馮有文

摘 要:隨著虛擬化技術(shù)不斷發(fā)展,CPU、服務(wù)器、存儲等硬件設(shè)備均已支持虛擬化技術(shù),越來越多的廠家提出了虛擬化解決方案,但地市教育部門在其基礎(chǔ)教育信息化工作中采用虛擬化技術(shù)的還不多見。本文通過焦作市教育局在全市基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)中引入服務(wù)器虛擬化技術(shù)的成功實施案例,探討了在基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)中采用服務(wù)器虛擬化解決方案,整合網(wǎng)絡(luò)中心和簡化IT管理的新模式。

關(guān)鍵詞:虛擬化技術(shù);基礎(chǔ)教育信息化;快速發(fā)展

中圖分類號:G40-057 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1673-8454(2010)10-0063-03

一、引言

虛擬化技術(shù)真正起源于20世紀(jì)60年代,當(dāng)時IBM在開發(fā)大型機時就認(rèn)識到虛擬化的重要性,利用虛擬化技術(shù)提高了昂貴硬件設(shè)備的利用率,20世紀(jì)90年代末,以VMware為代表的虛擬化軟件廠商率先實施以虛擬機監(jiān)視器為中心的軟件解決方案,為虛擬化技術(shù)在x86服務(wù)器環(huán)境的發(fā)展開辟了道路,2005年以來,Intel和AMD公司先后推出應(yīng)用虛擬化技術(shù)的中央處理器(CPU),國內(nèi)外知名的服務(wù)器廠家也陸續(xù)推出基于“服務(wù)器+磁盤陣列+專業(yè)虛擬化軟件”的服務(wù)器虛擬化解決方案,越來越多的單位和部門把服務(wù)器虛擬化解決方案作為整合其網(wǎng)絡(luò)中心、簡化IT管理的重要途徑。

1.虛擬化技術(shù)的含義

虛擬化的含義豐富,應(yīng)用廣泛。目前虛擬化技術(shù)主要關(guān)注于服務(wù)器虛擬化,即在一臺物理服務(wù)器上通過虛擬化技術(shù),設(shè)置出多臺虛擬服務(wù)器,每臺虛擬服務(wù)器可以安裝相同或不同的獨立操作系統(tǒng),虛擬服務(wù)器之間完全獨立,互不影響,從而顯著提高服務(wù)器的使用效率。

2.虛擬化技術(shù)分類

常見的虛擬化技術(shù)一般有四種:硬件仿真、完全虛擬化、半虛擬化和操作系統(tǒng)級虛擬化。表1列出四種虛擬化技術(shù)的實現(xiàn)方式、特點及其代表廠家和產(chǎn)品。

二、利用服務(wù)器虛擬化解決方案構(gòu)建強大靈活的基礎(chǔ)教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)的支撐體系

1.基礎(chǔ)教育信息化的主要應(yīng)用

地市基礎(chǔ)教育信息化的主要目的是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化,是以新的教育思想和教育理念指導(dǎo)信息技術(shù)在全市各級教育行政管理部門和各級各類學(xué)校廣泛應(yīng)用,利用信息技術(shù),探索新的教育模式,促進本地教育現(xiàn)代化。焦作市教育局從2000年起,先后建立了焦作教育門戶網(wǎng)站、電子圖書館、焦作教學(xué)與資源網(wǎng)及域名解析等應(yīng)用系統(tǒng);2008年,全市教育管理信息系統(tǒng)和其他應(yīng)用系統(tǒng)陸續(xù)投入使用,其主要內(nèi)容有電子公文流轉(zhuǎn)、中小學(xué)生電子學(xué)籍管理、人事管理、教職工考核、教務(wù)成績管理、綜合素質(zhì)評價、數(shù)據(jù)挖掘、校產(chǎn)管理、新課程改革、視頻點播、網(wǎng)絡(luò)電視直播、重大事件統(tǒng)計分析、教育資源庫、電子郵件系統(tǒng)、學(xué)生心理管理、FTP服務(wù)和短信平臺等。通過推廣實施這些應(yīng)用,教育管理水平得以整體提升,初步實現(xiàn)了全市教育管理資源均衡發(fā)展。

