Proxmox VE

VMware ESXi 經驗者的 Proxmox 入門

公司內部工程師實作工作坊

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內容

  1. Proxmox VE 簡介
    • 概述與特點
    • 與 VMware 的主要差異
  2. 實驗環境配置說明
    • 3節點叢集配置
    • Ceph 儲存空間的運用
    • 網路設定
  3. 情境1:基本操作示範
    • WebUI 基本操作
    • VM 建立
    • 即時遷移(相當於 vMotion)
    • 儲存空間遷移
  4. 情境2:故障處理測試
    • 節點故障模擬
    • HA 功能自動恢復
    • 叢集恢復程序
  5. 情境3:備份與還原
    • Proxmox Backup Server 的使用
    • VM 備份的取得
    • 還原操作
  6. 與 VMware/Nutanix 的比較與導入優勢
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1. Proxmox VE 簡介

Proxmox Virtual Environment

Proxmox VE 是一個整合 KVM 虛擬化與 LXC 容器的開源虛擬化平台。基於 Debian Linux,可透過網頁介面輕鬆管理。

版本:最新為 8.4(本實驗使用 8.3.3)

授權:GNU AGPL, v3

開發商:Proxmox Server Solutions GmbH(奧地利)

主要特點

  • KVM 與 LXC 的整合管理
  • 網頁式管理介面
  • 叢集管理功能
  • 軟體定義儲存(Ceph, ZFS)
  • 即時遷移
  • 高可用性(HA)功能
  • 整合備份解決方案
  • 防火牆與 SDN 功能

與 VMware 的主要差異

功能/特性Proxmox VEVMware vSphere
授權開源
(可選購支援)
商業授權
(依功能分版本)
管理工具WebUI + CLIvCenter + CLI
虛擬化技術KVM + LXCESXi (專有)
容器支援原生 (LXC)vSphere Pods (附加功能)
儲存空間Ceph, ZFS, NFS等VMFS, vSAN等
導入成本低成本 (支援選擇制)高成本 (分層授權)

導入優勢

  • 成本降低(授權費用、管理工具)
  • 避免廠商鎖定
  • 簡化管理(單一介面)
  • 容器與虛擬機器的整合管理
  • 社群支援的運用
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2. 實驗環境的構成說明

環境概述

本實驗室使用3台伺服器構成Proxmox叢集,並實作Ceph分散式儲存。此構成可實現HA(高可用性)功能和即時遷移等驗證。

實驗環境構成圖

Proxmox實驗室構成圖

硬體構成

伺服器型號:DELL EMC PowerEdge R630
CPU:Intel Xeon E5-2699 2.2GHz x2(88核心,支援HT)
記憶體:32GB RDIMM / 246GB/s x16 / 512GB
儲存空間1:146GB SSD本地(作業系統用)
儲存空間2:2TB NVMe x2(Ceph用)
儲存空間3:1.2TB 10K SAS HDD x8(Ceph用)
網路:Intel XL710 DualPort 40GbE QSFP+
作業系統:Proxmox VE 8.3.3(Debian 基礎)

網路構成

Ceph網路:VLAN 1012(10.1.2.0/24)
NFS用網路:VLAN 1014(10.1.4.0/24)
管理網路:VLAN 1201(192.168.123.0/24)
虛擬機器用網路1:VLAN 1202(192.168.124.0/24)
虛擬機器用網路2:VLAN 1203

儲存空間構成

Ceph儲存空間叢集

  • • 3節點分散式儲存構成
  • • 複製係數: 3(資料三重冗餘)
  • • OSD: 各節點配置多個
  • • 儲存池構成: 虛擬機器用、容器用、備份用
  • • 使用RBD介面

Ceph是分散式儲存系統,提供資料冗餘性和高可用性。功能相當於VMware vSAN。

額外儲存資源

  • • 本地儲存: 作業系統和暫存資料用
  • • NFS儲存: 虛擬機器資料用

Ceph vs vSAN

Ceph與vSAN同為分散式儲存,但Ceph是開源軟體,硬體需求較為彈性。不過,若配置不當可能會影響效能。

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3. 情境1: 基本操作示範

WebUI基本操作

Proxmox的WebUI介面簡潔但功能強大。對VMware vSphere使用者來說也是直覺的操作介面。

  • 左側面板: 資料中心、節點、虛擬機器列表
  • 中央面板: 詳細資訊、設定項目
  • 上方選單: 操作按鈕、搜尋、說明
  • 摘要檢視: 資源使用狀況

※不需要像vCenter Server那樣的額外伺服器。每個節點都具有管理功能。

Proxmox VE WebUI畫面

Proxmox VE登入畫面

(登入後的管理畫面截圖)

