鄧小爭 歐汝鵬

（湛江中心人民醫(yī)院 廣東 524037）

0 引言

數據中心是數據集成的 IT應用環(huán)境，數據中心為應用系統(tǒng)、數據平臺以及集成平臺等提供運營環(huán)境。此外，數據中心還可將服務器、網絡機房等應用系統(tǒng)的基礎設施和基礎場所涵蓋其中。數據中心還是數據存儲的倉庫，可保障數據的高效運行。而隨著信息存儲量的加大，網絡空間較為密集和混亂，數據中心的網絡基礎受到挑戰(zhàn)，數據中心虛擬化技術應運而生，為這一問題的解決提供了可行性途徑。

1 數據中心面臨的挑戰(zhàn)

1.1 來自于能源消耗的挑戰(zhàn)

某公司曾開展過這樣一項調查：調查的主體是網絡信息主管，調查的內容是數據中心面臨的困難和挑戰(zhàn)。調查結果顯示，70%以上的網絡信息主觀認為數據中心面臨的最大的挑戰(zhàn)和困境就是能源消耗問題，現階段能源消耗占 IT整體預算的 50%左右。相關調查研究顯示，80%的受訪者認為信息主管要優(yōu)先考慮數據中心的能源消耗問題。由此可見，能源消耗問題是困擾網絡信息主管和大部分受訪者的主要問題，也是數據中心面臨的重大困境。通過調查和分析我國現階段的數據中心運營情況，發(fā)現電力消耗的費用占據數據中心成本的七成以上，而這其中大部分消耗為空調消耗。這是因為獨立的服務器存在過多，而獨立的服務器數量增多必然會造成服務器的業(yè)務量增多，加大能耗量，從而增加了網絡運行的成本。

1.2 來自于業(yè)務和數據數量上的挑戰(zhàn)

隨著網絡和信息技術的發(fā)展，數據中心和應用系統(tǒng)的建設越發(fā)廣泛，應用系統(tǒng)進行數據處理的業(yè)務和數據的數量也成上升趨勢。與此同時，各部門對數據保存的期限還有一定的限制，大部分數據的保存期限較長，有些數據甚至要保存幾十年以上。這樣龐大的數據存儲量，再加上不斷增長的業(yè)務量必定為數據中心的工作帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)。

1.3 來自數據中心利用效率上的挑戰(zhàn)

數據應用系統(tǒng)基本上都是以單獨的服務器形式運行的，很多服務器在購置后沒有得到充分的利用而一直被閑置起來，導致整個應用系統(tǒng)的利用效率低下。以高校的數據應用系統(tǒng)為例，高校數據應用系統(tǒng)使用頻率最高集中在新學期伊始和學期結束這兩個階段內。新學期開始時需要使用校園的教務系統(tǒng)和財務系統(tǒng)辦理收取學費及入學的各項事宜，在學期末需要對學生的成績及各方面進行總結。但在其他的時間段內，校園的官方網站或應用系統(tǒng)卻是異常的冷清，訪問量較低甚至是無人訪問。相關研究資料顯示，傳統(tǒng)的數據中心應用系統(tǒng)的使用頻率在兩成左右，而只有兩成的使用頻率導致服務器無法與其他應用程序形成資源和信息的傳遞及共享。這樣不僅大大減小了資源的有效利用率，還增加了能源消耗的開支。

1.4 來自服務器故障上的挑戰(zhàn)

數據中心的服務器以獨立的形式存在，導致硬件、操作系統(tǒng)以及數據應用平臺等經常出現故障。一旦出現故障就要在第一時間進行維修，以免影響用戶的正常使用。這就對運行維護的工作人員提出了要求，要求運行維護工作人員必須定期對服務器進行檢修，并對應用系統(tǒng)、應用平臺以及計算機的硬件進行病毒查殺。運行維護人員還要在第一時間對故障進行維修，但需要注意的是，就算維護人員努力搶修了故障，系統(tǒng)的恢復仍需要一段時間。

2 虛擬化技術簡述

虛擬化技術能夠將物力資源的復雜性進行屏蔽的技術，在進行屏蔽時要利用映射或抽象的方式。虛擬化技術將網絡基礎設施的管理變得更加簡單化，與此同時，虛擬化技術與應用技術具有一致性的發(fā)展步伐，超出了數據中心技術的物理局限性，對異構平臺管理困難、數據中心資源利用率低下等問題有一定的解決效力。虛擬化技術將各服務器的硬件資源重新整合在一起，形成一個資源集合系統(tǒng)，為不同的虛擬機做調動使用。通過利用虛擬技術，一臺服務器可以虛擬出多臺計算機。從多臺計算機中調取各自需要的資源和數據更加便捷，將調取的資源進行整合可提高硬件資源的利用效率，從而控制了設備的整體投入成本，節(jié)約了設備開支。