2.基礎(chǔ)教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)的支撐體系建設(shè)需要重點解決的問題

(1)一個應(yīng)用系統(tǒng)至少需要一臺服務(wù)器。目前應(yīng)用系統(tǒng)基本上采用B/S三層架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和端口進行設(shè)計編程,多個應(yīng)用系統(tǒng)難以保證在同一個物理服務(wù)器上順利安裝和正常使用。

(2)存儲空間無法充分共享。存儲設(shè)備分區(qū)一經(jīng)規(guī)劃實施,將會難以調(diào)整,隨著應(yīng)用服務(wù)器的增加,存儲設(shè)備不得不面臨增加的窘境。

(3)管理方式難以簡化。隨服務(wù)器及相關(guān) IT 硬件數(shù)量增加,管理難度必然加大。

(4)運營成本居高不下。硬件設(shè)備越多,需要更大的占地空間、更多電力和制冷設(shè)備。

(5)應(yīng)用系統(tǒng)的可用性不高,業(yè)務(wù)連續(xù)性不強。由于一個應(yīng)用系統(tǒng)一臺服務(wù)器,服務(wù)器一旦出現(xiàn)故障,意味著業(yè)務(wù)應(yīng)用停止。

3.基礎(chǔ)教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)器虛擬化解決方案

地市基礎(chǔ)教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)種類雖多,但多數(shù)訪問者限于當(dāng)?shù)厝巳?每種應(yīng)用系統(tǒng)瞬間最大訪問量有限,因此,對服務(wù)器性能配置要求不高,多數(shù)情況下,一臺配置2路4核CPU、2～4G內(nèi)存、1個千兆網(wǎng)卡的服務(wù)器足以支撐一種應(yīng)用系統(tǒng)正常運行。按傳統(tǒng)方式建設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件支撐系統(tǒng),需要為每種應(yīng)用配置一臺服務(wù)器,對業(yè)務(wù)連續(xù)性要求高的重要應(yīng)用,還需增加額外服務(wù)器和存儲設(shè)備,應(yīng)用系統(tǒng)越多,服務(wù)器數(shù)量也越多,管理難度加大。然而,隨虛擬化技術(shù)不斷成熟,尤其是服務(wù)器虛擬化技術(shù)日益完善,為我們提供了基礎(chǔ)教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)硬件支撐體系新的建設(shè)模式——服務(wù)器虛擬化解決方案。2008年,焦作市教育局信息中心經(jīng)多方考證,確定采用“服務(wù)器+光纖磁盤陣列+VMware虛擬化軟件”的服務(wù)器虛擬化解決方案改造全市教育系統(tǒng)各種應(yīng)用系統(tǒng)的硬件運行環(huán)境。

如圖1 ,焦作市教育局信息中心購置了3臺高性能服務(wù)器、可擴展光纖磁盤陣列、2臺光纖交換機和1臺管理服務(wù)器,在3臺服務(wù)器上安裝VMware ESX Server,在另外1臺2路服務(wù)器上安裝VMware VirtualCenter,利用VMware虛擬化軟件的特有功能,組成了具有VMwareHA(高可用性)、VMwareDRS(分布式資源調(diào)度)和VMotion(實時遷移)功能的虛擬化應(yīng)用服務(wù)器機群。高性能服務(wù)器主要配置4路4核高端CPU、32G大容量內(nèi)存、2塊冗余的HBA卡、4塊千兆網(wǎng)卡,不僅能為系統(tǒng)提供超群的高性能和高可靠性,而且為將來的系統(tǒng)平臺升級預(yù)留了空間。

4.服務(wù)器虛擬化解決方案的優(yōu)勢

服務(wù)器虛擬化解決方案與“一個應(yīng)用一臺服務(wù)器”的傳統(tǒng)建設(shè)模式相比,具有非常明顯的優(yōu)勢:

