前提知識

ESXiとは

VMwareが開発したベアメタル型ハイパーバイザ
- 一台の物理マシン上に複数の仮想マシンを構築するための仕組み
LinuxのKVMやCitrixのXen、MicrosoftのHyper-Vと比較して軽量といった特徴がある
Elastic Sky X integratedの略称
元々、2001年にESXが登場し、2008年にその無償版という立ち位置でESXiがリリースされた
その後、2010年にESXは廃止され、現在はESXiだけ残っている
ESXiはカーネルにVMkernelと呼ばれる独自のカーネルを採用している
ESXiを中心としたソフトウェアの無償版のパッケージはvSphere Hypervisorという製品名で提供されている
ESXiやvCenterを中心としたソフトウェアの有償版のパッケージはvSphereという製品名で提供されている
- vCenterはESXiの一元管理や冗長構成、ESXiの移行機能(vMotion)の提供といった運用・管理のためのソフトウェア
- vSphere ７からはKubernetesに対応し、vSphere with TanzuやvSphere with Kubernetes(Project Pacific)といったKubernetes関連の製品もリリースされている
- vSphere+というサブスクリプションとアドオンの仕組みを取り入れた製品もリリースされている

Intel NUCとは

ベアボーンPC
ホームラボ(おうちクラウド)界隈ではおなじみ
小型、軽量、省エネといった特徴を持つ
NUCはNext Unit of Computingの略称

ESXiの構築

前提条件

Intel NUCは少し古いが第8世代のIntel NUC(NUC8iBEH)を使用する(現在は第13世代)
ESXiはESXi 7.0 Update 3gを使用する
ESXiの構築に必要なファイルの準備等は全てmacOS Ventura上で行う
インストーラの書き込み先にはUSBメモリを使用する
ちなみにハードウェアがESXiの求める要件を満たしているかどうかは以下のリンクから確認することが可能
- ESXi のハードウェア要件
- VMware Compatibility Guide

BIOSのアップデート

BIOSのアップデートについてはIntel NUCのBIOSをアップデートするに別途まとめている

BIOSの設定

ESXiで使用しない機能をあらかじめBIOSの設定でオフにしておくことにより、パフォーマンスを向上させることができる
- 参考: Intel NUC Recommended BIOS Settings for VMware ESXi
Intel NUCの起動直後にF2キーを押下することで設定画面に入ることができる
Advanced > Devices > Onboard Devicesの設定

Advanced > Performance > Processorの設定

Advanced > Security > Security Featuresの設定

Advanced > Boot > Secure Bootの設定

F10キーを押下して設定を保存後、設定画面から抜ける

ESXiのダウンロード

事前にVMware Customer Connectの登録を済ませておく(ダウンロード時に必要となる)
VMware vSphere Hypervisor 7.0 ダウンロードセンターからダウンロード可能
他にも以下のリンクからもダウンロード可能
- VMware 製品の評価
- 製品パッチ
「VMware vSphere Hypervisor (ESXi) Offline Bundle」をダウンロードする
- ハードウェアにIntel NUCを採用している場合や、SSDにNVMe接続を使用している場合、ESXiの標準インストーラにこれらのドライバが含まれていないため、Offline Bundleを使用してカスタムインストーラを作成する必要がある
- 上記のような項目に該当しない場合は「VMware vSphere Hypervisor (ESXi ISO) image」をダウンロードする

後々使用するため、ライセンスキーを控えておく

コミュニティドライバのダウンロード

カスタムインストーラの作成に必要なドライバのダウンロード
コミュニティドライバはVMware Flingsに公開されているが、これはVMwareが公式に公開しているドライバではなく、あくまでコミュニティが作成した非公式なドライバであるということに留意する
NVMeのドライバ: Community NVMe Driver for ESXi
Intel NICのドライバ: Community Networking Driver for ESXi
USB NICのドライバ(今回は使用しない): USB Network Native Driver for ESXi

PowerShellとPowerCLIのインストール

カスタムインストーラの作成にはvSphere ClientのImage BuilderかPowerCLIのImage Builderが必要となるが、今回は後者を選択する
macOS VenturaにおけるPowerCLIのインストール手順についてはmacOSにPowerShellとPowerCLIをインストールするに別途まとめている
ちなみにPowerCLIがマルチプラットフォームに対応し、Windows以外でもImage Builderが使えるようになったのはPower CLI 13からでつい最近の話
- 参考: PowerCLI 13 is now GA!

