ESXi Bootmedium – Neuerungen in v7 und Altlasten aus v6.x

Mit vSphere7 kamen grundlegende Veränderungen im Aufbau des ESXi Bootmediums. Eine starre Partitionsstruktur musste einer flexibleren Partitionierung weichen. Dazu später mehr.

Mit vSphere 7 Update 3 kam auch eine schlechte Nachricht für alle, die USB- oder SDCard-Flashmedien als Bootdevice nutzen. Steigende Lese- und Schreibaktivität führte zu schneller Alterung und Ausfall dieser Medien, da sie für ein solches Lastprofil nie ausgelegt waren. VMware hat diese Medien auf die Rote Liste gesetzt und der vSphere Client wirft Warnmeldungen, sollte ein soches Medium noch verwendet werden. Wir werden uns ansehen, wie man USB- oder SDCard-Bootmedien ersetzen kann.

ESXi Bootmedium: Gestern und heute

In der Vergangenheit bis Version 6.x war das Bootmedium relativ statisch. War der Bootvorgang erst einmal abgeschlossen, so war das Medium nicht mehr wichtig. Es gab allenfalls eine gelegentliche Leseanfrage einer VM auf das VM-Tools Verzeichnis. Selbst ein Medium, das im laufenden Betrieb kaputt ging, beeinträchtigte den ESXi Host nicht. Problematisch wurde nur ein Neustart. So konnte man beispielsweise auch bei defektem Bootmedium noch die aktuelle ESXi Konfiguration sichern.

Aufbau eines ESXi Bootmediums vor Version 7

Aufbau des Bootmediums bis ESXi 6.7

Der Aufbau war im Prinzip fast immer gleich: Ein Bootloader von 4 MB Größe (FAT16), gefolgt von zwei Bootbänken mit je 250 MB. Diese enthalten die komprimierten Kernelmodule, die beim Systemstart entpackt und ins RAM geladen werden. Eine zweite Bootbank ermöglicht ein Rollback im Falle eines fehlgeschlagenen Updates. Es folgt eine “Diagnostic Partition” von 110 MB für kleine Coredumps im Falle eines PSOD. Die Locker oder Store Partition enthält z.B. ISO Images mit VM-Tools für alle unterstützten Gast-OS. Von hier aus werden VM-Tools ins die Gast VM eingebunden. Eine häufige Fehlerquelle bei der Tools Installation war ein beschädigtes oder verlorenes Locker Verzeichnis.

Die folgenden Partitionen unterscheiden sich je nach Größe und Art des Bootmediums. Die zweite Diagnostic-Partition von 2,5 GB wurde nur angelegt, wenn das Bootmedium mindestens 3,4 GB groß ist (4MB + 250MB + 250MB + 110MB + 286MB = 900MB). Zusammen mit den 2,5 GB der zweiten Diagnostic Partition erfordert das 3,4 GB.

Eine 4 GB Scratch Partition wurde nur auf Medien mit mindestens 8,5 GB angelegt. Sie enthält Informationen für den VMware Support. Alles darüber hinaus wurde als VMFS-Datenspeicher bereitgestellt. Scatch und VMFS Partition wurden jedoch nur angelegt, wenn das Medium kein USB-Flash oder SDCard Speicher war. In diesem Fall wurde die Scratchpartition im RAM des Hosts angelegt. Mit der Folge, dass bei einem Host Crash auch alle für den Support wertvollen Informationen verloren gingen.

Aufbau des Bootmedium ab ESXi 7

Das oben skizzierte Layout machte die Verwendung großer Module oder Fremdanbietermodule schwierig. Folglich musste das Design des Bootmedium grundlegend verändert werden.

Veränderung des Partitionslayouts zwischen Version 6.x und 7.x

Zunächst wurde die Bootpartition von 4 MB auf 100 MB vergrößert. Auch die beiden Bootbänke wurden auf mindestens 500 MB angehoben. Die Größe gestaltet sich flexibel, abhängig von der Gesamtgröße des Mediums. Die beiden Diagnose-Partitionen (Small Core Dump und Large Core Dump), sowie Locker und Scratch wurden zusammengeführt in eine gemeinsame ESX-OSData Partition mit flexibler Größe zwischen 2,9 GB und 128 GB. Übriger Speicherplatz kann optional als VMFS-6 Datenspeicher bereitgestellt werden.

