本文將深入剖析並透過實作演練，讓管理人員能夠順利地升級舊有的vSphere 6.x至最新的vSphere 7.0 Update 3版本，無論是vCenter Server管理平台，或是ESXi虛擬化平台，甚至是整合vSAN超融合基礎架構，都能夠達到無縫且順利升級版本的目的。
在企業和組織當中主流的vSphere 6.x虛擬化版本，無論是ESXi 6.x虛擬化平台、vCenter Server 6.x管理平台或vSAN 6.x超融合平台等等，即將在2022年10月15日達到「一般支援結束」（End Of General Support，EOGS）階段，改為進入下一個「技術指導結束」（End Of Technical Guidance，EOTG）階段，如圖1所示。
圖1 vSphere 6.x產品一般支援結束示意圖。 （圖片來源：VMware官網 - Product Lifecycle Matrix）
所謂產品到達EOGS階段時，並不表示該版本的產品完全停止支援，在有限制的條件之下，VMware官方還是會提供一定程度的支援，但是大部分情況下給予的建議和解決方式都會是升級至新版本。
簡單來說，當產品到達EOGS一般支援結束階段時，便進入下一個生命週期EOTG技術指導階段，在這段期間以自助式入口網站方式提供技術支援，但是不提供電話線上支援，使用者可以透過線上提交SR的方式獲得支援，一旦到達EOTG技術指導階段結束後進入End of Support階段，該產品便完全停止支援，如圖2所示。
圖2 vSphere版本生命週期演進示意圖。 （圖片來源：What does End of General Support mean? - VMware vSphere Blog）
升級前準備
本次實戰演練將帶領管理人員，將內部資料中心內原本主流使用的ESXi 6.7、vCenter Server 6.7、vSAN 6.7版本，逐步升級至最新發佈的vSphere 7 Update 3版本。
然而，升級vSphere虛擬化架構版本並非隨意進行升級，而是相關的運作元件必須有順序性地逐一升級版本才對，如圖3所示。舉例來說，應該最先升級vCenter Server管理平台版本，而非ESXi虛擬化平台版本，一旦先升級ESXi虛擬化平台版本，將會造成舊版vCenter Server無法管理新版ESXi虛擬化平台的問題。
圖3 vSphere運作元件版本升級順序示意圖。 （圖片來源：VMware Tech Zone - Upgrading vSphere | Upgrade Sequence）
此外，在升級各項運作元件版本之前，在硬體和軟體方面也應先檢查是否支援升級至新版本。首先，在硬體方面，可至VMware Compatibility Guide硬體指南網站，查詢現有安裝ESXi虛擬化平台的硬體伺服器是否支援至最新的ESXi 7.0 U3版本。
在軟體部分，則可透過VMware Product Interoperability Matrix中的Upgrade Path項目，查詢現有使用中的舊版本是否支援升級至新版本，舉例來說，從查詢的結果可知，vCenter Server僅支援從舊版6.5.0升級至新版7.0.3，若是更舊的vCenter Serer 6.0.3，則不支援直接升級至最新版，而是必須先升級至6.7.3後再升級至7.0.3版本才行，本文實作環境為vCenter Server 6.7.0，所以支援升級至新版7.0.3，如圖4所示。
圖4 vCenter Server版本升級路徑示意圖。 （圖片來源：VMware - Product Interoperability Matrix | vCenter Server）
如果覺得手動逐一查詢太慢，也可透過vSphere Assessment Tool線上掃描工具，快速掃描內部資料中心vSphere虛擬化基礎架構，並且提供掃描報表結果，方便管理人員進行判斷。
升級vCenter Server管理平台
在開始升級vCenter Server管理平台之前，還有前置作業必須執行。首先，執行vCenter Server備份作業，以便在升級作業中遭遇到非預期且不可逆的錯誤時，能夠快速復原回原本健康狀態的vCenter Server管理平台。
此外，連接至vCenter Server Port 5480的管理頁面，啟用vCenter Server的SSH服務，以便稍後在部署新版vCenter Server第二階段時，能夠將舊有的vCenter Server組態設定和相關資料透過SSH服務進行傳輸，否則將在該升級階段中出現「Pre-upgrade check failed – Unable to connect port 22 on vCenter Server」的錯誤訊息。
