VMware workstation批量创建虚拟机和自动化安装操作系统（一）

一. 简述

作为从事IT行业运维工作的Linuxer，大多情况下需要在测试环境中部署业务系统并进行测试，在没有足够的计算存储网络条件下，使用虚拟机进行虚拟集群的创建和使用，是一种不错的学习和实践方式。

本篇博客主要介绍如何使用VMware workstation进行虚拟机的批量创建和自动化安装操作系统。希望运维从业人员在“背锅”之余，品茗之间，涉足这篇博客之时，能够有所收获。

二. 涉及知识点

1. VMware workstation使用部分

  • VMware workstation 自定义创建虚拟机
  • VMware workstation 三类交换网络区别和配置
  • VMware workstation 虚拟机共享文件设置
  • VMware workstation 虚拟机命令行管理工具使用
  • VMware workstation 虚拟机计算/存储/网络资源调整

2. 无人值守自动化安装多版本操作系统

  • HTTP服务器部署和测试
  • DHCP服务器部署和测试
  • DHCP绑定MAC地址分配IP
  • TFTP服务器部署测试
  • ks.cfg文件创建和详解

三. 实践过程

实践环境：

  • 宿主PC：win10专业64位16G内存，硬盘管够
  • 虚拟化软件：VMware workstation pro 12.5.7
  • 虚机操作系统镜像：CentOS6.5_x86_64/CentOS7.2_1511

1. VMware workstation自定义创建和管理虚拟机

VMware workstation是全虚拟化平台，通过VMware workstation创建虚拟机时，一部分功能是为虚拟机提供计算，存储，网络等资源。因此，在为虚拟机提供这些硬件资源时，会考虑业内主流硬件接口标准，为虚拟机提供硬件配置，网络配置等。基于VMware workstation，我们可以定制一台服务器硬件。

① 新建虚拟机【硬件配置】

配置一台虚拟机的过程如下：

菜单栏——文件——新建虚拟机
【自定义（高级）】[下一步]
【选择硬件兼容性】[下一步]
【安装客户机操作系统】（选择，"稍后安装操作系统"）[下一步]
【选择客户机操作系统】（Linux-版本CentOS64位）[下一步]
【命名虚拟机】(虚拟机名称:console01;位置:E盘:consolesconsole01)[下一步]
【处理器配置】（处理器数量：2；处理器核心数量：2）[下一步]
【此虚拟机的内存】（512MB）[下一步]
【网络类型】（使用网络地址转换NAT）[下一步]
【选择I/O控制器类型】（LSI Logic）[下一步]
【选择磁盘类型】（SCSI）[下一步]
【选择磁盘】（创建新虚拟磁盘）[下一步]
【指定磁盘容量】（8G，将磁盘存储为单个文件）[下一步]
【指定磁盘文件位置】[下一步]
【自定义硬件】[下一步]——【添加】[下一步]——【网络适配器】[下一步]
【自定义网络】（VMnet1仅主机模式）[完成]——[关闭]

通过上述过程，我们就可以自定义配置一台服务器硬件。此时的虚拟机只是一台裸机，不具有任何操作系统。

② 新建虚拟机【虚机管理】

上述，新建虚拟机【硬件配置】的过程中，自定义创建了一台裸机。此时如果希望这样的配置能够即刻或者以后被重复利用，有四种方式来实现：OVF，快照，克隆，复制或移动。

  1. OVF。虚拟机可以通过“导出为OVF”的方式，来导出为配置模板，这种方式是通用性最大化，不会存在个性，比如说上述console01如果自定义了MAC地址后，导出为OVF时，MAC地址不会存入模板。
  2. 快照。顾名思义，快照就是虚拟机某个状态拍照，保留这个状态所有特性，以便能够恢复出这个状态。快照在虚拟机运行或者停止状态下都能够进行拍照。
  3. 克隆。克隆其实时“停机快照”，即如果想克隆某个虚拟机，需要在虚拟机停机情况下操作，此时与快照功能一致。克隆虚拟机时，可以选择的母体有很多，包括此刻的母机和母机之前的快照。
  4. 复制或移动。虚拟机在创建的时候，实际放置在PC宿主机的某个目录中。这个目录在复制或者移动之后，同样可以通过菜单——打开虚拟机的方式进行打开，这样方便了虚拟机的移动。

注：
上述四种对虚拟机的管理模式中，既有相同的部分，也有相异的部分，区别在于应用场景。本篇博客的出发点，就是基于第四种方式，通过复制模板虚拟机的文件和修改虚拟机的配置文件，来达到批量创建虚拟机的效果。

③ 新建虚拟机【网络管理】

VMware workstation提供了三种以太网虚拟交换网络：桥接模式，NAT模式，仅主机模式。这三种网络模式不难理解，无非是提供了三个连接不同网络的交换机，适用于不同的网络场景：

  • Bridge 桥接模式
    桥接，即通过网桥接入局域网。采用这种模式的虚拟机，实际上是通过软件层，实现了接入局域网路由器的功能。既然虚拟机通过软件的方式，接入了与PC机同一个路由器 ，其在局域网中的地位就和PC机平行了。因此，采用这种方式的虚拟机，技术实现上，应该类似于Linux的eth0与eth0:0，采用同一个物理网卡，监听两个IP，其中一个是宿主PC的，另外一个就是虚拟机的。
  • NAT 网络转换模式
    网络转换最广发的应用当属路由器。路由器通过NAT功能，把内网IP映射为网络运营商分配给你的公网IP，从而是内网机器能够访问公网。采用这种模式的虚拟机，实际上就是把宿主PC当作路由器 ，而在宿主PC背后，创建了一个虚拟网络，虚拟机就是这个虚拟网段中的一员。
    实际上，充当NAT功能的是VMware workstation运行时，启动了VMware NAT服务，这个服务可以通过任务管理器查看到。当采用NAT网络模式的时候，实际上就是想要VMware 提供路由器的功能，路由器一般提供的服务很多，如GATEWAY，DNS，DHCP，NAT等。当然Vmware workstation提供了设置这些功能的选项，在自定义中可选择既定功能提供服务。
  • Host only 仅主机模式
    这种模式相对简单，表示虚拟机仅和PC机在同一个网段内。同样，对于创建的多个虚拟机，假如虚拟机具有接入这个虚拟网络的网卡，则可以和其他虚拟机进行通信。