從現階段服務器虛擬化技術市場上的呈現的主流產品形式上來看，主要有以下三種主流產品在服務器虛擬化技術市場上占據主體地位，即：VMware（威睿）、Citrix（思杰）與Microsoft（微軟）。而實際應用中選擇哪種虛擬產品還需用戶結合自身的需求和應用現狀。從虛擬產品的成本上來看，思杰是以 Xen為基礎的免費的、全面的、易管理的虛擬化系統(tǒng)管理平臺。思杰也被業(yè)內認為是速度最快、安全性最高的虛擬化軟件技術，可對Windows系統(tǒng)進行高效的管理。VMware這一虛擬化管理平臺中的管理服務器和控制臺都需要用戶進行購買，在成本上花費相對較大。從虛擬化技術在存儲集成方面，VMware的存儲方式通常是有專門的虛擬機文件，思杰對存儲系統(tǒng)的要求沒有過于苛刻，而是可以直接使用該虛擬技術的存儲系統(tǒng)，利用其原始能力進行文件共享、資源共享等活動。思杰從某種使用意義上來說更適用于校園網數據中心進行虛擬化應用管理。

3 數據中心虛擬化技術的研究和實現價值

3.1 虛擬化技術降低了能源消耗

現階段，數據中心普遍存在這樣一個尷尬的局面：買得起設備，耗不起電。而虛擬技術可以將物理機轉化成功能設備完備的虛擬機，這樣一來，一臺單獨的虛擬機可以在同一硬件上同時實現對多個操作系統(tǒng)進行操作和應用。這樣集中的管理方式可減少服務器的數量，服務器數量減少了，相應的能源消耗狀況就得到了緩解。從而可以降低電力資源消耗的成本，減少了能源消耗所產生的費用。此外，利用虛擬化技術還可有效的降低軟硬件的成本。將多種資源和應用系統(tǒng)整合在一起，每臺服務器安裝的虛擬化技術均有所差異，在操作系統(tǒng)及應用夫婦等方面都是獨立存在的個體，這樣的管理就像是在使用一臺真正的服務器進行現實的管理，更加真實可靠。

3.2 虛擬化技術可有效的提高服務器的工作水平

數據中心虛擬化技術可對應用系統(tǒng)的基礎設施進行布控，在數據管理系統(tǒng)中，運行維護人員可集中多方資源、服務器和存儲設備，進行統(tǒng)一的管理。在安裝虛擬機后，可對計算機的內存等硬件進行觀察和調整。集中式的管理方式代替了傳統(tǒng)的單項管理，可避免單項管理重復操作的弊端，在一定程度上降低了管理工作的任務量和工作量，從而提高了服務的質量和水平，完善了管理效果。

3.3 虛擬化技術可提高應用系統(tǒng)的利用效率

數據中心虛擬技術將一臺物理機器上一個操作系統(tǒng)變?yōu)橐慌_物理機器上多個操作系統(tǒng)，這樣一來，閑置的管理系統(tǒng)被充分地利用起來，如果有應用系統(tǒng)是閑置的，就會自動切斷電路，停止電力的供應。如此一來，虛擬化技術將不常用的、利用頻率較低的應用系統(tǒng)的利用率提高了，自然就節(jié)省了資源，節(jié)約了成本。

3.4 虛擬技術可降低維護成本

由于虛擬化技術具有整合作用，管理員通過集成管理實現資源的聚合、存儲及共享。這樣一來，一旦發(fā)現數據中心和應用系統(tǒng)上存在故障就可以通過集中精力解決一臺機器上的故障，繼而解決整個系統(tǒng)的故障，縮短了故障的解決時間，提高了維護效率，降低了維護成本。

4 結束語

數據中心為數據資源的集成、共享和傳遞提供了便捷，即使數據中心仍受到來自能源消耗、業(yè)務數量、利用效率以及服務器故障等方面的挑戰(zhàn)，但虛擬化技術的研究和發(fā)現就為數據中心提供減少能耗、提高服務器應用水平、提高利用效率以及降低維護成本提供了途徑，使數據中心的發(fā)展朝著更加高效、節(jié)能、環(huán)保的方向邁進，為數據中心建設提供了更加寬闊的發(fā)展市場。

[1]馬玉芳.數據中心虛擬化技術的應用與發(fā)展[J].中國報業(yè).2014.

[2]楊健，陳春玲，歐陽志友.數據中心虛擬化技術的 TCP性能分析與研究[J].計算機技術與發(fā)展.2012.

[3]張偉哲，張宏莉，張迪等.云計算平臺中多虛擬機內存協同優(yōu)化策略研究[J].計算機學報.2011.

[4]溫少君，陳俊杰，郭濤.一種云平臺中優(yōu)化的虛擬機部署機制[J].計算機工程.2012.

[5]朱團結，艾麗蓉.基于共享內存的Xen虛擬機間通信的研究[J].計算機技術與發(fā)展.2011.