前置作業準備完畢，即可將原有的vCenter Server虛擬主機名稱改名，在本文實作環境中，從原本的「vCenter」改為「vCenter-old-67」，如圖5所示，待升級程序完成後，這台舊有的vCenter Server將會被系統升級程序自動執行關機作業。
圖5 將原有vCenter Server虛擬主機名稱改名。
接著，掛載最新版本的vCenter Server 7.0 Update 3 ISO檔，並執行「vcsa-ui-installer\win32\installer.exe」，在vCenter Server 7.0 Installer視窗中選擇「Upgrade」。在升級程序互動視窗中，前二個步驟採用系統預設值即可。在3. Connect to source appliance步驟中，鍵入原有vCenter Server 6.7管理平台的FQDN或IP位址，本文實作環境為「vcenter.lab.weithenn.org」。鍵入vCenter Server管理者帳號和密碼後按下〔Connect to Source〕按鈕，下方則是填入ESXi虛擬化平台管理資訊，本次實作為「mgmt-esxi.lab.weithenn.org」。
在4. vCenter Server deployment target步驟中，鍵入要將新版vCenter Server管理平台部署至哪台ESXi虛擬化平台中，而在5. Set up target vCenter Server VM步驟中，則輸入新版vCenter Server的虛擬主機名稱和管理密碼。6. Select deployment size步驟中，則選擇部署新版vCenter Server的規模大小。然後是7. Select datastore步驟，選擇要將新版vCenter Server部署至哪個Datastore儲存資源中。
在8. Configure network settings步驟中，鍵入部署新版vCenter Server的網路組態，如圖6所示。值得注意的是，在這個操作步驟中的Network欄位，僅支援採用vSS標準虛擬交換器的PortGroup，不支援採用進階的vDS分佈式虛擬交換器，並且暫用的IP位址「10.10.75.50」，僅在升級過程中使用，待升級程序完畢，便會釋放該暫用IP位址。
圖6 鍵入部署新版vCenter Server的網路組態。
而9. Ready to complete stage 1步驟，在確認相關資訊正確無誤後，按下〔Finish〕按鈕開始執行升級程序第一階段，稍待一段時間後即可完成，並且系統顯示可登入vCenter Server Management Interface管理介面進行確認，如圖7所示。
圖7 升級部署新版vCenter Server第一階段完成。
按下〔Continue〕按鈕後，系統自動進入升級部署第二階段，在2. Connect to source vCenter Server步驟中，鍵入原有舊版vCenter Server和ESXi虛擬化平台的管理資訊，當按下〔Next〕按鈕，系統將會執行升級版本預先檢查程序。在彈出的Pre-upgrade check result視窗中，確認是否有任何問題需要解決，避免升級程序出現不可預期的錯誤。
通過升級版本預先檢查程序後，在3. Select upgrade data步驟中，將顯示需要將原有舊版vCenter Server中的哪些資料複製至新版vCenter Server當中，本文實作選擇複製所有資料，包含組態設定和過去VM虛擬主機效能統計資訊等等，選擇「Configuration, Inventory, Tasks, Events and Performance Metrics」項目即可，如圖8所示。
圖8 選擇複製所有資料至新版vCenter Server當中。
在4. Configure CEIP步驟中，勾選是否加入CEIP使用者體驗提升計畫。而5. Ready to complete步驟，在確認相關資訊正確無誤後按下〔Finish〕按鈕，開始執行升級程序第二階段，並且系統彈出警告訊息，說明當網路組態從舊版vCenter Server完全複製並套用至新版vCenter Server之後，系統便會自動將舊版vCenter Server關機。按下〔OK〕按鈕後繼續版本升級程序，稍待一段時間後即可，升級部署第二階段完成後，將顯示可登入vCenter Server管理介面進行確認，如圖9所示。版本升級程序完成後，首先登入vCenter Server Management Interface管理介面，確認vCenter Server管理平台版本，由原先的舊版「6.7.0.40000」升級為新版「7.0.3.00100」，如圖10所示。