建立虛擬機器

與VMware類似,可以透過直覺的操作建立虛擬機器並安裝作業系統。

示範內容

  1. 點擊「建立虛擬機器」按鈕
  2. 設定虛擬機器名稱、作業系統類型
  3. 選擇ISO映像檔(Rocky Linux 9.2)
  4. 設定CPU、記憶體大小
  5. 設定磁碟(在Ceph儲存空間上)
  6. 網路設定(VLAN 1202)
  7. 確認設定並建立虛擬機器

重點說明

  • 與VMware類似的虛擬機器精靈
  • 可使用作業系統範本
  • 可選擇多種儲存類型
  • 可自訂虛擬硬體
  • 容易進行複製和範本化
  • 透過VNC或SPICE進行主控台存取

# 也可透過CLI建立虛擬機器(參考)

qm create 101 –name “rocky02” –memory 2048 –cores 1 –net0 virtio,bridge=vmbr1 \

–ide2 ITSC-FNAS-04:iso/Rocky-9.2-x86_64-minimal.iso,media=cdrom \

–scsihw virtio-scsi-pci –scsi0 CephPool:32,format=raw

即時遷移(相當於vMotion)

與VMware的vMotion類似,可以在不停機的情況下將運行中的虛擬機器移至其他節點。這使得維護和負載平衡成為可能。

示範步驟

  1. 選擇運行中的虛擬機器(測試用虛擬機器)
  2. 點擊遷移按鈕
  3. 選擇目標節點(ITSC-PMVE-02 → 03)
  4. 執行遷移
  5. 顯示進度並說明

CLI指令(參考)

qm migrate 101 ITSC-PMVE-03 –online

遷移需求

  • 共用儲存空間: 需要Ceph、NFS、iSCSI等(本環境使用Ceph)
  • 網路: 建議使用高速內部網路(本環境使用40GbE)
  • CPU相容性: 叢集內的CPU需要相容
  • 記憶體資源: 目標節點需要有足夠的可用記憶體

與VMware的差異

Proxmox的即時遷移功能與vMotion類似,但不需要額外的授權或附加軟體。這是作為基本功能標準配備的。

儲存空間遷移

也可以將虛擬機器的磁碟移至其他儲存空間。這相當於VMware的Storage vMotion功能。

示範步驟

  1. 選擇目標虛擬機器的「硬體」標籤
  2. 選擇要遷移的磁碟
  3. 點擊「移動儲存空間」按鈕
  4. 選擇目標儲存空間(例如:Ceph→NFS)
  5. 開始遷移並確認進度

線上遷移

即使虛擬機器正在運行,也可以進行磁碟遷移。會在背景進行區塊層級的複製,最後只同步差異部分。

儲存空間遷移的使用案例

  • 儲存空間效能最佳化
  • 遷移至新儲存空間
  • 儲存空間容量重新分配
  • 不同儲存空間類型的使用區分

# 透過CLI進行磁碟遷移的指令(參考)

qm move_disk 101 scsi0 nfs_nfs02 –format qcow2

支援的儲存空間類型

  • Ceph RBD (分散式區塊儲存)
  • ZFS (本地或共享)
  • LVM (邏輯卷管理器)
  • Directory (檔案儲存)
  • NFS、iSCSI、GlusterFS等
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4. 情境2:故障處理測試

