公有雲 Azure 虛擬主機

了解Azure Migrate運作原理 確實評估可行性再成功遷移

探索/評估/測試三階段 試玩地端虛機遷移Azure

2024-02-05
本文將透過深入剖析和實作演練,讓管理人員理解Azure Migrate的運作原理與架構,並透過實作演練的方式,讓企業和組織能夠評估地端資料中心內的VMware VM虛擬主機是否能夠遷移並正確運作在Azure公有雲環境中。

由於VM虛擬化技術,無論是地端資料中心或是公有雲環境,都會因為使用不同的伺服器虛擬化技術,導致VM虛擬主機的格式不相同,而無法輕易遷移至不同的伺服器虛擬化平台。因此,當企業或組織想將地端資料中心內的VM虛擬主機遷移至Azure公有雲環境運作時,傳統作法便是在Azure公有雲環境中,部署全新安裝的VM虛擬主機,接著依照VM虛擬主機的屬性,將相關資料進行複寫後運作,如圖1所示。

圖1  Azure Migrate遷移探索機制工作流程架構示意圖。 (圖片來源:Azure Migrate設備 - Azure Migrate | Microsoft Learn)

現在,透過Azure Migrate遷移機制,即可將地端資料中心內,VMware vSphere伺服器虛擬化平台中的VM虛擬主機,經過「探索、評估、測試」等工作流程後,遷移至Azure公有雲環境繼續運作,如圖2所示。

圖2  VMware環境無代理程式遷移架構示意圖。 (圖片來源:使用Azure Migrate準備機器以進行無代理程式遷移 - Azure Migrate | Microsoft Learn)

準備遷移VM至Azure公有雲

在以下實戰中,將會在地端資料中心VMware虛擬化平台中,透過Azure Migration遷移機制,逐步將一台安裝Windows Server 2022作業系統並啟用IIS網頁伺服器的VM虛擬主機,遷移至Azure公有雲環境中運作。由於遷移地端VM虛擬主機至Azure公有雲,會使用到網路頻寬進行傳輸作業,為避免過多的等待時間,因此僅遷移一台VM虛擬主機做為範例。

目前,在地端VMware虛擬化平台中,運作一台名稱為WS2022-IIS的虛擬主機,該主機已經啟用IIS網頁伺服器服務,如圖3所示。

圖3  在地端資料中心內運作虛擬主機並啟用IIS網頁伺服器服務。

建立Azure Migrate專案

登入Azure Portal管理介面,關鍵字搜尋「Azure Migrate」,並依序點選「Migration goals > Servers, databases and web apps > Create project」。

然後,在Create project頁面中選擇Azure訂閱帳戶,並填入Azure Migrate專案資訊後,如圖4所示,按下〔Create〕按鈕建立Azure Migrate專案:

圖4  建立Azure Migrate專案。

‧Subscription:選擇使用的Azure訂閱帳戶。

‧Resource group:選擇使用的資源群組。

‧Project:鍵入即將建立的Azure Migrate專案名稱。

‧Geography:選擇使用的地理位置。這個地理位置是用來儲存從地端資料中心內收集到的「中繼資料」(Metadata)。

探索VMware虛擬化平台

事實上,Azure Migrate遷移機制將在地端資料中心的VMware虛擬化平台內,導入Azure Migrate Appliance執行探索作業,並收集VMware組態設定及運作效能等中繼資料,再傳送至Azure公有雲的Azure Migrate專案。

在開始執行遷移作業之前,必須先確保地端VMware虛擬化平台屆時能順利跟Azure公有雲溝通,管理人員可以透過Microsoft下載中心下載「MicrosoftAzureMigration.ova」,即可快速並逐一檢查VMware虛擬化平台是否符合條件,以便稍後能順利執行探索VMware虛擬化平台的工作任務。

切換至Azure Portal管理介面,在Azure Migrate頁面中依序點選「Migration goals > Servers, databases and web apps > Assessment tools > Azure Migrate: Discovery and assessment」項目,然後按下〔Discover〕按鈕。

在Discover視窗中,將詢問採用的虛擬化技術為何,在下拉式選單中共有VMware vSphere、Hyper-V、實體主機或AWX/GCP/Xen等三個選項。在本文實作環境中,選擇「Yes, with VMware vSphere Hypervisor」選項,隨即自動出現Azure Migrate Appliance資訊頁面(圖5)。