Python 3.7のインストール

Image Builderの動作にはPython 3.7といくつかのパッケージが必要になる
以下はpyenvとpipを使用したインストール手順

# Python 3.7.16のインストール
$ pyenv install 3.7.16

# Python3.7コマンドが使用できることとPython 3.7のバージョンが表示されることの確認
$ python3.7 --version
Python 3.7.16

# pipのアップグレード
$ python3.7 -m pip install --upgrade pip

# 必要なパッケージのインストール
$ pip3.7 install six psutil lxml pyopenssl

# インストールしたパッケージの表示
$ pip3.7 list
Package      Version
------------ -------
cffi         1.15.1
cryptography 39.0.1
lxml         4.9.2
pip          23.0
psutil       5.9.4
pycparser    2.21
pyOpenSSL    23.0.0
setuptools   47.1.0
six          1.16.0

カスタムインストーラの作成

カスタムインストーラはざっくりと下図のような流れで作成する
- 参考: vSphere ESXi Image Builder の概要

作成手順

# Image Builderのインポート
PS /Users/username> Import-Module VMware.ImageBuilder

# Image Builderがインポートされたことを確認
PS /Users/username> Get-InstalledModule VMware.ImageBuilder

Version              Name                                Repository           Description
-------              ----                                ----------           -----------
8.0.0.20817746       VMware.ImageBuilder                 PSGallery            This Windows PowerShell module contains PowerCLI ImageBuilder cmdlets.

# Offline Bundleのインポート
PS /Users/username> Add-EsxSoftwareDepot /Users/username/VMware-ESXi-7.0U3g-20328353-depot.zip

Depot Url
---------
zip:/Users/username/VMware-ESXi-7.0U3g-20328353-depot.zip?index.xml

# Intel NICのドライバのインポート
PS /Users/username> Add-EsxSoftwareDepot /Users/username/Net-Community-Driver_1.2.7.0-1vmw.700.1.0.15843807_19480755.zip

Depot Url
---------
zip:/Users/username/Net-Community-Driver_1.2.7.0-1vmw.700.1.0.15843807_19480755.zip?index.xml

# NVMeのドライバのインポート
PS /Users/username> Add-EsxSoftwareDepot /Users/username/nvme-community-driver_1.0.1.0-3vmw.700.1.0.15843807-component-18902434.zip

Depot Url
---------
zip:/Users/username/nvme-community-driver_1.0.1.0-3vmw.700.1.0.15843807-component-18902434.zip?index.xml

# Intel NICのドライバがインポートされたことを確認
PS /Users/username> Get-EsxSoftwarePackage | grep net-community
net-community            1.2.7.0-1vmw.700.1.0.15843807  VMW        2022/03/10 21:2…

# NVMeのドライバがインポートされたことを確認
PS /Users/username> Get-EsxSoftwarePackage | grep nvme-community
nvme-community           1.0.1.0-3vmw.700.1.0.15843807  VMW        2020/01/08 12:0…

# Offline Bundleに含まれるイメージプロファイルの確認
# VMware Toolsが含まれないイメージプロファイルには no-tools サフィックスが付与される
# セキュリティアップデートのみ含まれるイメージプロファイルには s / sc といったサフィックスが付与される
PS /Users/username> Get-EsxImageProfile

Name                           Vendor          Last Modified   Acceptance Level
----                           ------          -------------   ----------------
ESXi-7.0U3g-20328353-no-tools  VMware, Inc.    2022/08/23 3:0… PartnerSupported
ESXi-7.0U3g-20328353-standard  VMware, Inc.    2022/09/01 0:0… PartnerSupported

# 使い回す文字列を変数に入れておく
PS /Users/username> $dstEsxiImageProfileName = "ESXi-7.0U3g-intel-nuc"

# Intel NUC用のイメージプロファイルの作成
PS /Users/username> New-EsxImageProfile -CloneProfile ESXi-7.0U3g-20328353-standard -Name $dstEsxiImageProfileName -Vendor Kazukichi

Name                           Vendor          Last Modified   Acceptance Level
----                           ------          -------------   ----------------
ESXi-7.0U3g-intel-nuc          Kazukichi       2022/09/01 0:0… PartnerSupported

# Intel NUC用のイメージプロファイルにIntel NICのドライバとNVMeのドライバを取り込む
PS /Users/username> Add-EsxSoftwarePackage -ImageProfile $dstEsxiImageProfileName -SoftwarePackage nvme-community, net-community

Name                           Vendor          Last Modified   Acceptance Level
----                           ------          -------------   ----------------
ESXi-7.0U3g-intel-nuc          Kazukichi       2023/03/07 1:5… PartnerSupported

