UEFI, Storage und Boot-Optionen: Die häufigsten Fehler bei der ESXi-Installation

Wie wird ESXi durch UEFI beeinflusst und welche Probleme können hier auftreten?

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) ist ein moderner Ersatz für das BIOS, das auf EFI (Extensible Firmware Interface) basiert und auf eine Initiative von Intel Mitte der 90er Jahre zurückgeht. Einer der vielen Vorteile von UEFI ist die Flexibilität beim Boot-Vorgang, um eine größere Bandbreite an Geräten zu adressieren. Das herkömmliche BIOS konzentriert sich in der Regel darauf, von lokalen Festplatten zu booten. UEFI hat die Boot-Kompatibilität auch auf optische Geräte wie zum Beispiel CD oder DVD und USB-Geräte erweitert.

Sie sollten allerdings immer sicherstellen, dass genug Storage für eine ESXi-Installation oder ein Upgrade zur Verfügung steht.

ESXi-Hosts lassen sich via vSphere 5.5 und mithilfe der genannten Optionen booten. Das Problem an dieser Stelle ist aber, dass vSphere keine ESXi-Hosts via Netzwerk oder VMware Auto Deploy starten kann. Wollen Sie diese Optionen nutzen, brauchen Sie weiterhin ein herkömmliches BIOS. 

Diese scheinbar kleine Inkompatibilität kann zu schwerwiegenden Boot-Problemen führen, wenn Sie den Firmware-Modus nach der Installation des Hypervisors ändern. Installieren Sie zum Beispiel ESXi 5.5 und ändern im Anschluss von Legacy BIOS auf UEFI-Firmware, bootet der Host-Server möglicherweise nicht und gibt stattdessen eine Fehlermeldung aus.

Das Wiederherstellen des Firmware-Modus oder das Revidieren eines BIOS-Upgrades löst das Problem möglicherweise kurzfristig, kann langfristig aber zu Folgeproblemen führen. Man sollte nie vergessen, dass die Firmware als Schnittstelle zwischen Betriebssystem und darunterliegender Hardware eine enorm wichtige Rolle spielt. IT-Profis sollten Firmware-Upgrades daher immer zunächst auf Testsystemen ausprobieren, um damit das Verhalten simulieren zu können. Erst danach sollte das Firmware-Upgrade auf den produktiven Systemen landen.

Wie wichtig ist Storage wenn man ein ESXi-Upgrade plant? Kann ESXi von USB-Geräten oder Datenträgern größer als zwei Terabyte booten?

Bei Storage in ESXi-Umgebungen gibt es im Grunde keine großen Bedenken. Sie sollten allerdings immer sicherstellen, dass genug Storage für eine ESXi-Installation oder ein Upgrade zur Verfügung steht. ESXi 5.5 benötigt ein Boot-Gerät mit mindestens einem Gigabyte Speicherplatz. 

Die Installation selbst setzt allerdings ein Minimum von vier Gigabyte (Scratch Space) voraus. Somit brauchen Sie für den Installationsprozess von ESXi mindestens 5,2 Gigabyte an lokalem Festplatten-Storage, SAN (Storage Area Network) oder iSCSI-LUN. Ausnahmen bilden die Boot-Optionen SAN oder Auto Deploy. Der so genannte Scratch Space für mehrere ESXi-VMs (virtuelle Maschine) lässt sich auf einem einzigen LUN (Logical Unit Number) konsolidieren.

Sollte es auf dem zugewiesenen LUN nicht genug Scratch Space geben, wird der Installationsassistent versuchen, den Platz auf einer anderen Festplatte oder einer RAM-Disk im Arbeitsspeicher zu erstellen. Sie können den Scratch Space zum Glück via vSphere Client konfigurieren. Vergessen Sie aber nicht, Scratch Space zu löschen, der mit einer RAM-Disk assoziiert ist. Nach der Installation benötigen Sie diesen Scratch Space nicht mehr und der belegte Arbeitsspeicher wäre schlichtweg verschwendet.

ESXi 5.5 lässt sich auch von einem LUN booten, das größer als zwei Terabyte ist. Allerdings muss die Firmware des Systems oder eine entsprechende Erweiterungskarte mit einer Firmware ebenfalls Datenträger unterstützen, die größer als zwei Terabyte sind. Solch großen Datenträger sind allerdings für virtuelle Maschinen eher selten.

Das schränkt natürlich wiederum ein, wie viele virtuelle Maschinen Sie auf einem Host betreiben können. Heutzutage lautet das Ziel ganz klar Konsolidierung der physischen Hardware. Deswegen setzt man in den meisten virtuellen Umgebungen in der Regel auf kleinere LUNs und minimiert den Speicherplatz. Sollten sehr große Datenträger benötigt werden, probieren Sie die ESXi-Installation und die Performance am besten zunächst in einer Testumgebung aus. Erst danach sollten Sie versuchen, die Installationen oder Upgrades auf die produktive Umgebung zu übertragen.

ESXi 5.5 lässt sich auch auf ein USB-Flash-Drive oder ein anderes nicht-volatiles Storage wie zum Beispiel eine SD-Karte installieren. Das Storage-Gerät sollte allerdings mindestens 16 Gigabyte groß sein. Der Grund für diese Empfehlung hat mit dem Verschleißausgleich zu tun. Viele non-volatilen Speicher-Designs akzeptieren nur eine endliche Anzahl an Schreibzyklen, bevor sie ausfallen. 