高可用性(HA)功能概述

Proxmox的高可用性(HA)功能相當於VMware vSphere的HA,當節點發生故障時,可以自動將VM重新啟動在其他節點上。

HA功能的主要特點

  • 節點故障時自動VM恢復
  • 隔離功能(斷開時的保護)
  • 資源分散控制(負載平衡)
  • 可為每個VM設定HA
  • 叢集管理器的集中管理

HA需求

  • 至少3個節點以上的叢集(確保法定人數)
  • 共享儲存(Ceph、NFS等)
  • 穩定的叢集網路
  • 充足的資源餘裕

注意事項

HA功能並非使停機時間為零,而是將故障發生時的停機時間最小化。要實現完全無停機運作,還需要在應用程式層面進行冗餘化。

HA的設定方法

示範:HA設定步驟

  1. 選擇目標VM
  2. 點擊「更多」按鈕→選擇「HA管理」選單
  3. 在「最大重啟次數」輸入 1(故障時在同一節點嘗試重啟的次數)
  4. 在「最大重新定位」輸入 1(重啟失敗時移至其他節點啟動的嘗試次數)
  5. 將「要求狀態」設為 started(自動啟動)
  6. 儲存設定

# 透過CLI設定HA(參考)

ha-manager add vm:101

ha-manager set vm:101 –state started –max_restart 1 –max_relocate 1

故障處理示範

確認當節點發生故障時,VM會自動遷移至其他節點的情況。

測試情境

  1. 測試用VM(HA啟用)在ITSC-PMVE-02運行中
  2. 確認VM狀態(ping回應和Web存取確認)
  3. 執行ITSC-PMVE-02的重啟(模擬故障)
  4. HA管理器檢測到節點故障
  5. 在另一節點(ITSC-PMVE-03或04)重新啟動目標VM
  6. 確認VM恢復(ping回應恢復)
  7. 確認和說明停機時間

監控項目

  • HA管理器日誌(/var/log/pve-ha-manager/)
  • 叢集狀態(CLI: pvecm status)
  • VM運行狀態(ping回應時間)
  • HA恢復過程的執行時間

實際環境中的重要注意事項

在實際環境中,根據服務的重要性為VM設定優先級,控制資源不足時的啟動順序很重要。另外,也需要考慮網路斷開的防護設定。

與VMware vSphere HA的比較

功能Proxmox HAVMware vSphere HA
基本運作原理法定人數型叢集管理Primary/Secondary方式
最小節點數3節點(建議)2節點
隔離機制內建(watchdog)內建(APD/PDL處理)
資源預留手動規劃自動(准入控制)
額外授權不需要(標準功能)需要(Standard以上)
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5. 情境3:備份與還原

Proxmox 備份伺服器概述

Proxmox 備份伺服器 (PBS) 是與 Proxmox VE 整合的專用備份解決方案,提供相當於 VMware vSphere Data Protection 的功能。

Proxmox 備份伺服器特點

  • 企業級功能: 增量備份、重複資料刪除、壓縮
  • 一致性保證: VM的崩潰一致性備份
  • 高效能儲存: 資料區塊的重複資料刪除與壓縮
  • 加密: 使用 AES-256-GCM 的端對端加密
  • 彈性排程: 基於日曆的排程設定
  • 認證: 雙因素認證、使用者管理

基礎設施配置

本演示使用安裝在另一台伺服器上的 Proxmox 備份伺服器。在實際營運中,建議將備份伺服器設置在實體隔離的環境中。

備份演示

在 Proxmox 中進行 VM 備份可以通過 WebUI 輕鬆執行。

手動備份步驟

  1. 選擇目標 VM
  2. 點擊「Backup」按鈕
  3. 選擇備份儲存位置(PBS)
  4. 選擇模式(停止/快照)
  5. 選擇壓縮方式
  6. 開始備份
  7. 確認進度

# 通過 CLI 進行備份(參考)

vzdump 100 –storage PBS –compress zstd –mode snapshot

排程備份設定

  1. 選擇資料中心→「Backup」標籤
  2. 點擊「Add」按鈕新增排程
  3. 選擇目標 VM/CT(全部 VM 等)
  4. 設定排程(每日、每週等)
  5. 指定時間(建議在非工作時間)
  6. 設定保留期限(例如:14天)
  7. 備份模式/壓縮設定
  8. 儲存並啟用

還原演示

從備份還原也可以通過直覺的介面執行。

還原步驟

  1. 選擇「Storage View」標籤
  2. 選擇備份儲存位置(PBS)
  3. 從備份檔案列表中選擇目標
  4. 點擊「Restore」按鈕
  5. 選擇還原目標節點
  6. 新 VM ID(選擇與原始相同或新建)
  7. 選擇儲存位置
  8. 執行還原並確認進度