圖5  產生Azure Migrate專案金鑰並下載Azure Migrate Appliance部署檔案。

在第1個Generate project key選項中,提供稍後準備部署至地端資料中心內Azure Migrate Appliance的名稱,本文使用名稱為「AzureMA-VMware」,按下〔Generate key〕按鈕即可產生金鑰,產生Azure Migrate專案金鑰的動作需要花費幾分鐘的時間。當OVA部署作業完成後,必須在Azure Migrate Appliance運作頁面中填入這個隨機產生的專案金鑰,才能完成註冊程序。

在第2個Download Azure Migrate appliance選項中,選擇下載「.OVA file」選項,直接下載Azure Migrate Appliance的.OVA檔案(12GB),並匯入地端VMware虛擬化平台中,或是下載「.zip file」選項,使用PowerShell安裝程式指令碼,本文實作下載OVA檔案,所以按下〔Download〕按鈕。

OVA檔案下載完成,在開始執行OVA匯入作業之前,先在PowerShell視窗中執行「CertUtil -HashFile .\ MicrosoftAzureMigration.ova SHA256」指令,確保使用SHA256驗證OVA檔案雜湊的完整性,避免下載到被竄改的檔案而產生非預期的惡意攻擊或資安事件。確認無誤後,即可切換至vCenter Server操作介面,執行匯入OVA檔案的工作任務。

在地端資料中心內部署Azure Migrate Appliance之前,先確保VMware虛擬化平台能夠滿足部署條件,採用Windows Server 2022作業系統,將會自動配置8 vCPU、32GB vMemory、80GB vDisk磁碟空間。

在vCenter Server管理介面中,依序點選「vCenter > Datacenter > Cluster > Actions > Deploy OVF Template」項目,在Select an OVF template彈出視窗中,點選Local file並選擇剛才下載的MicrosoftAzureMigration.ova檔案,然後按下〔Upload Files〕按鈕進行上傳作業。

在Select a name and folder頁面中,選擇要將Azure Migrate Appliance存放至哪個VM資料夾當中,本文存放至Azure Migration Appliance資料夾內。在Select a compute resource頁面中,選擇要部署至Cluster或哪一台ESXi虛擬化平台內。接著,在Review details頁面中查看Azure Migrate Appliance資訊是否正確,在Select storage頁面中選擇採用的vDisk格式和Datastore儲存資源,在Select networks頁面內選擇連接的vNetwork和Port Group。最後,在Ready to complete頁面中再次確認相關組態設定是否正確,確認無誤後按下〔Finish〕按鈕,正式執行匯入Azure Migrate Appliance的工作任務。

成功匯入並啟動Azure Migrate Appliance虛擬主機後,先組態設定管理者密碼、時區、IP位址等等基本設定,最重要的則是電腦名稱的部分,採用剛才產生Azure Migrate專案金鑰的「AzureMA-VMware」,組態設定電腦名稱後重新啟動主機。

重新啟動完成後,點選桌面上的「Azure Migrate Appliance Configuration Manager」捷徑,系統將自動開啟瀏覽器連線使用HTTPs至Port 44368,並進入至Appliance Configuration Manager初始化組態設定頁面,並且檢查及確認是否能夠連線存取Azure公有雲,以及檢查主機時間是否與網際網路時間同步,後續的探索作業才能正常運作,如圖6所示。

圖6  Appliance Configuration Manager初始化組態設定頁面。

值得注意的是,倘若由別台主機開啟瀏覽器,連線至Azure Migrate Appliance虛擬主機的Port 44368,必須先鍵入主機的管理者帳號和密碼,通過使用者身分驗證程序後,才能看到Appliance Configuration Manager初始化組態設定頁面。

在初始化組態設定頁面,於1. Set up prerequisites階段中,第3個步驟Check latest updates and register appliance中,將剛才產生的Azure Migrate專案金鑰填入,然後按下〔Verify〕按鈕進行驗證程序,通過驗證程序後,系統將會顯示「Azure Migrate project key has been verified.」訊息。接著,系統自動執行更新服務,確保所有服務更新至最新版本,原則上,這個自動更新作業需要5分鐘。更新作業完成後,系統將彈出視窗提醒重新整理頁面,以便載入自動更新後的新版本。

自動更新工作任務完成後,必須將Azure Migrate Appliance註冊至Azure Migrate專案中,按下〔Login〕按鈕複製主機裝置代碼,搭配Azure訂閱帳戶進行登入作業程序,系統會提示順利登入Microsoft Azure PowerShell環境。接著,系統將顯示正在執行Azure Migrate Appliance初始化註冊程序,系統提示這個初始化註冊程序需要10分鐘,一旦初始化註冊程序完成,便能點選View details查看詳細的登入資訊,如圖7所示。

