ESXi USB 直通配置与故障排除指南

了解 ESXi USB 直通功能？

ESXi 使用 USB 直通功能，将物理 USB 设备提供给客户操作系统使用。虚拟机监控程序会为每台虚拟机创建虚拟控制器、虚拟磁盘及其他虚拟设备；而使用 USB 直通时，物理 USB 设备将直接连接到该虚拟机。

实现这一功能的三个关键组成部分：

• 仲裁器： 一种内置服务，用于扫描和路由 USB 流量。

• 物理 USB 控制器：处理主机上 USB 端口的硬件。

• 虚拟 USB 控制器： 添加到虚拟机中的仿真控制器。

它可让您像将 USB 设备直接插入虚拟机一样，在虚拟机上运行文件传输或许可等任务。

ESXi USB 直通的工作原理是什么？

该过程十分简单：USB 调度器会扫描 ESXi 主机上的设备；当检测到新设备接入时，即为其分配至指定的虚拟机。请注意，任一时刻仅允许一台虚拟机使用某个 USB 设备；且该虚拟机配置中必须包含 USB 控制器。在 vSphere 7.0 中，ESXi 主机最多支持每台虚拟机连接 20 个 USB 设备，并最多支持 15 个 USB 控制器。

插入 USB 设备后，您可以使用以下命令检查其状态：

lsusb

如果设备出现，则仲裁器会将其数据路由到虚拟机。否则，您可能需要进行故障排除。

ESXi USB 直通要求

在配置 USB 直通之前，请确保您的环境满足以下要求。

支持的 VMware 版本

USB 直通功能支持以下版本：

• VMware ESXi 6.x

• VMware ESXi 7.x

• VMware ESXi 8.x

硬件要求

您的 ESXi 主机应包含：

• 物理USB端口

兼容的USB控制器

• 兼容的USB控制器

• 
  

• 启用 Intel VT-d 或 AMD-Vi（适用于 PCI 直通场景）

虚拟机要求

虚拟机应满足以下条件：

• 初始配置期间请关闭电源

• 
  

• 使用兼容的虚拟硬件版本

• 已安装 VMware Tools

USB设备兼容性

大多数标准USB设备均可正常工作，但某些专用设备可能需要在客户操作系统内安装厂商特定的驱动程序。

启用 ESXi USB 直通的步骤

请按照以下步骤，使用 vSphere 客户端在 VMware ESXi 中配置 USB 直通。

1. 连接USB设备

2. 打开VMware vSphere 客户端并登录

3. 编辑虚拟机设置

右键单击虚拟机，选择编辑设置。单击添加新设备，然后选择USB设备

4. 选择USB设备

从下拉列表中选择已连接的USB设备

如果您计划使用 vMotion，请在设备连接状态下勾选支持 vMotion选项。

5. 保存配置

点击确定，然后打开电源。

虚拟机启动后，请检查客户操作系统。在 Windows 中，打开设备管理器，确认 USB 设备已被识别。如果该设备是存储设备，请使用“磁盘管理”确认其已分配驱动器号。

如何在 ESXi 中启用 USB 控制器直通

对于高级使用场景，管理员可将整个 USB 控制器直通给虚拟机。

步骤 1：启用 PCI 直通

• 导航至：
  主机 > 管理 > 硬件 > PCI 设备

• 找到USB控制器

• 
  

• 启用直通

• 
  

• 重启 ESXi 主机

步骤 2：将 PCI 设备添加到虚拟机

• 编辑虚拟机设置

• 添加PCI 设备

• 选择USB控制器

  此方法可提高某些依赖硬件的USB设备的兼容性。

  修复 ESXi 中 USB 直通功能无法正常工作的问题

  有时，ESXi 无法识别您的 USB 设备。以下是您可以检查和尝试的一些原因及解决方法：

  1. 设备未列出

  在 ESXi Shell 中运行以下命令。

  esxcli hardware usb passthrough device list

  如果没有任何显示，请确认您的设备在其他机器上是否能正常工作。

  2. 服务问题

  确保 USB 仲裁器服务正在运行。如有必要，请重启该服务。

  3. 硬件不兼容

  某些设备（例如某些 USB 3.0 控制器）可能需要额外的驱动程序。如果设备未被识别，可尝试使用 USB 2.0 集线器，或换用其他 USB 端口进行测试。

  4. vMotion 限制

  如果计划在 USB 直通模式下使用 vMotion，请注意：挂起虚拟机或关闭其电源会导致设备断开连接。请务必在迁移前正确配置 vMotion。

  用户报告表明，对于大多数情况，仅添加 USB 设备（而非整个 USB 控制器）就已足够。在 ESXi 6.5 及更高版本中，请直接对 USB 设备进行直通。有用户指出，移除 PCI 直通配置解决了他的问题。