# ISOファイル(カスタムインストーラ)としてエクスポート
PS /Users/username> Export-EsxImageProfile -ImageProfile $dstEsxiImageProfileName -ExportToIso -FilePath "ESXi-7.0U3g-intel-nuc.iso"

カスタムインストーラの書き込み

balenaEtcherを使用してUSBメモリにカスタムインストーラを書き込む
- 他にもUNetbootinやRufusといったツールやdiskutilやddといったコマンドでも代用可能
「Flash from file」から先程作成したカスタムインストーラを選択
「Select target」から書き込み先(例えばUSB)を選択

「Flash!」を押すと書き込みが実行される

書き込みが完了したらUSBメモリを取り外す

ESXiのインストール

カスタムインストーラを書き込んだUSBメモリをIntel NUCに接続し、Intel NUCを起動する

起動ディスクの変更

USBメモリからインストーラが起動しない場合、起動時にF10キーを押下して「Boot Menu」に入り、起動ディスクをUSBメモリに変更しておく

システム領域の設定変更

デフォルトの設定では、システム領域に最大128GB使用される
そのため、ストレージの容量が少ない環境では、仮想マシンのデータを保存しておく領域が確保できなくなってしまう
- 参考: ESXi のシステムストレージの概要
起動時にShift + Oで「Edit boot options」し、起動オプションにsystemMediaSize=minを指定することでシステム領域に使用される容量を33GBに低減することが可能
- 参考: Boot option to configure the size of ESXi system partitions (81166)

起動時ではなく、インストーラに入っているBOOT.CFGを事前に編集しておくことでも対応可能

$ cd /Volumes/your_usb_memory/

BOOT.CFG

bootstate=0
title=Loading ESXi installer
timeout=5
prefix=
kernel=/b.b00
- kernelopt=runweasel cdromBoot
+ kernelopt=runweasel cdromBoot systemMediaSize=min
modules=/jumpstrt.gz --- /useropts.gz --- /features.gz --- /k.b00 --- /uc_intel.b00 --- /uc_amd.b00 --- /uc_hygon.b00 --- /procfs.b00 --- /vmx.v00 --- /vim.v00 --- /tpm.v00 --- /sb.v00 --- /s.v00 --- /atlantic.v00 --- /bnxtnet.v00 --- /bnxtroce.v00 --- /brcmfcoe.v00 --- /elxiscsi.v00 --- /elxnet.v00 --- /i40en.v00 --- /iavmd.v00 --- /icen.v00 --- /igbn.v00 --- /ionic_en.v00 --- /irdman.v00 --- /iser.v00 --- /ixgben.v00 --- /lpfc.v00 --- /lpnic.v00 --- /lsi_mr3.v00 --- /lsi_msgp.v00 --- /lsi_msgp.v01 --- /lsi_msgp.v02 --- /mtip32xx.v00 --- /ne1000.v00 --- /nenic.v00 --- /netcommu.v00 --- /nfnic.v00 --- /nhpsa.v00 --- /nmlx4_co.v00 --- /nmlx4_en.v00 --- /nmlx4_rd.v00 --- /nmlx5_co.v00 --- /nmlx5_rd.v00 --- /ntg3.v00 --- /nvmecomm.v00 --- /nvme_pci.v00 --- /nvmerdma.v00 --- /nvmetcp.v00 --- /nvmxnet3.v00 --- /nvmxnet3.v01 --- /pvscsi.v00 --- /qcnic.v00 --- /qedentv.v00 --- /qedrntv.v00 --- /qfle3.v00 --- /qfle3f.v00 --- /qfle3i.v00 --- /qflge.v00 --- /rste.v00 --- /sfvmk.v00 --- /smartpqi.v00 --- /vmkata.v00 --- /vmkfcoe.v00 --- /vmkusb.v00 --- /vmw_ahci.v00 --- /bmcal.v00 --- /crx.v00 --- /elx_esx_.v00 --- /btldr.v00 --- /esx_dvfi.v00 --- /esx_ui.v00 --- /esxupdt.v00 --- /tpmesxup.v00 --- /weaselin.v00 --- /esxio_co.v00 --- /loadesx.v00 --- /lsuv2_hp.v00 --- /lsuv2_in.v00 --- /lsuv2_ls.v00 --- /lsuv2_nv.v00 --- /lsuv2_oe.v00 --- /lsuv2_oe.v01 --- /lsuv2_oe.v02 --- /lsuv2_sm.v00 --- /native_m.v00 --- /qlnative.v00 --- /trx.v00 --- /vdfs.v00 --- /vmware_e.v00 --- /vsan.v00 --- /vsanheal.v00 --- /vsanmgmt.v00 --- /tools.t00 --- /xorg.v00 --- /gc.v00 --- /imgdb.tgz --- /basemisc.tgz --- /resvibs.tgz --- /imgpayld.tgz
build=7.0.3-0.55.20328353
updated=0