Verschleißausgleichs-Algorithmen sorgen dafür, dass neue Schreibvorgänge gleichmäßig auf das gesamte Storage-Gerät verteilt werden. Erst danach fängt man von vorne an und überschreibt Daten.

Dieses Vorgehen unterscheidet sich sehr von herkömmlichen Festplatten. Diese können zuvor genutzte magnetische Cluster überschreiben und man muss sich nicht sorgen, dass an dieser Stelle etwas verschleißt. Starten Sie also mit einem überdimensionierten Storage-Gerät, haben Sie etwas mehr Spielraum für etwaigen Verschleiß. Scratch Space wird allerdings nicht auf nichtflüchtiges Storage geschrieben. Planen Sie für den Scratch Space also eine lokale Festplatte oder eine RAM-Disk ein.

Wie wähle ich die besten Installationsoptionen für ESXi?

vSphere stellt Ihnen verschiedene Optionen zur Verfügung, um ESXi-Hosts auf Servern zu installieren:

• interaktiv,
• geskriptet,
• Auto Deploy und
• CLI-basiert (Kommandozeile).

Diese Optionen sind im Prinzip alle gleichermaßen brauchbar. Möglicherweise haben Sie aber eine Vorliebe je nach Größe und Design der Produktivumgebung. Auch die für die Installation verfügbare Zeit und die Ressourcen spielen eine Rolle.

Die interaktive Installation ist zum Beispiel die klassische Methode mit einem Installationsassistenten, der Ihnen unter die Arme greift. Ein interaktiver Installationsassistent bootet vom Netzwerk, einer CD, einer DVD oder einem USB-Gerät. Danach geht der Systemadministrator die einzelnen Schritte durch, um eine Installation zu definieren. Der Installationsassistent erstellt und formatiert die Partitionen und installiert das ESXi-Boot-Image.

Diese Herangehensweise frisst in der Regel am meisten Zeit und erfordert von den IT-Mitarbeitern die größte Aufmerksamkeit. Somit eignet es sich wohl eher für eine Einzel-Installation oder den Einsatz in einem kleineren Rahmen von wenigen Systemen.

Geskriptete Installationen realisiert man mithilfe einer Liste an möglichen Konfigurationseinstellungen – dem Skript. So lange das Installations-Skript via Festplatte, Netzwerk, CD, DVD, USB oder einem anderen akzeptablen Medium erreichbar ist, lassen sich eine große Menge an Installationen automatisiert durchführen. 

Das direkte Eingreifen eines Systemadministrators ist dann fast nicht notwendig. Verwenden Sie allerdings das gleiche Skript, bekommen Sie auch identische Installationen. Skripting eignet sich deswegen am besten, wenn Sie eine große Anzahl an identischen ESXi-Hosts einsetzen wollen.

vSphere Auto Deploy funktioniert recht ähnlich zur Skripting-Methode. Auto Deploy stellt einen Assistenten zur Verfügung, mit dem Systemadministratoren die ESXi-Konfigurationen und Profile für Hunderte an physischen Hosts präzise bestimmen können. Auto Deploy ist in erster Linie ein Netzwerk-Boot-Tool, bei dem ein Auto-Deploy-Server die Inhalte ausliefert. 

ESXi-Installationen und -Upgrades funktionieren oftmals sehr reibungslos. Allerdings können auch hier immer Probleme auftreten.

Somit müssen die Inhalte nicht auf jedem individuellem Host-System installiert werden. Ihnen steht damit eine leistungsfähige und flexible Installationsplattform zur Verfügung, die sich am besten für große Unternehmen eignet, die auf mehrere ESXi-Konfigurationen oder Abbilder angewiesen sind.

ESXi-Installationen lassen sich auch mithilfe eines Befehlssatzes für PowerShell realisieren, der sich „Image Builder“ nennt. In den meisten Fällen verwendet man die Kommandozeile, um ESXi-Image-Updates oder -Patches zu adressieren. Das neue Abbild lässt sich für eine Verteilung auf DVD brennen oder über einen automatisierten Distributionsmechanismus wie zum Beispiel Auto Deploy installieren. Auch dieser Ansatz eignet sich am besten für Enterprise-Anwender, die eine umfangreiche Kontrolle der Patches oder der unterschiedlichen Versionen benötigen.

ESXi-Installationen und -Upgrades funktionieren oftmals sehr reibungslos. Allerdings können auch hier immer Probleme auftreten. Aus diesem Grund sollten Unternehmen Zeit und Aufwand investieren, um Installationen in einer Testumgebung oder in einer eingeschränkten produktiven Umgebung durchzuführen, die sich nicht mit der eigentlichen produktiven Umgebung in die Quere kommt.

Auf diese Weise können IT-Profis die Installations- und Upgrade-Prozesse verfeinern. Weiterhin lassen sich so die Auswirkungen auf potenzielle Änderungen bewerten und Sie können Benchmarks für Vergleiche aufstellen. Mögliche Fehler lassen sich im Vorfeld lösen und Sie können die Sachlage einschätzen, ohne unerwartete Ausfälle oder Downtime des Data Centers zu provozieren.

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