摘 要：隨著高校應用系統(tǒng)的不斷增多，需要的服務器數(shù)量也越來越多，這就帶來了服務器管理復雜、資源利用率低等問題。在研究了大量服務器虛擬化部署方案之后，結合我院服務器應用現(xiàn)狀，為我院制定了一套服務器整合方案并實施。實踐表明，虛擬化能夠提高物理服務器和存儲設備的利用率，節(jié)約硬件成本，方便管理、維護與升級。

關鍵詞：虛擬化；服務器整合；數(shù)字校園

中圖分類號：TP393

隨著高校教育信息化水平的不斷提高，應用系統(tǒng)不斷增多，需要管理的服務器也越來越多。為保證各應用系統(tǒng)的正常運行，各類服務器一般采用集中管理、獨立運行模式，其目的是避免各系統(tǒng)之間存在的不兼容引起的沖突。由此產(chǎn)生的問題是，一方面隨著越來越多的信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，按照傳統(tǒng)做法，將會需要越來越多的服務器，需要增加大量的成本開銷。另一方面，由于傳統(tǒng)方法一個應用一臺服務器，服務器資源利用率低，大量服務器資源被閑置。虛化技術可以避免傳統(tǒng)服務器的架構管理模式帶來的弊端。通過整合整個生產(chǎn)環(huán)境中的物理資源，再通過功能強大的管理中心對整個生產(chǎn)環(huán)境中的所有資源實現(xiàn)統(tǒng)一的管理和調(diào)度，提高硬件資源利用率和降低管理成本。

1 基于虛擬化技術構建數(shù)字化校園平臺

虛擬化是對物理資源的抽象化處理。一種是物理資源的多個邏輯表示，可以利用虛擬化軟件在一臺物理機上虛擬出多個虛擬機，這些虛擬機可以共享這臺服務器的CPU、內(nèi)存、硬盤等資源，而虛擬機對于用戶來說和實體機器幾乎完全一樣。另一種是多個物理資源的單一邏輯表示，即將分離的單個資源按類型集中在一起，然后以一種抽象形式交付給用戶使用。虛擬化意味著打破資源提供者和使用者之間的硬編碼連接，當用戶提出新的應用需求時可以快速提供服務器及存儲資源。虛擬化技術可以讓用戶不需要將精力放在服務器的購買上，只需要根據(jù)應用系統(tǒng)所需的資源配置相應的虛擬機，在虛擬機上安裝自己的系統(tǒng)和軟件，而各個虛擬中的系統(tǒng)和軟件運行是獨立的。通過對應用服務的資源整合和統(tǒng)一管理，虛擬化技術可以解決當前高校數(shù)據(jù)中心建設中出現(xiàn)的一些問題。

1.1 傳統(tǒng)的服務器架構

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，一個網(wǎng)絡應用對應一臺物理服務器。當網(wǎng)絡應用不斷增多時，所需要部署的物理服務器也越來越多，隨之帶來的是使用空間、硬件成本、機房能耗、環(huán)境代價及管理成本等問題；同時，服務的利用率也很低，造成了硬件資源的極大浪費。也有將多個網(wǎng)絡應用部署在一臺服務器上使用的，這樣做可以在一定程度上降低采購成本和管理成本，但是當服務器或者是某一網(wǎng)絡應用出現(xiàn)問題時，會波及到該硬件節(jié)點上所有的服務，造成更大的故障和損失。

1.2 基于虛擬化的服務器架構

服務器虛擬化能夠解決傳統(tǒng)服務器架構的結構性缺陷。在虛擬化技術中，將一個服務器硬件看成是多個邏輯的硬件的組合，操作系統(tǒng)則是運行于這些虛擬的邏輯硬件之上，然后在操作系統(tǒng)中實現(xiàn)單一或一組相關的服務。這樣對于網(wǎng)絡用戶來講，他們看到的是建立在獨立的操作系統(tǒng)上的系列網(wǎng)絡服務；對于操作系統(tǒng)來講，它與物理硬件是分開的，從而提高了IT資源利用率和靈活性。如圖1所示，底層是資源池，借助于虛擬化技術，可以虛擬化出多個虛擬機，每個虛擬機看起來就像是一個獨立的物理機器一樣，有自己的操作系統(tǒng)（如windows、linux等），有自己的內(nèi)存、CPU、網(wǎng)卡及硬盤等，但實際上它們可能位于同一臺物理機上。

