使用ESXi时，我们有时会直通网卡或者显卡给虚拟机使用，让虚拟机独占该物理设备，减少虚拟化造成的性能损耗，相关教程网上也比较多。今天我们来尝试下直通USB键鼠，这样虚拟的桌面系统（Windows，Linux，macOS等）就可以配合直通显卡接显示器以后直接当一台物理机使用了。

1. 首先要查询USB键鼠的VID和PID，在windows，macOS系统上插上设备查询或者插在ESXi主机上利用lsusb查询都可以。

图中是vid在前，pid在后。Cypress这个是我的Filco键盘，Dell这个就是个鼠标。

2. 通过ESXi网页终端来编辑虚拟机的高级设置或者ssh到ESXi修改虚拟机的vmx文件，加入允许USB HID设备开关和具体直通的USB设备id。

编辑设置->虚拟机选项->高级->编辑配置。

添加如下参数，vid在前，pid在后。确定，保存。

3. ssh访问ESXi，并使用vi修改/etc/vmware/config,  加入上面添加的要直通的设备ID。

4. 如上设置后下次ESXi重启时VMkernel还会获取设备的控制权，我们需要到ESXi启动引导中禁用掉VMkernel对上述设备获取控制权。

ssh到ESXi里，使用vi修改/bootbank/boot.cfg, 在启动参数后面加上CONFIG./USB/quirks=0x04b4:0x120d::0xffff:UQ_KBD_IGNORE:0x413c:0x301a::0xffff:UQ_KBD_IGNORE

(顺序为vid:pid::0xfff)

保存后重启ESXi，然后我们就可以编辑虚拟机设置来添加USB键鼠设备了。

5. 添加其它设备，USB设备，自动会同时创建一个USB控制器，键鼠用USB2.0即可。

6. 保存后启动该虚拟机系统，如果直通了显卡并外接显示器，那么就可以直接看着显示器里该系统启动，并且可以使用USB键鼠来操作了。

以上操作步骤参考了troubleshooting-device-passthrough-with-vmware-workstation-and-vmware-fusion, how-to-passthrough-usb-keyboard-mouse-hid-and-ccid-devices-to-vm-in-esxi 和 passthrough-usb-devices-from-esxi-to-vm

另外，此方法并非官方推荐的做法，根据 https://kb.vmware.com/s/article/1021345，官方更加建议使用一个PCI插槽的USB controller （上面有USB 接口）， 把整个controller设备直通给VM ，然后让虚拟机系统来识别连接在上面的USB设备。适用于常见的USB设备如键鼠，耳麦，智能卡读卡器，U盾等。除了主机板载的USB controller之外，类似的PCI USB controller如下面的型号都可以使用：

NEC chipset PCI-E usb3 controller(Chipset: NEC d720200, model:MC210)

Ti chipset PCI-E usb3 controller

安装完ESXi之后，最常用的管理方式就是访问ESXi的网页控制台，在局域网里访问很简单，直接访问ip就行了，比如https://192.168.1.99。如果不在局域网里该如何远程访问呢？

首先，宽带最好有公网IP，（动态的要配好DDNS），如果没有公网IP，要使用frp之类的做内网穿透。我这里拿最简单的有公网IP并配好DDNS来举例，假设我宽带公网IP使用DDNS绑定的域名是home.abc.com。

其次，要在宽带光猫或者桥接以后拨号的路由器上做端口转发。这里拿桥接以后用来拨号的路由器来举例。先弄明白需要转发的目标地址和端口号，目标地址就是ESXi所用的192.168.1.99，根据https://ports.vmware.com/home/vSphere，vSphere Web Client使用TCP 443和902来做Client connections。所以我们转发这两个端口就可以了。

国内运营商在大部分地区都封禁了个人宽带的443，80等端口。我们就要用其它端口来转发443。我在我的路由器里做出如下端口转发规则：

有些路由器会对端口转发规则自动设置入站的防火墙规则，这种情况下设置了如上端口转发规则以后就可以通过https://home.abc.com:9443在外网访问ESXi网页控制台了。

有些路由器（比如我使用的UBNT ER-X路由器），端口转发进来的流量还要加防火墙入站规则，于是我加了如下防火墙规则：

假如想限制特定的外网IP段来访问此ESXi，那么可以在防火墙规则中设置Source IP，我这里留空（允许所有外网IP访问）。

现在通过一台外网的机器（连接手机运营商4G网络）来访问https://home.abc.com:9443。

因为我没有为该域名申请证书，所以访问时提示不安全，我们点“继续前往”。

使用管理员账号密码登录并切换到虚拟机管理。

点击黑色预览窗口，使用浏览器控制台访问该虚拟机。

一切使用正常。如遇到其它功能使用有问题，建议查阅上面提到的端口列表网页，检查是否有其他端口需要做转发。

最后，从安全实践来考量，把ESXi控制台直接暴露在公网访问并不是一个推荐的做法，建议在路由器上启用L2TP等VPN服务，在外网时，机器先通过L2TP VPN连入内网，然后通过https://192.168.1.99的局域网地址访问ESXi。

