李光助

（空軍第一航空學院圖書館，河南信陽464000）

軍校圖書館服務器虛擬化設計與實現(xiàn)
——以空軍第一航空學院為例

李光助

（空軍第一航空學院圖書館，河南信陽464000）

虛擬化技術是云計算時代核心技術，以空軍第一航空學院圖書館為案例，分析了館內(nèi)服務器基本情況，提出了搭建服務器虛擬化平臺的設計方案，并完成了完整的實現(xiàn)過程，包括服務器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化等環(huán)節(jié)，最后總結了這種方案的主要性能特點。

高校圖書館；服務器虛擬化；系統(tǒng)架構

虛擬化技術是云計算時代核心技術。隨著計算機處理計算能力和容量不斷增加，服務器虛擬化成為普遍發(fā)展趨勢。近些年，國內(nèi)外圖書館界開始對虛擬化技術理論進行研究，在維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫中，以“圖書館虛擬化”和“圖書館服務器虛擬化”作為題名或關鍵詞進行模糊檢索，得到檢索結果分別為19篇、16篇；在檢索結果中，加入限定條件題名或關鍵詞為“軍校圖書館虛擬化”和“軍校圖書館服務器虛擬化”，得到的檢索結果分別為0篇、0篇。由此可見，與軍外圖書館相比，軍校圖書館的圖書館虛擬化技術起步較晚，停留在起步階段。

圖書館是我院航空裝備保障信息資源存儲和利用中心，隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，圖書館資源電子化、信息化、數(shù)字化趨勢越來越明顯。伴隨電子資源數(shù)據(jù)海量增加，對服務器質量和數(shù)量要求都有不同增加。新服務器不斷購買，但不能充分利用；老舊服務器又不斷面臨淘汰；維護管理龐大繁瑣，問題經(jīng)常出現(xiàn)。依靠傳統(tǒng)運維方式很難適應學院教學裝備保障資源發(fā)展需求。

1.基本情況

圖書館目前擁有服務器11臺。新舊交替，型號各異，性能不同，應用服務不同，管理和維護不便。服務器資源不能有效利用。具體情況如表1所示：

表1 圖書館服務器分布表

thinkserver RD650、thinkserver RD630、thinkserver RD440屬于近兩年新購產(chǎn)品，配置較高，但運行服務較少，資源浪費嚴重。

dell poweredge 750、HP Proliant DL120 G6、聯(lián)想萬全 R510、HP storageworks x1600、Dell poweredge R720服務器使用年限較長，型號雜亂，運行服務較亂，但存儲空間較大。

經(jīng)過分析論證，選用性能穩(wěn)定、產(chǎn)品成熟的VMware公司的vmware vsphere產(chǎn)品通過規(guī)劃重新部署服務器，以此轉變現(xiàn)有運作和管理模式和狀態(tài)，更好地為學院裝備保障教學和科研提供資源支撐。

2.架構設計

整體構思：thinkserver RD650、thinkserver RD630、thinkserver RD440上安裝配置EXSI平臺；聯(lián)想萬全R510上安裝配置vCenter服務，dell poweredge 750上安裝數(shù)據(jù)庫和域控制器。其他做存儲。在此基礎上實現(xiàn)服務器的虛擬化。

具體實現(xiàn)過程包括：服務器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡虛擬化。具體操作過程：配置ESXI主機；配置vCenter server；配置數(shù)據(jù)庫服務器；安裝vshere client；安裝active directorydomain。

數(shù)據(jù)遷移方法：采取虛擬遷移同步進行方法，逐步將現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源轉移到虛擬網(wǎng)絡存儲上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整遷移并正常運行。

3.架構的實現(xiàn)

3.1 服務器虛擬化

為了虛擬化過程中實現(xiàn)原服務器數(shù)據(jù)完好轉移，先在新購置的thinkserver RD650服務器上安裝ESXI主機，實現(xiàn)平臺虛擬化。ESXI主機是虛擬機運行在上面的底層操作系統(tǒng)，它負責將物理服務器上的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡、存儲空間等資源虛擬給多個虛擬主機使用[1]，ESXI是VMware vSphere的最底層最核心組件。通過安裝ESXI系統(tǒng)配置服務器主機，為服務器虛擬化提供基礎保障。

