【摘要】計算機機房作為計算機基礎等多門課程的教學實施和課程實踐場所，各種計算機軟件和硬件故障等問題給傳統(tǒng)的計算機機房的管理帶來了挑戰(zhàn)，應用VMware能有效改進機房的使用和管理。

【關鍵詞】機房管理;虛擬機

引言

計算機機房作為計算機基礎等多門課程的教學實施和教學實踐場所，其使用大大提升了教學效果。可是使用頻率過高，硬件升級換代較慢，各種計算機軟件和硬件故障等問題給傳統(tǒng)的計算機機房的管理帶來了挑戰(zhàn)，如何應用新興的虛擬化技術改進計算機機房管理是一個值得深入研究的課題。

1.當前計算機機房使用和管理現(xiàn)狀分析

當前，我們學校機房在實際的使用和管理中，還是存在以下問題。

1.1 機器啟動頻率過高，超負荷運載。

由于學校機房承擔了《計算機基礎》、《VB程序設計基礎》、《信息化安全保密》等多門課程的教學和實踐任務。每個學期有限的幾個機房要承擔幾十門次的課程任務，計算機機房長期超負荷運載。一般家用臺式機使用壽命是5-8年，機房機器的使用壽命應該遠遠低于這個值，一般需要三年更新一次硬件配置。[1]而我校的實際情況是2007年配置安裝的電腦機房一直沿用至今，雖然每年都通過硬件檢修配換的方式進行維護，可是還是經(jīng)常由于計算機老化的原因造成機器故障，影響正常教學的進行。

1.2 硬件兼容性和硬盤保護帶來的問題

我們學校機房采用的是聯(lián)想電腦，配套有聯(lián)想的硬盤保護和同傳系統(tǒng)。聯(lián)想的同傳系統(tǒng)要求硬件檢測，主板硬盤等硬件型號必須一致才能完成同傳。這就要求每次機器硬件故障都必須聯(lián)系聯(lián)想公司的維修人員上門服務，機房管理人員不敢輕易動手檢測維修。這大大延長了機器故障的維修周期，耽誤正常教學。硬盤保護系統(tǒng)雖然能起到保持計算機機房系統(tǒng)的穩(wěn)定性的作用，可影響正常教學，如學員在上課作業(yè)過程當中，由于機器故障電腦藍屏或者重啟，作業(yè)難以保存，需要重頭做起。我們當前一般采取考試時候取消硬盤保護系統(tǒng)，考試完成再重新恢復，這樣大大增加了機房管理難度。

1.3 軟件上難以完成教學實踐的需求

由于教學需要，機房電腦上一般都安裝了windows操作系統(tǒng)，office辦公軟件、圖形圖像處理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、和VB、C語言等軟件，此外還安裝了教學管理軟件。由于有些軟件相互不兼容，需要多次采用網(wǎng)絡同傳進行系統(tǒng)維護。此外由于硬盤保護的原因，很多教學實踐沒法進行。如進行操作系統(tǒng)教學時，學員無法完成操作系統(tǒng)或者是應用軟件的安裝操作。

針對上述機房管理中存在的問題，我嘗試采用VMware虛擬機技術來解決。

2.虛擬機技術介紹

虛擬機技術是當代最激動人心的科學成就之一[2]虛擬機最大的優(yōu)點就是能實現(xiàn)資源的重復利用，當前，虛擬基礎架構可以使X86服務器的資源利用率從原來的5%-15%提高到60%-80%，并且在短短幾十秒的時間里就可以完成新的應用程序的資源調度[3]虛擬機技術是從邏輯上而不是從物理角度來進行資源的分配。對于使用者來說，虛擬機技術實現(xiàn)了計算機硬件和軟件的完全分離。用戶不需考慮硬件的具體實現(xiàn)，而只需要在虛擬層面上運行自己的系統(tǒng)和軟件，并且這些系統(tǒng)和軟件在運行時，跟實際的物理平臺和物理資源是隔離的。通過在一臺物理計算機上安裝虛擬化管理軟件，就可以在虛擬化軟件上安裝多個操作系統(tǒng)，每個操作系統(tǒng)相互獨立，互不影響，這和傳統(tǒng)的在單獨電腦裝幾個操作系統(tǒng)，但是同時只能運行其中某一個操作系統(tǒng)是完全不同的。