圖7  鍵入Azure Migrate專案金鑰執行自動更新並初始化註冊程序。

在第4個步驟中,系統提示必須下載VMware Virtual Disk Development Kit 6.7.0 EP1壓縮檔,解開後複製至Azure Migrate Appliance主機的「C:\Program Files\VMware\VMware Virtual Disk Development Kit」資料夾中,然後回到Appliance Configuration Manager初始化組態設定頁面,按下〔Verify〕按鈕進行驗證程序,如圖8所示。

圖8  檢查主機是否安裝VMware Virtual Disk Development Kit。

在2. Manage credentials and discovery sources頁面中,首先第1個步驟需要提供地端VMware虛擬化平台的管理資訊,按下〔Add credentials〕按鈕後在視窗中依序填入下列VMware主機或叢集的管理者帳號及密碼,以便系統稍後使用這個管理者憑證執行探索伺服器或叢集的動作,如圖9所示:

圖9  新增連線vCenter 8 Server管理平台的使用者身分驗證設定檔

‧Source type:vCenter Server,選擇這個使用者身分驗證設定檔適用的來源類別。

‧Friendly name:vCenter8,組態設定使用者身分驗證設定檔名稱。

‧Username:Administrator@lab.weithenn.org,管理者帳號。

‧Password:WeithennAMA$1688,管理者密碼。

在第2個步驟中,按下〔Add discovery source〕按鈕,在彈出視窗中鍵入vCenter Server的IP位址或FQDN完整名稱,以便連線至地端資料中心VMware虛擬化平台,當使用者身分驗證成功,Status狀態欄位便會顯示Validation successful訊息,如圖10所示,倘若管理者帳號密碼錯誤,或是無法連線至vCenter Server Port 443時,便會發生驗證失敗的情況:

圖10  成功連線至vCenter Server管理平台。

‧Source type:vCenter Server,選擇稍後執行探索任務的來源。

‧IP Address/FQDN:vcenter8.lab.weithenn.org,組態設定vCenter Server連線IP位址或FQDN。

‧Port:443,連線vCenter Server管理平台的Port number。

‧Mapped credentials:vCenter8,選擇使用的身分驗證設定檔。

在第3個步驟中,管理人員可以提供其他使用者驗證資訊,以便稍後執行軟體清查和無代理程式相依性分析,總共支援四種使用者驗證資訊,分別是Domain Credentials、Linux(Non-domain)、Windows(Non-domain)、SQL Server Authentication。舉例來說,準備遷移的Windows Server主機未加入網域環境,即可建立Windows(Non-domain)的使用者驗證設定檔。按下最下方的〔Start Discovery〕按鈕,系統便開始執行偵測和探索程序,在本文實作環境中,系統提示需要16分鐘來完成探索程序,如圖11所示。

圖11  開始執行偵測和探索程序。

當系統完成探索VMware主機或和叢集環境後,由於執行探索程序時,系統將取得VMware主機中繼資料,屆時便會將探索完成的資料顯示在Azure Portal入口網站當中。預設情況下,探索及偵測每台VMware主機大約需要花費2分鐘時間,並且每隔12小時自動執行一次軟體清查作業,之後才會顯示在Azure Portal入口網站。

此外,在軟體清查期間,將會透過剛才新增的伺服器認證逐一探索指定的VMware主機或叢集,並針對無代理程式相依性分析進行驗證。在探索和偵測作業完成後,系統會在vCenter Server主機的Status欄位狀態,從先前的Validation successful狀態改為Discovery Initiated狀態,並在〔Start Discovery〕按鈕旁顯示探索完成的「Discovery has been successfully initiated」訊息,且提醒管理人員可以前往Azure Portal入口網站查看詳細的探索資訊。

評估遷移至Azure公有雲

在Azure Portal入口網站中,依序點選「Azure Migrate > Migration goals > Servers, databases and web apps > Assessment tools > Assess > Azure VM」項目,評估是否能進行地端VM虛擬主機遷移至Azure公有雲環境,如圖12所示。

圖12  評估地端VM虛擬主機是否能遷移至Azure公有雲環境。

在第一階段Basics頁面中,於評估類型下拉選單中選擇【Azure VM】項目,而探索來源下拉選單則選擇【Servers discovered from Azure Migrate appliance】項目,確保要進行評估的VM虛擬主機,是從地端的Azure Migrate appliance執行探索任務而來。