  ESXi USB 直通限制

  尽管 USB 直通功能十分实用，但它存在若干限制，管理员应充分了解。

• 设备断开连接的风险

• 
  

• 性能限制

  USB直通对于高性能存储工作负载而言并非理想选择。

• 高可用性（HA）和分布式资源调度（DRS）注意事项

• 主机兼容性问题

  某些 USB 3.0 控制器的行为可能因硬件供应商及 ESXi 驱动支持情况而异。

  VMware 高可用性 和分布式资源调度器功能在存在 USB 直通依赖关系时，可能功能受限。

  ESXi 上 USB 直通功能失效的故障排除示例

  许多用户遇到 ESXi 主机无法识别 USB 设备的问题。

  1. 一位在戴尔PowerEdge R450服务器上运行ESXi 8的用户发现，仅识别到板载控制器。在更新ESXi并检查BIOS设置后，该设备最终被成功识别。

  2. 一位使用配备 ESXi 6.7 的 C240 M4 服务器的用户成功直通了一个 USB 端口，但在第二个端口上遇到了问题。该问题与该控制器的硬件限制有关。

  3. 当用户意外地将整个USB控制器传递给虚拟机时。在大多数情况下，仅传递USB设备本身即可。正如一位专家所指出的那样，如果能够直接添加USB设备，则无需传递PCI设备。

  如何为特定 USB 设备禁用直通功能？

  有时，您可能希望将某个 USB 设备直接用作 ESXi 上的数据存储，而非将其直通给虚拟机使用。此时，您需要将该设备从直通列表中排除。共有两种方法：

  方法 1：使用 ESXCLI 命令

  1. 运行以下命令：

  esxcli hardware usb passthrough device list

  通过设备的供应商ID（VendorId）和产品ID（ProductId）来识别该设备。

  2. 禁用直通功能：

  esxcli 硬件 usb 直通设备禁用 -d 总线:设备:供应商ID:产品ID

  3. 重启主机。

  方法2：使用USB异常处理

  1. 使用以下命令列出USB设备：

  lsusb

  注意该设备的供应商ID：产品ID。

  2. 设置特殊功能：

  esxcli system settings advanced set -o /USB/quirks -s 0xVendorId:0xProductId:0:0xffff:UQ_MSC_NO_UNCLAIM

  3. 重启主机。

  这些方法允许您将设备用作 ESXi 数据存储，同时仍将其他 USB 设备直通给虚拟机。

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  2. 选择备份存储——目标节点和目标存储

  

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  ESXi USB直通常见问题

  问题1：我能否将USB设备用作虚拟机的启动盘？

  不，ESXi 不支持将 USB 设备用作启动驱动器。

  Q2. 如果我的 USB 设备未被识别，该怎么办？

  检查 USB 资源仲裁服务，并使用 lsusb 命令验证设备。

  问题3：我可以在ESXi中使用USB 3.0设备吗？

  是的，但兼容性取决于 ESXi 版本、主机硬件以及 USB 控制器驱动程序。

  某些环境可能需要固件或BIOS更新。

  问题4：多个虚拟机可以共享同一个USB设备吗？

  不行，USB设备通常一次只能连接到一个虚拟机。

  结论

  ESXi USB 直通是一项实用功能，可将物理设备连接至虚拟机。借助该功能，您可在虚拟机中直接使用 USB 存储设备、打印机或加密狗等外设。但您必须满足系统要求，并充分了解其限制条件。故障排查可能涉及检查仲裁器服务或升级 ESXi 版本。

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• vMotion 限制

  使用活动 USB 直通的虚拟机可能不支持 vMotion 迁移。

  如果物理 USB 设备从主机上拔下，虚拟机将立即失去访问权限。