圖9 升級部署第二階段完成，順利升級至新版本vCenter Server。
圖10 順利將vCenter Server由原本的6.7 U3升級為7.0 U3版本。
切換到vCenter Server管理介面中，可以看到新版的vCenter Server管理平台，除了沿用原有的FQDN「vcenter.lab.weithenn.org」和IP位址「10.10.75.70」之外，也同時升級VMware Tools版本，將原本舊版的「10309」升級為新版的「11333」，如圖11所示，並且舊版的vCenter Server已經自動關機，且升級過程中的暫用IP位址「10.10.75.50」也已經釋放。
圖11 新版vCenter Server沿用原有FQDN和IP位址並更新VMware Tools版本。
確認vCenter Server版本升級之後，接著套用新的vCenter Server 7軟體授權金鑰，如此一來，就完成整個vCenter Server版本的升級程序了。
值得注意的是，如果企業組織也有建構vSAN超融合基礎架構，將會發現順利升級vCenter Server管理平台後，原有的vSAN Cluster軟體授權並非顯示舊有vSAN Cluster 6.x授權版本，而是變成「評估版本模式」（Evaluation Mode）。
主要造成的原因是，從vSphere 7版本開始，軟體授權有單顆CPU處理器超過32核心數，必須加購CPU處理器授權所導致，所以版本升級後便造成vSAN Cluster軟體授權退回評估版本，如圖12所示。
圖12 升級vCenter Server版本導致vSAN Cluster軟體授權退回評估版本。
此時，只需要套用企業新購買的vSAN 7軟體授權金鑰即可，倘若採購的vSAN 7軟體授權還未收到，可以開Case給VMware Licensing Team申請暫時的軟體授權金鑰，詳細資訊請參考VMware KB80691知識庫文章。
升級ESXi虛擬化平台
在ESXi虛擬化平台版本升級的部分，可以透過vLCM（vSphere Lifecycle Manager）快速且大量升級數量眾多的ESXi虛擬化平台。事實上，vLCM生命週期管理員，不僅能夠整合原有的ESXi映像檔進行版本升級，同時還能結合硬體伺服器廠商的驅動程式、韌體進行更新（圖13）。
圖13 vLCM生命週期管理員運作架構示意圖。 （圖片來源：Top 3 vSAN 7 Features: #1 - vSphere Lifecycle Manager）
先將vSAN Cluster中所有的VM虛擬主機透過vSphere vMotion線上遷移至其他主機後，將該vSAN Cluster中所有的ESXi成員主機進入維護模式，點選「vSphere Client > Monitoring > Lifecycle Manager > Imported ISOs > Import ISO」，再按下〔Browse〕按鈕，選擇最新版本的vSphere ESXi 7.0 U3 ISO映像檔進行上傳作業，如圖14所示。
圖14 上傳最新版本的vSphere ESXi 7.0 U3 ISO映像檔。
點選「vSAN-Cluster > Updates > Hosts > Baselines > Attached Baselines and Baseline Groups > Attach > Create and Attach Baseline」，系統將自動彈出Create Baseline對話視窗。在1. Name and Description步驟中，於Name欄位鍵入這個版本升級基準線名稱，本文實作為「Upgrade_ESXi_to_7.0U3」，而Content部分選擇「Upgrade」項目。接著，在2. Select ISO步驟中選擇剛才已上傳完成的ESXi 7.0 U3映像檔，3. Summary步驟中則在確認相關資訊正確無誤後按下〔Finish〕按鈕，建立ESXi版本升級基準線。
