso

Erasione di una flash drive USB

Cancelliamo la flash drive USB e proviamo a recuperare l’hypervisor ESXi su quella flash drive dall’immagine. Per cancellare completamente tutti i dati sulla chiavetta USB, è necessario riempire l’intera capacità del dispositivo di archiviazione USB con degli zeri. Può essere fatto anche con l’utilità dd e lo pseudo dispositivo /dev/zero il cui output è un flusso infinito di zeri. Potete anche usare questo metodo per cancellare la vostra chiavetta USB quando non volete più usare questa chiavetta per eseguire ESXi. Se non hai bisogno di cancellare questa chiavetta USB perché hai un’altra chiavetta USB libera (per esempio), puoi saltare questo passo.

dd if=/dev/zero of=/dev/sdd status=progress

Aspetta qualche minuto finché i dati sul tuo dispositivo vengono cancellati.

Ora non dovresti vedere nessuna partizione sulla tua chiavetta USB.

fdisk -l /dev/sdd

Recupero/Clonazione di ESXi su una chiavetta USB dall’immagine

Ripristiniamo ESXi su una chiavetta USB vuota dal file immagine ESXi preparato precedentemente usando l’utilità dd. Usa l’immagine come file di input e il nome della tua chiavetta USB come file di output (/dev/sdd è il nome del dispositivo USB necessario nell’esempio attuale).

dd if=./esxi-flash.img of=/dev/sdd bs=4M status=progress

Come al solito, puoi controllare le partizioni con fdisk:

fdisk -l /dev/sdd

Una volta completato il processo di scrittura dei dati dall’immagine all’unità flash USB, collega l’unità flash USB alla macchina su cui ESXi deve girare e accendi la macchina. Congratulazioni! Ora sai come fare il backup e il ripristino di ESXi installato su una chiavetta USB.

Conclusione

Il post di oggi ha coperto le caratteristiche più importanti dell’esecuzione di ESXi da un dispositivo di archiviazione USB. L’installazione di ESXi su flash drive/schede USB può essere considerata un’alternativa supportata da VMware ESXi alla tradizionale installazione di ESXi su hard disk. L’installazione di ESXi su un’unità flash USB può essere meno affidabile rispetto all’utilizzo dello storage RAID con HDD o SSD. Il tempo di avvio di ESXi da un dispositivo flash USB è più lungo che da un SSD o HDD, il che può essere critico per i cluster ad alta disponibilità. Se siete sicuri di poter eseguire ESXi da un dispositivo USB senza problemi, non dimenticate di configurare il salvataggio dei log di sistema, dei core dump e delle tracce vSAN su uno storage persistente per essere in grado di eseguire la diagnostica e contattare il supporto VMware. Se nel vostro ambiente eseguite ESXi da unità flash USB, considerate la possibilità di clonare un’unità flash USB da cui viene avviato ESXi. Tale clone può essere usato come backup di ESXi.