3.2 部署openfiler，實現(xiàn)存儲虛擬化

存儲虛擬化，簡單地說，就是將一個或多個存儲設備整合成一個容量很大的存儲空間，并統(tǒng)一地對外提供便捷的存儲功能服務[2]。通過存儲虛擬化可以將多個存儲連接在一起，實現(xiàn)資源整合和共享。為虛擬化平臺提供存儲保障。選擇兩臺HP storageworks x1600服務器并將資源轉移到已經(jīng)完成虛擬化的主機中的本地存儲中，然后采用免費的openfiler對這兩臺服務器進行部署。openfiler是一種基于瀏覽器的免費網(wǎng)絡存儲管理程序，可以提供基于文件的網(wǎng)絡連接存儲(NAS)和基于塊的存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)[3]。它是進行服務器存儲的一大利器。安裝部署openfiler服務，實現(xiàn)存儲虛擬化。完成后實現(xiàn)虛擬化主機和存儲之間的對接。并將thinkserver RD630、thinkserver RD440服務器上數(shù)據(jù)遷移到該平臺中，完成最后兩臺服務器主機的虛擬化工作。后對其他計劃存儲的服務器存儲虛擬化，并將其他資源數(shù)據(jù)分別轉移到存儲服務器中，完成服務器虛擬化和存儲虛擬化工作。

3.3 配置vCenter server和active directorydomain

vCenter提供對于多臺ESXI主機的管理并提供附加功能。將聯(lián)想萬全R510上少量數(shù)據(jù)遷移到虛擬化存儲中，并安裝vCenter服務，實現(xiàn)對其他ESXI主機的連接和管理。配置好active directory domain域控制器，提供對虛擬化機器的域名管理。

3.4 安裝vsphere client

連接到vCenter server或者直接連接到ESXI主機上對環(huán)境進行管理。在dell poweredge 750上安裝該客戶端，便于管理。

3.5 網(wǎng)絡虛擬化

完成后進入vCenter中心，配置虛擬交換機，通過ISCSC網(wǎng)絡互聯(lián)互通，為多臺vCenter server提供集中化管理。在兩臺已經(jīng)實現(xiàn)虛擬化的ESXI主機上創(chuàng)建分布式交換機，構建網(wǎng)絡環(huán)境。通過設置VLAN和物理網(wǎng)卡實現(xiàn)不同應用的分離管理。每臺EXSI主機分配多個千兆或萬兆網(wǎng)卡，用于EXSI主機的網(wǎng)管和vMotion以及業(yè)務系統(tǒng)的使用，以及EXSI主機與存儲的連接。完成ESXI主機和虛擬化存儲之間的連接。基本實現(xiàn)部分服務器的虛擬化任務。

所有工作完成后在一臺ESXI主機上新建一臺虛擬機，安裝VmwareDataProtection鏡像，對虛擬機進行備份。在EXSI Server上設置集群，設置目標虛擬機的負載：CPU利用率在30%、內(nèi)存50%、硬盤空間79%左右。完成應用遷移。啟用vMoiton和DRS功能，實現(xiàn)虛擬機資源動態(tài)管理和應用故障的在線自動遷移。

由于實現(xiàn)圖書館虛擬化是在原有已購服務器的基礎上實現(xiàn)，新購服務器存儲空間較大，為了避免浪費空間，節(jié)省人力物力和財力，在實現(xiàn)虛擬化后采用本地存儲和網(wǎng)絡存儲共存的方式實現(xiàn)。因此虛擬化中的部分功能如Vmotion等可能部分實現(xiàn)，并不能完全實現(xiàn)，這是其局限性。整合后的服務器如表2。

實現(xiàn)虛擬化后，為了最大化利用資源，具有更好的用戶體驗，將主要Iis服務集中在一臺或幾臺虛擬機中，資源存儲在其他地方，實現(xiàn)服務和資源的分離。為vmotion實現(xiàn)和運行提供條件，增強系統(tǒng)運行可靠性和管理的可操作性。