圖1 虛擬化示意圖

通過虛擬化技術，將基礎架構資源池化并打破一個應用一臺物理服務器的藩籬，提升資源利用率，大大減少物理服務器的數(shù)量，節(jié)約硬件成本。虛擬化可以提高IT管理人員的工作效率，使服務器的運行、維護、管理費用大大降低。虛擬化還可以提高業(yè)務連續(xù)性和應用可用性，以及讓災難恢復變得更加容易。同時，減少數(shù)據(jù)中心服務器的數(shù)量，可以從減少機房空間、能耗與制冷中獲益，降低成本。

然而，缺乏共享存儲的虛擬化是沒有意義的。因此實際應用中往往需要將服務器虛擬化與存儲虛擬化結合起來。那么什么是存儲虛擬化呢？所謂的存儲虛擬化，是指對硬件資源抽象化，以虛擬形式來表示它們。具體來講，是把多個存儲介質(zhì)通過一定手段集中起來，形成一個存儲資源池。用戶看不到具體的存儲介質(zhì)，也不必關心自己的數(shù)據(jù)存儲在哪一個具體的存儲設備。對存儲設備的管理也是集中化的，并根據(jù)需求為服務器提供透明的大容量、高性能數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇鎯ο到y(tǒng)。

2 我院服務器資源整合實現(xiàn)方案

本文結合我院目前服務器實際使用情況，給出了一種基于服務器虛擬化及存儲虛擬化的一種解決方案。

我院現(xiàn)有服務器20臺，其中有一半使用年限幾乎接近淘汰，如果全部更換，將需要巨大的硬件成本及空間成本，可考慮使用服務器虛擬化技術及共享存儲，來實現(xiàn)將多個應用部署到少量的服務器上去，由此可以大大降低硬件成本及提高安全性。采用VMware系列軟件技術，具體架構如圖2所示：

圖2 采用虛擬化技術的服務器架構

VMware虛擬化架構的基礎是ESXServer。它提供虛擬化環(huán)境中的處理器、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡和I/O資源，并被抽象為一個資源池，虛擬機可以從這個資源池中獲取所需資源，并且虛擬機和服務器硬件以及虛擬機和虛擬機之間是相互獨立的，互不影響。根據(jù)學校目前提供網(wǎng)絡服務狀況，將多個服務虛擬到2臺ESX服務器上。ESX服務器通過共享存儲來保證磁盤資源。

VirtualCenterserver類似一個邏輯的虛擬機池，用于管理學校內(nèi)部的虛擬機資源，能快速實現(xiàn)應用程序和系統(tǒng)服務的重配置和再分配，是整個虛擬化的管理核心。也可以通過vSphereClient實現(xiàn)對單個的ESXServer進行管理。

VMwarevMotion可以保障業(yè)務的連續(xù)性和高可用性。在不關機的情況下，可以將某個虛擬機遷移到另外一臺服務器上，這樣可以在不影響業(yè)務的前提下對ESX主機進行維護。

3 結論與展望

虛擬化技術所帶來的優(yōu)勢是明顯的。一是提高了服務器和存儲設備的利用率，實現(xiàn)了服務器的高可用性；二是可以實現(xiàn)異構整合，可在一臺服務器上虛擬不同類型的操作系統(tǒng)，便于維護和管理，從而降低硬件與軟件成本；三是可以實現(xiàn)虛擬機的動態(tài)可遷移性，遇到硬件故障或維護，可以進行快速的遷移、維護和升級，可以大大減輕數(shù)據(jù)維護人員的負擔。虛擬化技術不僅在服務器資源的整合方面有自己獨特的優(yōu)勢，對高校數(shù)據(jù)中心的數(shù)字資源及網(wǎng)絡架構的虛擬化也有重大的意義。

參考文獻：

[1]Zhi-pingLiu.AConstructionofVirtualNetworkBasedonVMwareSoftware[J].JournalofInnerMongoliaUniversity（ActaScientiarumNaturaliumUniversitatisNeiMongol），2007（01）.

[2]XiaokangTang.ApplicationofServerVirtualizationinCampusNetwork[J].ComputerEra，2009（02）.

[3]WeiminHuang.ResearchonDigitalLibraryConstructionBasedonServerVirtualization[J].ElectronicScienceandTechnology，2010（05）.

[4]Jian-huaZhao，ZhihuiHan.OntheStorageVirtualizationandServerVirtualization[J].ComputerKnowledgeandTechnology，2009（21）.

[5]QiongKang.DiscussiononStorageVirtualizationTechnology[J].JournalofYangtzeUniversity（NaturalScienceEdition）SciEngV，2010（03）.

作者簡介：李杰（1978.3-），男，河南禹州人，碩士學位，研究方向：計算機應用技術。