Unterschieden werden bei vSphere 7 vier Größenklassen für Bootmedien:

  • 4 GB – 10 GB
  • 10 GB – 32 GB
  • 32 GB – 128 GB
  • > 128 GB
Dynamische Partitionierung unter vSphere 7 in Anhängigkeit von der Medienkapazität.

Die oben dargestellten Partitionsgrößen gelten für neu installierte Bootmedien unter ESXi 7.0. Doch wie sieht es für Bootmedien aus, die von Version 6.7 migriert wurden?

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Starker Zugriff auf VMtools Image schädigt SD Medien

ESXi Installationen benötigen recht wenig Speicherplatz auf dem Bootmedium. Daher wird anstelle einer Festplatte (und SCSI Controller) gerne ein kleines und kostengünstiges Flash Medium zum Booten verwendet. Des kann eine SD-Karte sein, oder ein USB-Flashmedium.

Die Qualität dieser Flashmedien variiert stark. Teilweise sogar von Charge zu Charge des gleichen Herstellers. Starkes Schreibverhalten, aber auch Lesezugriffe können die Lebenszeit dieser Medien deutlich verkürzen. In jüngster Zeit musste ich immer wieder feststellen, daß Bootmedien schon nach weniger als einem Jahr beschädigt waren. So lange der Server läuft ist dies kein größeres Problem, da alle für den Betrieb wichtigen Komponenten ins RAM geladen werden. Nicht jedoch die VMtools-Images. Diese werden von der VM angefragt und vom Flashmedium gelesen. Besonders in VDI Umgebungen kann die hohe Leserate das Medium verbrennen.

VMware hat das Problem erkannt und dafür eine Lösung programmiert. Diese ist seit Version ESXi 6.0 U3 verfügbar, muss aber manuell aktiviert werden. Die Umgehung des Problems liegt darin, daß beim Bootvorgang die Tools-Images auf die RAMDisk gelegt werden. Lesevorgänge schädigen somit nicht mehr das Medium und die Lebenszeit der Medien werden verlängert.

Ich zeige hier, wie man die Option über Web-Client, PowerCLI oder ESXi Shell einstellen kann.

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vSphere 6 – Bootimage erstellen

Ein halbes Jahr musste dieser Artikel auf die Veröffentlichung warten. Das Beta Programm NDA mit vmware erlaubte, jedoch nicht die Publikation.

Seit 30.6.2014 ist die vSphere 6 Beta verfügbar. Ich habe in der Zeit seither  unteschiedliche Aspekte des neuen Produkts ausprobiert und werde die Erfahrungen hier veröffentlichen.

Eine wichtige Frage für die Praxis ist beispielsweise: “Wie bekomme ich das Image auf ein fertiges Bootmedium, das ich vor Ort nur noch einstecken und starten muss?”. In der Version 5.x half hier eine kleine VM, die als Image-maker fungierte.

Image Maker

Mit Version ESXi 5.0.0 hatte sich die Methode zur Erstellung von USB Bootimages verändert. Ich habe in einem älteren Artikel beschrieben, wie man diese vorab auf USB Medien erstellen kann, um damit Server auszurüsten. Die gute Nachricht vorab: Die Methode funktioniert auch weiterhin. Die Hilfs-VM zum Setup von ESXi 5.x kann auch für ESXi 6 beta verwendet werden.

ESXi6BootImage01

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Install ESXi auf Bootmedium

Wie erstellt man aus einem ISO-Image ein bootfähiges USB Medium, das danach als Installationsziel für ESXi fungieren soll. Klingt nach Münchhausen? Ist aber möglich!

Es gibt Situationen, da trifft man auf Server, die weder ein optisches Laufwerk (CD/DVD), noch eine Remote-Management haben, mit dem man ein Boot ISO an das System reichen könnte. In solchen Fällen benötigt man einen kleinen Baukasten mit nützlichen Tools. Eines davon ist Rufus. „Install ESXi auf Bootmedium“ weiterlesen