葛金隆

虛擬技術(shù)在校園網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用

葛金隆

（天津工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300280）

隨著學(xué)校的發(fā)展，處理的數(shù)據(jù)也越來(lái)越多，為了管理好這些應(yīng)用系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)，虛擬化整合是一個(gè)比較有效的解決方案。

虛擬化技術(shù)；校園網(wǎng)

近年來(lái)，隨著各教學(xué)單位加大了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及相關(guān)教學(xué)管理系統(tǒng)的開發(fā)使用，信息技術(shù)在教學(xué)和科研中的作用越來(lái)越大，數(shù)據(jù)中心面向全校提供人事信息、學(xué)生信息和OA系統(tǒng)等多種應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)，導(dǎo)致作為硬件平臺(tái)的服務(wù)器資源明顯不足。此外，這些系統(tǒng)運(yùn)行于不同的物理機(jī)器上，位置分散，維護(hù)難度較大。如何運(yùn)用虛擬化技術(shù)解決這一難題，本文給出了校園IT資源整合的解決方案。

一、需求分析

1．項(xiàng)目現(xiàn)狀及面臨的難題

現(xiàn)在機(jī)房?jī)?nèi)運(yùn)行的大部分機(jī)器的利用率都非常低，由于一臺(tái)服務(wù)器只能有一個(gè)操作系統(tǒng)，受系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺(tái)的限制，CPU、內(nèi)存、硬盤空間的資源利用率不超過15%，大量的系統(tǒng)資源被閑置。校園業(yè)務(wù)系統(tǒng)類型各不相同，對(duì)儲(chǔ)存相應(yīng)資源的磁盤陣列設(shè)備造成的負(fù)載也不相同，一些存儲(chǔ)點(diǎn)播系統(tǒng)資源的盤陣幾乎無(wú)時(shí)無(wú)刻不在滿負(fù)荷工作，而存儲(chǔ)網(wǎng)站訪問資源的盤陣長(zhǎng)期處于低負(fù)載狀態(tài)，大部分性能未被利用，這造成了變相的資源浪費(fèi)。而單一盤陣中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量大，承載的業(yè)務(wù)系統(tǒng)多，遷移數(shù)據(jù)十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這就使得如何均衡存儲(chǔ)設(shè)備間的負(fù)載成為當(dāng)前校園網(wǎng)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

2．系統(tǒng)分析及建設(shè)目標(biāo)

通過服務(wù)器整合，控制和減少物理服務(wù)器的數(shù)量，明顯提高每個(gè)物理服務(wù)器及其CPU的資源利用率，從而降低硬件成本。降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本，包括數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本。整個(gè)服務(wù)器平臺(tái)可支持統(tǒng)一管理功能，作為學(xué)校數(shù)據(jù)中心服務(wù)器管理員可以在一個(gè)統(tǒng)一管理域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器平臺(tái)中所有服務(wù)器進(jìn)行集中管理，同時(shí)使多個(gè)管理員角色能夠在管理基礎(chǔ)設(shè)施及其策略方面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互，使得管理員可以整合所需的一切基礎(chǔ)設(shè)施策略，將應(yīng)用部署到被稱作服務(wù)配置文件的可重復(fù)移動(dòng)結(jié)構(gòu)中，從而可以有效改進(jìn)校園信息化生產(chǎn)率和業(yè)務(wù)靈活性。

建成的服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)對(duì)從處理器到匯聚層的整個(gè)虛擬化環(huán)境能得到優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)采用最新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)從而帶來(lái)更出色的虛擬化性能，服務(wù)器硬件應(yīng)當(dāng)充分考慮平衡CPU和I／O能力，同時(shí)提高內(nèi)存容量，使得每服務(wù)器可以托管更多的虛擬機(jī)；系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)可以通過向虛擬機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)策略和安全性的可見性和可移植性，從而實(shí)現(xiàn)在物理與虛擬環(huán)境之間實(shí)施一致的運(yùn)營(yíng)模式，結(jié)合嵌入式管理和服務(wù)配置文件結(jié)構(gòu)，可以提高響應(yīng)能力、減少人為錯(cuò)誤出現(xiàn)機(jī)會(huì)、提高一致性并縮短服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)間。

二、方案總體介紹

圖1 －1 整合前拓?fù)涫疽鈭D

現(xiàn)階段學(xué)校應(yīng)用系統(tǒng)的部署模式如上圖所示，每個(gè)應(yīng)用獨(dú)立占用一臺(tái)物理服務(wù)器。雖然部分應(yīng)用服務(wù)器以刀片服務(wù)器為載體整合進(jìn)刀箱內(nèi)，節(jié)省了能耗和布線復(fù)雜度，但是物理整合并不能解決性能利用率低、負(fù)載分布不均的問題。

此外，資源整合的另一內(nèi)容是存儲(chǔ)整合。存儲(chǔ)整合主要針對(duì)老舊的存儲(chǔ)設(shè)備，將其整合在一起繼續(xù)使用，以保護(hù)投資價(jià)值。

Vsphere將主機(jī)及其虛擬機(jī)組織到群集和資源池中，這樣就大大簡(jiǎn)化了資源管理工作。群集是虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)管理中的一個(gè)新概念，它同時(shí)具有多個(gè)主機(jī)服務(wù)器的強(qiáng)大功能與管理單個(gè)實(shí)體的便利性。