如圖13所示,管理人員可以查看評估組態設定內容是否符合需求,若需要調整組態設定內容,則點選Assessment settings旁的「Edit」,以便符合遷移需求:

圖13  建立準備遷移地端VM虛擬主機的評估作業。

‧Target location:選擇要將VM虛擬主機遷移至哪個Azure資料中心,本文實作為Southeast Asia。

‧Storage type:選擇遷移的Azure VM虛擬主機要採用哪種虛擬硬碟類型,管理人員可依據IOPS儲存效能進行選擇,本文實作選擇Premium SSD和Standard SSD等級的虛擬硬碟類型。

‧Savings options(Compute):選擇採用的節省費用選項,可以採用1年或3年的Azure保留資源方案,或是1年和3年的Azure節省費用方案,可依據VM虛擬主機的效能和工作負載,考量後選擇適合的節費方案即可。

‧Sizing criteria:選擇採用效能為主或依照地端部署進行評估作業:

Performance-based:採用效能為主進行評估作業時,系統會根據探索作業中收集到的VM虛擬主機效能資料進行評估採用的Azure VM規模大小和IOPS儲存效能,並選擇Performance history效能歷史資料週期,例如1天、1週、1個月以及Percentile utilization使用率百分比,例如50%~99%,預設值為95%。

As on-premises:直接使用VM虛擬主機的組態設定,選擇與Azure VM規模大小和IOPS儲存效能相近的規格。

‧VM series:選擇採用的Azure VM規模和系列,例如僅考量價格便宜的A和B系列,或僅考量記憶體最佳化的E和M系列的規模大小,預設值為選取所有適用的VM系列。

‧Offer/Licensing program:選擇Azure付費方案,例如個人使用的Pay-As-You-Go,或企業授權EA支援方案。

‧Currency:選擇Azure訂閱帳戶中,支付費用的貨幣,預設值為US Dollar($)。

‧VM uptime:填入屆時Azure VM的運作時間,預設為每個月31天,每天24小時。

‧Already have a Windows Server license:選擇是否已經具備Windows Server軟體授權。

‧Security:預設選擇為遷移後的VM虛擬主機,安裝Microsoft Defender for Cloud。

接著是2. Select servers to assess頁面,在評估名稱欄位內填入評估作業名稱和群組名稱,本文實作範例中,由於針對地端IIS網頁伺服器進行遷移,使用「VMware-IIS-AzureMigration」為評估名稱,以「Group-IIS-VMs」為群組名稱,並勾選欲進行評估作業的地端VM虛擬主機,如圖14所示。在3. Rreview + create assessment頁面中,再次檢視組態設定值內容,確認無誤後按下〔Create assessment〕按鈕,系統便會立即進行Azure VM的評估和遷移工作任務。

圖14  建立評估作業名稱和群組,並勾選準備評估的地端VM虛擬主機。

一旦評估作業完成,點選Assessment Tools區塊內的「Overview」選項,可以看到目前評估的VM虛擬主機數量為1台,如圖15所示,點選Manage下的Assessments選項,將會顯示遷移至Azure VM虛擬主機的建議評分,建議評分從最低的1顆星到最高的5顆星,評分越高代表遷移至Azure公有雲環境的可行性越高。

點選評估名稱,在Overview頁面中,可以看到遷移至Azure環境的成本估算和概要資訊,點選左側Azure readiness項目,則會看到根據各項效能資料的分析後,遷移至Azure公有雲環境環境,只須採用「Standard_D1_v2」的Azure VM規模大小即可。值得注意的是,在先前評估作業中,選擇採用地端選項時,這裡便會建議採用「4 vCPU / 16GB vRAM」規格的Azure VM規模大小。

圖15  查看地端VM虛擬主機評估作業結果。

點選左側的Cost details項目,可以看到分析及建議採用的Azure VM規模大小,每月花費估算成本為多少費用。當評估的VM虛擬主機數量眾多時,可以按下〔Export assessment〕按鈕,將評估作業結果匯出為Excel檔案,如圖16所示。

圖16  查詢遷移至Azure公有雲後各項建議和成本估算。

無代理程式遷移

事實上,針對地端VMware虛擬化環境的遷移作業,提供二種遷移方式,分別是「無代理程式」(Agentless)和「代理程式」(Agent-Based)。在本文實作中,將採用無代理程式的方式來遷移地端VM虛擬主機,但是在遷移過程期間,無須在VM虛擬主機內安裝任何代理程式即可達到,而這種方式通常也更符合企業和組織的需求。