在ESXi7中，根据https://docs.vmware.com/cn/VMware-vSphere/7.0/com.vmware.esxi.install.doc/GUID-DEB8086A-306B-4239-BF76-E354679202FC.html的如下说明:

ESXi7.0 安装或升级的存储要求

要安装 ESXi 7.0，USB 或 SD 设备的引导设备至少需要为 8 GB，其他设备类型的引导设备至少需要为 32 GB。要升级到 ESXi 7.0，引导设备至少需要为 4 GB。从本地磁盘、SAN 或 iSCSI LUN 引导时，要求具有 32 GB 磁盘以便能够创建系统存储卷，其中包括引导分区、引导槽和基于 VMFS-L 的 ESX-OSData 卷。ESX-OSData 卷负责旧版 /scratch 分区、VM-tools 和核心转储目标的工作。
建议的 ESXi 7.0 安装选项如下所示：
    8 GB USB 或 SD 以及额外的 32 GB 本地磁盘。ESXi 引导分区位于 USB 或 SD 上，ESX-OSData 卷位于本地磁盘上。
    至少具有 32 GB 的本地磁盘。该磁盘包含引导分区和 ESX-OSData 卷。
    本地磁盘为 142 GB 或更大。该磁盘包含引导分区、ESX-OSData 卷和 VMFS 数据存储。
ESXi 7.0 系统存储卷最多可占用 138 GB 的磁盘空间。仅当本地磁盘设备至少有 4 GB 的额外可用空间时，才会创建 VMFS 数据存储。要与本地 VMFS 数据存储共享引导设备，您需要使用 142 GB 或更大的本地磁盘。
如果找不到本地磁盘，则 ESXi 7.0 会在降级模式下运行，即某些功能处于禁用状态，且 /scratch 分区位于 RAM 磁盘上并链接到 /tmp。您可以重新配置 /scratch 以使用单独的磁盘或 LUN。为实现最佳性能和内存优化，请勿在降级模式下运行 ESXi。
升级到 ESXi 7.0 的过程会对引导设备重新进行分区，将原始核心转储、locker 和暂存分区整合到 ESX-OSData 卷中。如果未配置自定义核心转储目标，则默认核心转储位置为 ESX-OSData 卷中的一个文件。

按照官方文档，如果我们想用的硬盘既做系统分区，又想把剩余空间做Datastore，那么至少需要分配142GB空间。小于142GB时则不能创建Datastore。实测使用140G HDD硬盘时稍有出入，但可见Datastore空间VMFS只有12G左右，OSDATA Volume大概占用120G.

如果所用硬盘是SSD（我分配了128G），OSDATA Volume默认还是大概占用120G，文件系统是VFFS，在ESXi web控制台中查看被用作了虚拟闪存。

ESXi引入虚拟闪存已经好多年了，虚拟闪存用作ESXi主机交换缓存，从而提升在该主机上运行的虚拟机的性能，为虚拟机提供读缓存，提升虚拟机的存储性能。

在企业所用的服务器环境中，这点硬盘占用不算什么，但是对于一些使用比较小的硬盘来做ESXi的系统硬盘的home lab玩家，假如被占用如此多的空间来做系统分区或者虚拟闪存，那Datastore空间就会吃紧了。

解决办法：

官方没有提供给用户如何去不使用虚拟闪存的文档，但其实ESXi提供了autoPartitionOSDataSize这个启动参数用来调整ESXi的系统分区大小。调整的是OSDATA这个Volume的大小。我们来试试这个参数能否节省我们的硬盘空间。

先来试试HDD，我同样使用140G HDD，在如下启动界面，按下Shift+O，加上autoPartitionOSDataSize=8192，然后回车。

安装完成之后检查硬盘占用，VMFS Datastore大概有124G，OSDATA Volume仅占用8G左右（我们设置的8192）

再来试试SSD，我还是来分配128G，也加上autoPartitionOSDataSize=8192，安装完成后检查硬盘占用VMFS Datastore大概有112G, OSData Volume仅占用8G左右（我们设置的8192）.

查看虚拟闪存仅占用8G左右

问题解决。

综合上面的测试，最根本的原因是ESXi7的系统分区OSData默认会占用120G左右硬盘空间，不管是HDD还是SSD，而当硬盘是SSD时，还会将此空间作为虚拟闪存，所以我们的解决方案就是调整系统的OSData分区大小。

此文参考了https://www.virtuallyghetto.com/2020/05/changing-the-default-size-of-the-esx-osdata-volume-in-esxi-7-0.html的相关内容和官方发行说明。