虛擬機通過在傳統(tǒng)計算機的硬件和操作系統(tǒng)（OS：Operating System）中間插入了一個新的軟件層，也就是虛擬機監(jiān)視器（VMM：Virtual Machine Monitor，也稱為Hypervisor）。VMM可以模擬出多個虛擬機（VM：Virtual Machine），在每個VM上就可以安裝運行不同的操作系統(tǒng)，我們把這些OS稱作Guest OS，區(qū)別于傳統(tǒng)的、直接運行于硬件之上的OS。VMM為每個VM提供保證一定質量的資源（如CPU時間、內存、網(wǎng)絡帶寬等），VM之間完全隔離和獨立，這種服務質量保障能力和安全隔離能力給虛擬機技術帶來了強大生命力。

圖1 虛擬機系統(tǒng)結構圖

3.虛擬化技術在機房使用和管理上的具體實施應用

根據(jù)學校機房的特點和實際實踐，決定使用VMware workstation虛擬機技術，因目前機房都有硬盤保護系統(tǒng)。故本方案實施時，結合使用聯(lián)想的網(wǎng)絡同傳傳輸功能和硬盤保護功能。 實施步驟如下：

3.1 在機房任意選擇一臺電腦，劃分出一個80G左右的C盤，重新安裝windows XP操作系統(tǒng)，裝好教學軟件。然后在windows XP操作系統(tǒng)上安裝VMware workstation。根據(jù)需求，虛擬出一個虛擬機，在虛擬機上安裝好windows XP操作系統(tǒng)（即Guest OS），然后在Guest OS上安裝上課所需其他應用軟件。然后安裝好VMware tools ，讓虛擬機可以跟宿主機進行通信。然后把應用程序的安裝文件從宿主機上拷貝到虛擬機上。同理，可以根據(jù)需求虛擬出多個虛擬機，分別安裝windows7、Linux、windows server 2003等多個操作系統(tǒng)。還可以準備一個系統(tǒng)安裝的鏡像文件，提供學生進行操作系統(tǒng)安裝的實踐操作。

3.2 給宿主機做好硬盤保護，然后利用聯(lián)想的同傳系統(tǒng)分發(fā)給所有學生機，這樣每個學生機可以在宿主機操作系統(tǒng)上啟動VMware平臺，然后根據(jù)需要加載不同的Guest OS，也可以自己新建虛擬機，然后根據(jù)鏡像文件重新安裝操作系統(tǒng)和相關的應用軟件。

4.虛擬化技術優(yōu)點分析

4.1 充分發(fā)揮已有硬件效率

虛擬機能獨立于宿主機的硬件，能充分利用現(xiàn)有硬件資源，在機房更新?lián)Q代不及時的情況下，讓已有的硬件條件滿足教學需求。同時，每個學生都能在宿主機上使用自己獨立的虛擬機，不需要多次重復開關電腦，能延長電腦使用壽命。

4.2 避免軟件沖突

由于同一宿主機上的每個虛擬機相互獨立，在每個虛擬機上安裝不同的操作系統(tǒng)和應用軟件，根據(jù)教學需求選擇不同類型的虛擬機，能有效避免在同一電腦上安裝不同應用軟件帶來的軟件沖突。如不同類型的數(shù)據(jù)庫安裝。同時在宿主機上安裝保護系統(tǒng)，虛擬機的創(chuàng)建和刪除都不影響宿主機的穩(wěn)定性，能大大減少機房維護的成本。

4.3 能增加學生的實踐操作能力

在宿主機上通過硬盤保護，起到對宿主機系統(tǒng)穩(wěn)定的保護作用，而不同學生。而學生在虛擬機上的操作不會影響宿主機，這樣很多傳統(tǒng)機房應用中學員難以完成的實踐操作，如操作系統(tǒng)的安裝，應用軟件的安裝與刪除等都能在虛擬機上完成，能有效增強學員的實踐操作能力。

5.小結

虛擬機技術可以在一臺計算機上模擬出多臺虛擬計算機，方便工作的開展，提高現(xiàn)有機器硬件的使用效率，減輕了計算機機房管理人員的工作負擔。虛擬機技術在計算機機房中的應用可以方便學生對操作系統(tǒng)進行更改，降低機器癱瘓和機器受損問題的發(fā)生。虛擬機技術能有效改進計算機機房的使用和管理。

參考文獻

[1]催煒榮.桌面虛擬化在高校公共機房中的應用探討[J].電子世界，2012（6）：8-9.

[2]Roscnblum M，Garl'mkel T.Virtual Machine Monitors： Current technology and future Trends[J].Computer， 2005，38（5）：39-47.

[3]李群明.服務器虛擬化技術在高校數(shù)據(jù)中心的應用[J].邯鄲職業(yè)技術學院學報，2009，22（3）：56-59.

作者簡介：程容斌（1981—），男，湖南武岡人，研究生，講師，主要研究方向：計算機教學。