(1)服務(wù)器等硬件設(shè)備利用率顯著提高

經(jīng)測試,在“一個應(yīng)用一臺服務(wù)器”的建設(shè)模式下,服務(wù)器的利用率極其低下,平均利用率不到5-10%,通過服務(wù)器虛擬化技術(shù),1臺高性能服務(wù)器至少可以虛擬出10臺虛擬服務(wù)器,極大地提高了服務(wù)器的利用率。目前,焦作市教育局網(wǎng)絡(luò)中心在3臺物理服務(wù)器上已虛擬化了近20臺虛擬服務(wù)器,一年多來,運行正常。

(2)業(yè)務(wù)應(yīng)用部署靈活簡便

通過虛擬化技術(shù),我們可以在短時間內(nèi)增加一臺虛擬服務(wù)器,為新增的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù);同時,可根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)變化,靈活方便地對虛擬服務(wù)器的CPU數(shù)量、內(nèi)存大小、存儲空間以及操作系統(tǒng)等軟硬件進行適當(dāng)調(diào)整。這對多數(shù)地市教育部門來說,其實用價值顯著,用戶在實際工作中,若因工作臨時安排需要增加服務(wù)器支撐某項工作,虛擬化服務(wù)器可徹底解決這個問題,資金無需另行投入。

(3)提供完善的虛擬化管理

管理人員可通過安裝VMware VirtualCenter的服務(wù)器對所有虛擬服務(wù)器進行集中式管理、性能監(jiān)控、操作自動化、建立物理服務(wù)器資源集群或池、快速部署以及安全訪問控制等,極大地降低了工作強度。

(4)增加VMwareHA、VMware DRS和VMotion等實用功能

VMware HA 可為虛擬機運行的所有應(yīng)用程序提供高性價比的高可用性。

VMwareDRS持續(xù)地監(jiān)控各資源池的利用率,并可智能地根據(jù)業(yè)務(wù)需求調(diào)整資源。管理人員可以創(chuàng)建規(guī)則和策略,以確定為虛擬機優(yōu)先分配資源的方式,VMwareDRS將 IT 資源動態(tài)分配給優(yōu)先級最高的應(yīng)用程序。

VMotion實時遷移可將虛擬機從一個宿主服務(wù)器移動到另一個宿主服務(wù)器,避免所有的應(yīng)用程序停機,大大提高了應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性。

(5)資金投入和運營成本大大降低

采用虛擬化服務(wù)器解決方案,使用單位只需購買傳統(tǒng)建設(shè)方式所需服務(wù)器數(shù)量的1/4～1/3;同時,由于服務(wù)器數(shù)量減少,與之配套的機房面積減少、電力和空調(diào)需求量降低,從而大大降低運行費用。

結(jié)束語

雖然虛擬化技術(shù)應(yīng)用已引起部分技術(shù)主管的擔(dān)心,他們認(rèn)為運行著眾多虛擬服務(wù)器的宿主服務(wù)器如果出現(xiàn)故障,或者不為多數(shù)人熟悉的虛擬化軟件本身出現(xiàn)問題,可能會給使用者造成較大的損失。但是,服務(wù)器虛擬化是虛擬化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,隨著各大服務(wù)器廠商全面支持虛擬化技術(shù),勢必會有越來越多的單位和部門采用服務(wù)器虛擬化解決方案來整合網(wǎng)絡(luò)中心和簡化IT管理。為此,本文通過筆者實施的服務(wù)器虛擬化成功案例,提出有別于傳統(tǒng)硬件建設(shè)方式的新的硬件支撐系統(tǒng)建設(shè)模式,供各地基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)工作者們借鑒,以共同推動基礎(chǔ)教育信息化更快更好地發(fā)展。

參考文獻:

[1] http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-linuxvirt/#N1006F.

[2] 張巍.企業(yè)虛擬化實戰(zhàn)——VMware篇[M].北京:機械工業(yè)出版社.

[3] http://www.vmware.com/cn.

[4] http://blog.csdn.net/meteor1113/archive/2009/07/15/4350398.aspx.(編輯:郭桂真)