4.性能分析

圖書館是學院信息資源中心，數(shù)據(jù)存儲、安全和利用非常重要。傳統(tǒng)技術管理服務器會造成很大安全隱患，造成資源極大浪費。云計算時代，虛擬化技術發(fā)展成為圖書館服務器管理和運行中的發(fā)展趨勢。通過虛擬化平臺，充分調(diào)動信息資源的管理和利用，提升服務學院裝備保障資源能力和水平，發(fā)揮圖書館作為學院信息資源存儲中心的地位。圖書館服務器虛擬化后，主要功能有5個。

4.1 對傳統(tǒng)圖書館服務器運行模式的突破

服務器虛擬化的核心內(nèi)容是對物理資源的抽象，采用虛擬化平臺將一臺物理機或多臺物理機抽象為一個邏輯資源池。在這些邏輯資源上新建虛擬服務器。虛擬化不受物理環(huán)境約束，將cpu、內(nèi)存、網(wǎng)卡、存儲、I/O等硬件抽象為資源，供虛擬服務器使用。突破了原有硬件資源物理結構限制，使得硬件資源使用透明化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源的合理動態(tài)分配[4]。

4.2 對傳統(tǒng)圖書館服務器管理維護方法的突破

通過虛擬化客戶端可直接管理數(shù)臺服務器，簡化整合服務器部署和管理，節(jié)省管理成本，提高工作效率。為優(yōu)化學院裝備保障資源配置和提升保障服務質量水平提供強大簡潔的技術支撐。

4.3 提升系統(tǒng)運維安全性

虛擬化平臺是將多臺獨立的物理機抽象為一個資源池，當組成這個資源池的某臺物理機出現(xiàn)故障，不會影響資源池的運行，做到零宕機遷移、災難備份和快速恢復。提高服務器為裝備保障服務的穩(wěn)定性和安全性。[5]

4.4 節(jié)省資源開支

虛擬化建設在資本投入、運營成本和其他成本方面都比傳統(tǒng)建設更具優(yōu)勢，總擁有成本節(jié)省近1/3。如節(jié)省機房空間、ups、能耗、空調(diào)以及人力等。促進圖書館為航空裝備保障信息化建設水平提升一個新臺階。

4.5 示范和帶動作用

目前各軍校圖書館實現(xiàn)虛擬化管理較少，通過部署虛擬化平臺在軍校圖書館可以起到示范和帶動作用。

5.結語

虛擬化新技術在實施過程中有一定困難，如在多種不同類型服務器情況下如何有效規(guī)劃和整合，如何克服館內(nèi)目前不同型號服務器的異構和差異部署虛擬化平臺。做好圖書館虛擬化需要從多方面入手，事先對現(xiàn)有服務器進行統(tǒng)計摸底，采用科學方法，勾畫服務器運行管理模式；選擇合適的實施虛擬化方案，適時開展圖書館服務器虛擬化，完成虛擬化的部署和運行。

[1]徐輝．服務器虛擬化在數(shù)字化校園建設中的應用[J].太原師范學院學報(自然科學版),2015,(12)：39-44.

[2]羅敏,王淑艷.高校信息中心服務器虛擬化方案研究[J].電子技術與軟件工程，2016 ，(11)：10-11.

[3]馬玉芳.基于Openfiler存儲服務器實現(xiàn)XenServer資源池的存儲共享[J].數(shù)字技術與應用，201 6 ，(3)：47-49.

[4]肖奎，吳天吉.虛擬化技術在高校圖書館的應用[J].軟件導刊，2016 ，(7)：143-145.

[5]孫國強.服務器虛擬化平臺設計與實現(xiàn) [J].信息系統(tǒng)工程，2016，(6)：112-113.

TP393

A

1671-5136(2017)02-0138-03

2017-05-28

李光助（1976-），男，河南固始人，空軍第一航空學院訓練部講師、碩士。研究方向：網(wǎng)絡技術。