圖2 －2 整合后拓?fù)涫疽鈭D

資源整合后的拓?fù)鋱D如上。加入集群的服務(wù)器CPU必須為同一廠商，才能協(xié)同工作。即使用Intel Xeon處理器的服務(wù)器組成一個(gè)集群，使用AMD Opteron處理器的服務(wù)器組成一個(gè)集群，集群內(nèi)部資源共享。如果現(xiàn)有環(huán)境中極少或者沒有AMD服務(wù)器，那么整合后將只行成一個(gè)集群。

三、服務(wù)器整合

一些網(wǎng)絡(luò)管理者的理念中存在這樣一個(gè)誤區(qū)：想盡快將所有應(yīng)用系統(tǒng)遷入虛擬化環(huán)境，以享受虛擬化的優(yōu)勢(shì)特性。這是不正確的，虛擬化是個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不能為虛擬化而進(jìn)行虛擬化。進(jìn)行服務(wù)器整合時(shí)，一般從邊緣應(yīng)用開始，向核心應(yīng)用推進(jìn)。尤其是那些資源利用不均的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，例如選修課的選課系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先遷入虛擬化環(huán)境。這樣，當(dāng)選課高峰期過去時(shí)，其他系統(tǒng)便可以利用其空閑資源。

使用v Sphere構(gòu)架可以在更少的服務(wù)器上的虛擬機(jī)中運(yùn)行應(yīng)用程序，更高效地利用存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源，從而消除了服務(wù)器數(shù)量劇增現(xiàn)象。憑借獨(dú)特的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和內(nèi)存管理功能，使用V Mware v Sphere的組織可以實(shí)現(xiàn)最高的每服務(wù)器整合率。VMware v Sphere實(shí)現(xiàn)服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)硬件的全面虛擬化，從而降低硬件管理的復(fù)雜性。

圖3 －1 服務(wù)器整合

四、存儲(chǔ)資源整合

虛擬存儲(chǔ)是一種具有智能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，它將允許您以透明有效的方式在磁盤和磁帶上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理磁盤空間，使得您的存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠容納更多的數(shù)據(jù)，也使得更多的用戶可以共享同一個(gè)系統(tǒng)。在虛擬存儲(chǔ)環(huán)境下，無(wú)論后端物理存儲(chǔ)是什么設(shè)備，服務(wù)器及其應(yīng)用系統(tǒng)看到的都是其物理設(shè)備的邏輯映像。即使物理存儲(chǔ)發(fā)生變化，這種邏輯映像也不會(huì)改變，系統(tǒng)管理員不必再關(guān)心后端存儲(chǔ)，只需專注于管理存儲(chǔ)空間，所有的存儲(chǔ)管理操作。

五、虛擬環(huán)境的性能優(yōu)化

Vsphere體系對(duì)性能的管理是基于資源池的，一個(gè)獨(dú)立的ESXi Server或者一個(gè)集群就可以看做一個(gè)跟資源池。資源池通過將獨(dú)立主機(jī)或群集的資源細(xì)分到更小的池中，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的管理工作并提高了靈活性。資源池是用來(lái)容納虛擬機(jī)的容器，配置有一組CPU和內(nèi)存資源，供該資源池中運(yùn)行的虛擬機(jī)共享。資源池的一般用法是，將對(duì)一組精確指定的資源的控制權(quán)指派給一組或一個(gè)用戶，但不授予他們對(duì)底層物理環(huán)境的訪問權(quán)。

圖5 －1 集群和資源池概念示意圖

資源池的資源分配也可以動(dòng)態(tài)變更，這一特性對(duì)工作負(fù)載不斷發(fā)生波動(dòng)的企業(yè)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)非常有利。例如，可以將一個(gè)多層SAP安裝包配置為單個(gè)資源池中的若干聯(lián)網(wǎng)虛擬機(jī)。如果預(yù)計(jì)將出現(xiàn)SAP活動(dòng)高峰期，系統(tǒng)管理員只需為SAP資源池分配更多的CPU和內(nèi)存即可，而不必逐個(gè)調(diào)整各個(gè)SAP虛擬機(jī)的資源分配。資源池靈活的分層結(jié)構(gòu)使用戶能夠在業(yè)務(wù)部門之間輕松協(xié)調(diào)可用的IT資源。各業(yè)務(wù)部門可以采用專用基礎(chǔ)架構(gòu)，同時(shí)仍然能夠受益于資源池的高效性。

綜上所述，通過VMware虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合，可以提高服務(wù)器資源的使用率，提高業(yè)務(wù)的連續(xù)性方便管理以及為將來(lái)新應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)提供一個(gè)靈活的資源使用平臺(tái)，提高IT運(yùn)維服務(wù)水平。

The Application of Virtual Technol ogy in Ca mpus Net wor k Syste m

GE Jin－long

（Tianjin Engineering Vocational Technical College，Tianjin，China 300280）

Data processing in increasing with the develop ment of college．Virtualized consolidation is an effective solution to manage the applied system and related data．

virtualization technology；campus net work

TP393

A

1673－582 X（2012）08－0088－04

2012－05－29

葛金隆（1976－），男，天津工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心從事學(xué)院網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)工作，負(fù)責(zé)校園一卡通系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、圖書系統(tǒng)、檔案系統(tǒng)、中油財(cái)務(wù)系統(tǒng)、中油公文、ERP及HSE系統(tǒng)的運(yùn)維工作。