緊接著，勾選剛才建立完成的「Upgrade_ESXi_to_7.0U3」基準線項目，並按下〔Remediate〕開始進行ESXi版本升級作業。
首先，在系統自動彈出的EULA使用者授權條款視窗中勾選同意，開始進行版本升級預先檢查作業，確認vSAN Cluster和ESXi成員主機能夠順利升級版本。檢查作業完成後，確認系統顯示為「Cluster is ready to remediate」，倘若系統提示有需要被解決的項目時，務必解決問題後再次進行檢查作業，否則稍後版本升級的過程中可能會遭遇到非預期的錯誤。確認無誤後按下〔REMEDIATE〕按鈕，開始進行版本升級作業，如圖15所示。
圖15 vSAN Cluster通過版本升級預先檢查作業，準備升級ESXi版本。
在ESXi版本升級過程中，除了在下方Recent Tasks工作列看到版本升級進度和項目外，也可以觀看到ESXi成員主機的狀態，會從原本的「維護模式」（Maintenance Mode）轉換為「連接中斷」（Disconnected）或「無回應」（Not responding），這時通常是ESXi成員主機升級成新版本後重新啟動。此外，在Baselines頁面中，也可以看到在目前vSAN Cluster中陸續有幾台ESXi成員主機從原本舊版本的6.7.0升級成為新版本的7.0.3，如圖16所示。
圖16 透過vLCM生命週期管理員為ESXi進行版本升級作業。
同樣地，確認ESXi版本升級作業成功後，依序至每台ESXi成員主機，點選「Configure > System > Licensing」項目，套用vSphere ESXi 7新版本的軟體授權金鑰。
升級vDS分佈式虛擬交換器
確認vCenter Server管理平台以及ESXi虛擬化平台版本升級完成後，便能接著升級vDS分佈式虛擬交換器版本，確保支援vSphere 7最新特色功能。在版本升級作業之前，可以先查看目前的vDS分佈式虛擬交換器版本。點選「Networking > vDS Switch」項目，在Summary頁籤中即可看到目前的vDS版本為「6.6.0」，並且顯示「Upgrades Available」訊息，通知管理人員可以升級vDS版本。
點選「Networking > vDS Switch > Actions > Upgrade > Upgrade Distributed Switch」項目，在彈出的Upgrade Distributed Switch視窗中，於1. Configure upgrde頁面中，選擇將vDS升級至哪個版本以及相對應的ESXi版本，本文實作選擇升級至最新的「7.0.3」版本。而在2. Check compatibility頁面中，系統將會進行檢查作業，然後顯示哪些ESXi成員主機可以成功升級vDS版本。隨後，在3. Ready to complete頁面中，先確認資訊無誤，再按下〔Finish〕按鈕進行vDS版本升級作業，如圖17所示。
圖17 執行vDS分佈式虛擬交換器版本升級作業。
待vDS版本升級作業執行完畢，點選「Networking > vDS Switch」項目，在Summary頁籤中即可看到目前的vDS版本已經升級為最新的「7.0.3」。
升級vSAN硬碟格式版本
順利升級vSAN Cluster和ESXi成員主機版本後，便能著手升級vSAN硬碟格式版本，確保支援最新的vSAN 7特色功能。
依序點選「Hosts and Clusters > vSAN Cluster > Configure > vSAN > Disk Management」項目，在Disk Management區塊中，可以看到目前的vSAN硬碟格式版本為「10.0」，並且系統顯示應該在升級硬碟格式版本之前，執行預先檢查作業，按下〔Pre-Check Upgrade〕按鈕進行預先檢查作業，確保稍後能夠順利升級vSAN硬碟格式版本。
檢查作業完畢，當系統顯示「Ready to upgrade」訊息時，便可以放心按下〔Upgrade〕按鈕進行vSAN硬碟格式版本升級作業。待系統執行完「Convert disk format for vSAN」工作任務，便會在Disk Management區塊中看到vSAN Cluster中所有的vSAN硬碟格式升級為最新的「15.0」版本，有關vSAN硬碟格式版本的詳細資訊，可參考VMware KB2148493知識庫文章。
至此，已經完成整體vSphere基礎架構中重要運作元件的版本升級作業，僅剩最後二個工作任務，也就是升級VM虛擬主機的VMware Tools和硬體版本。