ESXiのセットアップ

Enterキーを押下して「Continue」

F11キーを押下して「Accept and Continue」

ESXiのインストール先のストレージを選択

キーボードのレイアウトの選択

rootユーザのパスワードの設定

インストールの確認
F11キーを押下してインストールを開始

インストールが走る

USBメモリを取り外した後、Enterキーを押下して再起動

再起動するとESXiのDCUI(ダイレクトコンソールユーザーインタフェース)が表示される

余談だが、Kickstartをインストーラに仕込み、設定を自動化することも可能らしい
- 参考: Automated ESXi Installation to USB using Kickstart

ネットワークの設定

インストール直後はDHCPでIPアドレスが割り当てられるような設定になっている
今回は静的なIPアドレスを割り当てる
F2キーを押下した後、先程設定したパスワードを入力
その後、Enterキーを押下する

「Cofigure Management Network」を選択する

「IPV4 Configuration」を選択する

「Set static IPv4 ...」に「○」を入れ、IPアドレスとサブネットマスク、デフォルトゲートウェイに任意の値を設定する
その後、Enterキーを押下する

Yキーを押下し、設定を反映する

意図したIPアドレスに変更されていることを確認

vSphere Clientへ接続

別のマシン(今回の場合はMac)から先程設定したIPアドレス(今回の場合は192.168.0.3)宛にHTTPSでアクセスすると、vSphere Client(Web UI)が開く
「ユーザー名」はroot、「パスワード」には先程設定したパスワードを入力することでログインできる

ライセンスの割当

ホスト > 管理 > ライセンスを開く
ライセンスを割り当てない場合、Evaluation Modeとして動作する
Evaluation Modeは60日で有効期限が切れてしまうが、ライセンスキーを割り当てることで無制限になる
ちなみに無償版は仮想マシンのCPUが最大8wayに制限されている他、使用できない機能が多々ある

「ライセンスの割り当て」から先程控えたライセンスキーを入力して「ライセンスの確認」

「ライセンスの割り当て」を押下

ライセンスが割り当てられた

NTPの設定

ホスト > 管理 > システム > 日付と時刻

「NTP 設定の編集」を開き、「NTP を使用する(NTPクライアントの有効化)」にチェックを入れる
「NTP サービス起動ポリシー」は「ホストと連動して起動および停止します」を選択
「NTP サーバ」には今回はCloudflare Time Services(time.cloudflare.com)を指定(この他にもいろいろなPublic NTPが用意されている)

「NTP サーバ」が設定したサーバになっていることを確認

ホスト > 管理 > サービスからntpdを起動する

ホスト > 管理 > システム > 日付と時刻から「NTP サービスのステータス」が「実行中」になっていることを確認

ネットワークの確認

ESXiで利用可能なスイッチには、ESXiから作成可能なvSphere Standard Switch(vSS: 標準スイッチ)と、vCenterから作成可能なvSphere Distributed Switch(vDS: 分散スイッチ)の2種類が存在する
vSwitch0という名称のvSSがデフォルトで作成されている
ネットワーク > 仮想スイッチ > vSwitch0 > vSwitch トポロジから確認可能
- 「VM Network」は仮想マシン用のポートグループ
- 「Management Network」は管理ネットワーク用のポート(VMKernelポート)
- 「物理アダプタ」はアップリンクのNIC

ストレージの確認

ストレージ > デバイス > <任意のストレージ名> から確認可能
起動オプションにsystemMediaSize=minを指定したため、システム領域が33GBに抑えられ、残りの容量が仮想マシンのデータを保存するためのVMFS領域に割り当てられている

データストアの確認

datastore1という名称のデータストアがデフォルトで作成されている
ストレージ > データストア > datastore1 から確認可能

VMware Remote Consoleのインストール

仮想マシンのシェルへのアクセスはブラウザコンソールやSSHを使用する他に、VMware Remote Consoleという専用のツールを使用することもできる

VMware Remote Consoleのインストールについては以下を参照
- VMware Remote Console のインストール