本篇博客根据实际工作中，服务器至少有两块网卡的情况，设置了两种网络模式：NAT模式，Hostonly模式。因NAT模式采用虚拟网卡名称为vmnet8，故设定NAT网段为192.168.80.0/24,同样，因为Hostonly模式采用的网卡是vmnet1，因此设定网端为192.168.10.0/24。
通过菜单——编辑——虚拟网络编辑器，可进行虚拟机网络的编辑。
本篇博客主要的编辑如下：

  1. 设置Hostonlye模式下的网段为：192.168.10.0/24，设置NAT模式下的网段为：192.168.80.0/24
  2. 取消Hostonly和NAT模式下的DHCP设置，后期虚拟机的IP地址配置，由自己设置为静态IP
  3. 设置NAT网关地址为192.168.80.2
  4. 编辑了上述两种虚拟交换网络之后，PC机会对应地安装虚拟网卡，可以通过网络适配器查看MAC地址和IP地址



注：
本篇博客在第一部分创建虚拟机的时候，或在虚拟机创建完成之后，通过虚拟机设置，设定了虚拟机的MAC地址，这样做的目的是为了以后方便管理或者协议分析。同样，通过分配MAC，并绑定IP的方式，能够在批量创建虚拟机时，更加方便固定IP到虚拟机中，同样便于管理。

④ 新建虚拟机【安装系统】

配置虚拟机硬件和网络之后，便可为虚拟机安装操作系统。
VMware workstation提供了多种类型操作系统的支持，同时给出了多种操作系统安装方式的支持。安装操作系统可以在创建虚拟机之时进行安装，也可以在虚拟机创建之后，即为裸机安装操作系统。

  1. 安装方式

VMware workstation 主要提供了两种安装方式：
①通过物理光驱安装；②通过系统镜像ISO方式安装。
通过物理光驱安装：适合有系统光盘的用户，适合PC有光驱的用户，适合有USB转光驱设备的用户，适合安装了虚拟光驱软件的用户
通过系统镜像ISO安装：只需要下载系统ISO镜像文件，Vmware workstation提供了光驱接口，只需要加载ISO镜像文件即可。

  1. 安装要求

VMware workstation在安装操作系统时会检查虚拟机内存大小，当大小不足以启动图形界面时，VMware workstation提供精简安装。
本篇博客设置虚拟机内存为512M内存，在安装CentOS6.5过程中，未出现图形界面，而是精简安装。
这样的安装有些默认设置，如设置磁盘为LVM，设置hostname等，当内存为1G或以上时，可以进行图形化安装，大部分在物理机上安装操作都能实现。

  1. 安装结果

安装过程基本是交互式安装，用户在安装操作系统，如CentOS6.5的过程中，和实际情况（物理机）安装操作系统一致，并在系统安装完成后/root/目录下，生成ks.cfg文件。该文件其实有很大价值。

  1. 探讨

RHEL/CentOS系统Linux操作系统，提供了网络引导安装方式，这也是本篇即将阐述的安装方式。通过网络引导方式，来批量安装其他虚拟机的操作系统。
实际应用过程中，操作系统的安装本就提供两种模式：

  • 本地引导安装，包括CDROM，U盘
  • 网络引导安装，包括HTTP协议，FTP协议，NFS协议获取网络镜像
  • 网络镜像系统，这种情况实际上是系统引导后，把根文件系统创建在远处的NFS文件系统上，使得集群节点的系统更加安全和管理

⑤ 新建虚拟机【配置管理】

VMware workstation创建的虚拟机，实质上以特殊的格式文件放置在固定目录下。可喜的是，VMware workstation的配置可以通过文件编辑器打开和编辑，这样就提供了很大的利用空间。
VMware workstation需要区分的以下目录：

  1. VMware workstation安装目录：
    也就是在安装VMwareworkstation时，软件放置的目录
  2. VMware workstation默认虚拟机放置目录：
    这个是使用VMware workstation创建虚拟机console01时，要把console01放置在哪里的目录，在这个虚拟机放置目录下，存放着这一台虚拟机console01配置文件，磁盘文件，内存快照文件等各类与虚拟机本身相关的文件。这些文件都可以进行文件操作，如复制，删除，移动，修改，编辑等
  3. VMware workstation 全局配置文件：
    这个其实是配置VMware workstation全局软件功能的目录或文件，最常见的位置是：C:ProgramDataVMware。
    vmnetnat-mac配置里，是vmnet的网关192.168.80.2MAC地址配置，可修改，修改时，以管理员打开文件编辑器，如Ultraedit
    vmnetnat.conf配置里，是VMware workstation的全局配置文件，可修改，修改时，以管理员打开文件编辑器，如Ultraedit
    netmap.conf配置里，是虚拟网卡名称和编号的对应关系
    注：VMware MAC地址一般以00:50:56作为网卡厂商标识符，因为是虚拟化软件，在实验环境中可以自己设定MAC地址，这样的设置同样适合vsphere
  4. VMware workstation可执行程序目录：
    这个目录通常为：C:Program Files (x86)VMwareVMware VIX，目录下放置了vmrun.exe,可以通过命令行管理VMware workstation
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