升級VMware Tools版本
當順利升級ESXi虛擬化平台版本後，只要點選其上運作的任何一台VM虛擬主機，VMware Tools欄位中將會顯示「Upgrade available」訊息，提醒管理人員可以升級VM虛擬主機的VMware Tools版本，如圖18所示。
圖18 系統提醒管理人員應升級VM虛擬主機的VMware Tools版本。
可以針對單台VM虛擬主機逐一升級VMware Tools版本，或是透過vLCM生命週期管理員，以達到快速且大量批次升級多台VM虛擬主機VMware Tools版本的目的。
點選「Hosts and Clusters > vSAN Cluster > Updates > Hosts > VMware Tools > Check Status」項目，系統將會檢查vSAN Cluster中所有VM虛擬主機的VMware Tools版本，並顯示是否為最新版本或需要更新。管理人員依據需求，全選或個別勾選在vSAN Cluster中需要升級VMware Tools版本的VM虛擬主機，然後按下〔Upgrade to Match Host〕。
此時，在彈出的Upgrade VMware Tools to Match Host視窗中，除了提醒管理人員升級VM虛擬主機的VMware Tools版本，將會造成VM虛擬主機需要重新啟動之外，並且在vSAN Cluster中的每台ESXi成員主機，同一時間最多只會同時更新5台VM虛擬主機的VMware Tools版本，以及是否需要排程執行更新VMware Tools版本的動作，和管理人員希望如何處理VM虛擬主機的快照檔案等等，確認無誤後按下〔UPGRADE TO MATCH HOST〕按鈕即可，如圖19所示。
圖19 透過vLCM生命週期管理員升級VM虛擬主機的VMware Tools版本。
待VM虛擬主機安裝套用新的VMware Tools版本，並且重新啟動套用新版VMware Tools後，此時在vLCM的VMware Tools項目中，將會顯示此vSAN Cluster內有多少台VM虛擬主機，其VMware Tools已經更新至最新版本，單台VM虛擬主機的Tools Status欄位，也會顯示Up to Date資訊，表示VMware Tools為最新版本。
切換回VM虛擬主機的Summary頁籤中，可以看到VMware Tools版本由原本舊版的「10346」，升級至最新版本「11365」，有關VMware Tools版本的詳細資訊，請參考VMware KB86165、KB70728、KB1003947知識庫文章。
升級VM虛擬主機硬體版本
同樣地，可透過vLCM生命週期管理員，批次升級VM虛擬主機的硬體版本。與升級VMware Tools版本不同的部分是，VM虛擬主機必須在「關機」（Power Off）的狀態之下，才能夠順利升級硬體版本。
點選「Hosts and Clusters > vSAN Cluster > Updates > Hosts > VM Hardware > Check Status」項目，系統將會檢查vSAN Cluster中所有VM虛擬主機的硬體版本，並顯示ESXi成員主機支援的硬體版本，以及目前VM虛擬主機的硬體版本，狀態為最新版本或需要更新。先依據需求全選或個別勾選在vSAN Cluster中需要升級硬體版本的VM虛擬主機，再點選「UPGRADE TO MATCH HOST」即可，如圖20所示。
圖20 檢查並準備升級VM虛擬主機硬體版本。
同樣地，可以在彈出視窗中選擇立即更新VM虛擬主機硬體版本，然後按下〔UPGRADE TO MATCH HOST〕按鈕。倘若VM虛擬主機在短期間內不方便關機升級的硬體版本，可以設定以排程更新的方式，一旦VM虛擬主機在安裝安全性更新或其他因素需要重新啟動主機時，系統便會在重新啟動VM虛擬主機之前自動更新硬體版本。
待VM虛擬主機更新硬體版本後，此時在vLCM的VMware Tools項目中，將會顯示此vSAN Cluster中有多少台VM虛擬主機，硬體版本已經更新至最新版本，單台VM虛擬主機的VM Compatibility欄位將會顯示VM虛擬主機的硬體版本資訊，而Status欄位顯示Up to Date資訊，表示硬體版本為最新版本。
＜本文作者：王偉任，Microsoft MVP及VMware vExpert。早期主要研究Linux/FreeBSD各項整合應用，目前則專注於Microsoft及VMware虛擬化技術及混合雲運作架構，部落格weithenn.org。＞