在Azure Migrate頁面中,點選Migration tools內的Discover項目。首先,選擇「Yes, with Vmware vSphere Hypervisor」項目,在詢問複寫方式時選擇「Using agentless replication」,由於已經部署Azure Migration Appliance,所以選擇「Scale-out an existing primary appliance」即可,並選擇部署好的「AzureMA-VMware」。在產生遷移專案金鑰時,加上擴充Azure Migration Appliance的名稱後,按下〔Generate key〕按鈕產生專案金鑰,即可按下〔Download〕按鈕來下載Azure Migration Scale-Out Appliance,如圖17所示。

圖17  產生並下載Azure Migration Scale-Out Appliance。

下載、解壓縮並執行「AzureMigrateInstaller.ps1」後,在PowerShell視窗中顯示互動對話內容,管理人員依照環境回答,即可順利部署Azure Migration Scale-Out Appliance,例如採用的虛擬化技術、採用的Azure公有雲環境等等,如圖18所示。在初始化頁面中,由於跟之前組態設定Azure Migration Appliance的步驟非常類似,所以便不再贅述,重點在於成功註冊至Azure公有雲環境即可。

圖18  安裝和部署Azure Migration Scale-Out Appliance。

複寫至Azure公有雲

在Azure Portal入口網站中,點選Migration tools中的Replicate項目,在Specify intent頁面中採用預設值即可,進入新的頁面後,在1.Basics頁面中選擇「Yes, with Vmware vSphere」選項,並選擇剛才部署的Azure Migration Scale-Out Appliance。接著,在2.Virtual machines頁面中,選擇先前建立的「Group-IIS-VMs」群組,並勾選本文實作複寫的「IIS-WS2022」VM虛擬主機。

在3. Target settings頁面中,選擇使用的Azure訂閱帳戶、資源群組、儲存體帳戶、虛擬網路等等資訊,以便屆時儲存複寫地端VM虛擬主機時的相關資訊。在4. Compute頁面中,則填入Azure VM名稱、VM Size、OS Type等等資訊。

然後,在5. Disks頁面中,選擇地端VM虛擬主機中需要複寫到Azure VM的磁碟。在6. Tags頁面中,填入名稱和值等Tag設定以便後續管理作業。最後,再次檢視組態設定是否正確無誤,完成確認之後按下〔Replicate〕按鈕執行複寫作業,如圖19所示。

圖19  複寫地端VM虛擬主機至Azure公有雲環境。

開始執行複寫工作任務後,可以在Azure Portal入口網站看到複寫資料的進度百分比,如圖20所示,或是在地端vCenter管理介面Recent Tasks中,看到重新組態設定VM虛擬主機、建立VM虛擬主機快照等等。

圖20  複寫地端VM虛擬主機至Azure公有雲環境。

遷移測試

一旦複寫完成後,在正式遷移到Azure公有雲運作之前,管理人員可以先執行測試遷移,以便確定遷移後VM能夠順利在Azure公有雲環境中正常運作。

按下〔Test migration〕按鈕,選擇Azure VM在遷移後所要使用的Azure虛擬網路。在測試遷移運作後,會看到Azure VM尾碼有「-Test」字樣,便是測試遷移的Azure VM虛擬主機,確認Azure VM運作正常時,點選〔Clean up test migration〕即可,如圖21所示。

圖21  測試遷移並清除測試遷移VM虛擬主機。

遷移至Azure公有雲

現在可以放心執行遷移地端虛擬主機至Azure公有雲的動作,先勾選複寫虛擬主機清單中確認進行遷移的VM虛擬主機,然後按下〔Migrate〕按鈕,並選擇「關閉」(Shutdown)地端VM虛擬主機,以避免在遷移期間發生資料不同步的情況。

當遷移狀態轉換為planned failover finished時,便是遷移程序執行完畢。確認能夠正常運作並看到IIS網頁後,如圖22所示,記得按下「Stop replication」停止複寫程序,讓複寫資源可以釋放給其他VM虛擬主機使用。

圖22  順利將地端VM虛擬主機遷移至Azure公有雲繼續運作。

此外,如果需要Public IP進行存取的話,也僅需要在建立Public IP後與VM虛擬主機進行關聯即可。

<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。>


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