還原選項

  • 相同 VM ID 覆蓋: 覆蓋現有 VM
  • 新建 VM: 使用新 ID 還原
  • 還原至其他節點: 還原到不同節點
  • 特定時間點還原: 從多個備份中選擇

驗證用還原

當需要在不影響生產環境的情況下驗證備份內容時,可以將備份還原為新 VM 並放在不同網路中。

與 VMware 產品的比較

功能Proxmox Backup ServerVMware 產品
整合度直接與 Proxmox VE 整合通過 vCenter 整合(vSphere Data Protection)
增量備份標準支援標準支援
重複資料刪除來源端和目標端都支援僅目標端(依產品而定)
訂閱選項(社群版免費)必須(VDP、vSphere 等)
應用程式一致性通過 qemu-ga(部分支援)VSS 支援(Windows)
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6. 綜合比較與結論

與 VMware/Nutanix 的比較

項目Proxmox VEVMware vSphereNutanix AHV
授權模式開源
(提供支援訂閱)
商業授權
(Essentials、Standard、Enterprise 等)
商業授權
(包含在 Nutanix 平台中)
初始成本非常低高(包含 vCenter Server)非常高(HCI 一體化)
營運成本低(選項支援)高(持續性授權)高(訂閱)
管理便利性簡單、整合式 UI複雜但功能強大簡單、一鍵操作
企業級功能一般功能標準配備豐富(高階版本可用)豐富(標準配備)
擴展性適合中規模支援大規模環境最適合大規模環境
自動化與整合支援 API、CLI、AnsiblePowerCLI、API、合作夥伴整合REST API、Calm
社群活躍的開源社群大型企業和用戶社群企業主導的社群

Proxmox 的優勢

  • 成本效益: 開源大幅降低授權成本
  • 單一管理介面: VM、容器、儲存、網路統一管理
  • 標準功能: 即時遷移、HA、備份為標準功能
  • 避免廠商鎖定: 不依賴特定廠商的靈活性
  • Linux基礎: 管理節點為完整Linux,高度可客製化
  • 容器整合: VM/容器的無縫運作

需要考慮的課題

  • 技術支援: 企業級支援需要訂閱
  • 生態系統: 第三方整合比VMware少
  • 運維知識: 需要更多Linux/Ceph等知識
  • 大規模環境: 超大規模環境實績比VMware少
  • 遷移成本: 從現有VMware環境遷移需要投入

結論: Proxmox的適用性

通過今天的演示,我們確認了以下幾點:

  • Proxmox VE提供與VMware同等的基本功能
  • VM即時遷移、HA故障轉移、備份等功能運作正常
  • 可通過WebUI進行直覺管理
  • Ceph分散式儲存有效運作

最佳導入場景

  • 需要降低成本環境
  • 測試/開發環境
  • 中小規模基礎設施環境
  • 追求IT資源優化的案例
  • 容器技術與VM整合管理
  • 追求獨立於特定廠商的策略

未來發展與考慮事項

  • 小規模生產環境試行導入
  • 與現有VMware環境並行運作
  • 遷移工具與流程驗證
  • 運維團隊技能提升計劃
  • 支援等級考量
  • TCO(總擁有成本)詳細分析

Proxmox VE作為VMware或Nutanix的替代方案,特別適合中小規模環境或重視成本效益的案例。

雖然是開源軟體,但具備企業級功能,通過適當的規劃和導入,可以期待大幅降低成本和提高運作效率。

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常見問題與資源

常見問題

Q: 如何獲得Proxmox的支援?

A: 有社群論壇提供的免費支援,以及Proxmox Server Solutions提供的付費支援訂閱。訂閱可獲得企業級儲存庫存取權限和工單式支援。

Q: 從VMware環境遷移容易嗎?

A: 需要一定投入。可以使用OVF匯出/匯入或Proxmox V2V(轉換)輔助工具進行遷移。建議制定階段性遷移計劃。

Q: Ceph儲存的效能與vSAN相比如何?

A: 適當配置的Ceph可以發揮良好效能,但一般來說vSAN更優化。不過,Ceph在靈活性方面較優,硬體要求不嚴格,在成本效益方面具有優勢。

Q: Proxmox的未來發展如何?

A: 自2008年首次發布以來,持續穩定開發,用戶群體也在擴大。由於是開源軟體,不易受特定廠商經營狀況影響。持續進行功能添加和安全更新。

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