什么是 VMware vSphere？

官方文档：VMware vSphere 文档

1. vSphere 的定义

vSphere 通常被称为 VMware 的云操作系统，它通过虚拟化技术将计算、存储和网络资源抽象化，并提供管理和自动化功能。vSphere 是企业级虚拟化和云计算的核心解决方案。

典型架构图

1. 物理层：服务器、存储、网络设备。
2. 虚拟化层：ESXi。
3. 管理层：vCenter Server、NSX、vSAN 等。
4. 服务层：vRealize、Horizon、Tanzu 等。
5. 用户层：管理员、开发人员、终端用户。

2. vSphere 的核心组件

(1) VMware ESXi （必要）

• vSphere 的基础虚拟化平台，它直接与硬件交互，为虚拟机提供计算、存储和网络资源。
• 是 Type-1（裸机）虚拟化管理程序，直接运行在物理服务器上。
  • 为什么称为裸机虚拟化（Type-1 Hypervisor）？
    • Type-1 Hypervisor 是直接运行在物理硬件上的虚拟化软件，不需要依赖底层的操作系统。
    • 与 Type-2 Hypervisor 的区别：
      • Type-1：ESXi、Hyper-V、KVM（直接运行在硬件上）。
      • Type-2：需要一个宿主操作系统，例如 VMware Workstation、Oracle VirtualBox（依赖操作系统）。
• 负责将物理资源虚拟化为虚拟机可用的计算、存储和网络资源。
• 支持单机管理，使用vSphere Client（如 https://<ESXi-IP>/ui） 或命令行，单机管理仅适合于小型虚拟化环境或简单需求。
  • 没有 vCenter Server 时，以下功能将受到限制：
    • 集中管理：无法统一管理多个 ESXi 主机。
    • 高级功能：如 vMotion、动态资源调度（DRS）、高可用性（HA）和存储 vMotion 等。
    • 模板与克隆管理：无法高效管理虚拟机模板和克隆。
    • 监控与日志：无法统一查看多台主机和虚拟机的性能和日志。

尽管 ESXi （Elastic Sky X Integrated）提供类似 Linux 的命令行工具和环境，并且 ESXi 包含了一些 GNU/Linux 工具和标准 POSIX 接口。但底层内核完全不同，其底层内核是 VMware 自主研发的 VMkernel，因此 ESXi 并不是基于 Linux 的操作系统。以下是两者的主要区别：

(2) VMware vCenter Server

• vSphere 的集中管理平台。
• 提供对多个 ESXi 主机和虚拟机的统一管理。
• 支持高级功能，例如：
  • vMotion（虚拟机在线迁移）。
  • DRS（分布式资源调度）。
  • HA（高可用性）。
• 部署方式
  • vCenter Server Appliance (VCSA)
    • 基于 Linux 的虚拟设备，预装了 vCenter Server 和内置 PostgreSQL 数据库。
    • VMware vCenter Server 通常作为一个虚拟机运行在 ESXi 主机上。
  • Windows 上的 vCenter Server
    • 在 Windows Server 上安装，但从 vSphere 7 开始已不再支持。

(3) vSphere Client

• 用户与 vSphere 交互的界面工具。
• 基于 Web 浏览器，允许管理员管理 ESXi 主机、虚拟机和 vCenter Server。
• 提供简单的操作和高级功能设置。
• 历史背景：
  • 早期版本的 vSphere Client 是一个基于 Windows 的独立应用程序，需要手动安装。
  • 从 vSphere 6.5 开始，VMware 提供了基于 HTML5 的 vSphere Client，嵌入在 ESXi 中。取代了早期的 Windows 客户端（已在 vSphere 7.0 中完全移除）。

(4) vSphere Virtual Volumes (vVols)

• 一个存储技术，允许将存储资源虚拟化为逻辑单元。
• 提供更细粒度的存储分配和管理。

(5) vSphere Distributed Switch (VDS)

• 提供高级网络功能，允许在多个 ESXi 主机之间实现一致的网络配置和流量管理。

3. vSphere 的功能

(1) 资源虚拟化

• 抽象化物理资源（CPU、内存、存储、网络），并将其分配给虚拟机。
• 支持多种虚拟化操作系统，包括 Windows、Linux 和 macOS。

(2) 高可用性和灾难恢复

• HA（高可用性）：当主机或虚拟机故障时，自动重新启动虚拟机。
• FT（容错功能）：提供虚拟机的实时副本，确保零宕机。

(3) 动态资源调度

• DRS（分布式资源调度）：根据主机的负载情况自动分配虚拟机资源。
• vMotion：支持虚拟机在主机之间的在线迁移，无需中断服务。

(4) 数据中心自动化

• 自动化日常任务，如主机配置、虚拟机部署和资源优化。
• 支持通过 API 或 VMware PowerCLI 脚本实现自定义自动化。

(5) 集中管理和监控

• 通过 vCenter Server，管理员可以统一管理虚拟化资源。
• 提供全面的性能监控和日志分析。

4. vSphere 的版本

VMware 会定期更新 vSphere，增加新功能并改进性能。每个版本包含不同级别的许可（如 Standard、Enterprise Plus），以满足不同规模的虚拟化需求。

5. vSphere 的应用场景

• 企业数据中心：虚拟化基础架构，提高资源利用率。
• 云计算平台：构建私有云或混合云环境。
• 容灾备份：通过高可用性和灾难恢复功能保障业务连续性。
• 测试和开发：快速部署虚拟机，支持软件开发和测试。

6. 总结

VMware vSphere 是一套综合虚拟化平台，包含 ESXi 和 vCenter Server 等核心组件，为企业提供强大的虚拟化能力和集中管理功能。

7. 拓展阅读

https://cloud.google.com/vmware-engine/docs/concepts-high-availability-vmware?hl=zh-cn