李 勇， 楊華芬

(曲靖師范學院 信息工程學院， 云南 曲靖 655011)

近年來，隨著高校信息化建設進程的加快，校園網(wǎng)內(nèi)增加了許多不同類型的信息管理系統(tǒng)，如教務管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)、OA辦公自動化系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)等。隨著教學管理與運行方式的改變，類似于目標考核管理系統(tǒng)、實驗教學平臺、學生宿舍管理系統(tǒng)等應用服務的需求也將增加，再加上教學對桌面環(huán)境、資料存儲與共享的應用需求，一所高校需要購置幾十臺專用服務器并建立專門的數(shù)據(jù)中心，才能滿足校園網(wǎng)內(nèi)用戶的多種需求。實現(xiàn)幾十臺服務器高效管理與運行，盡可能地減少運行維護成本、降低能耗、提高設備使用率、方便用戶使用，是建立數(shù)據(jù)中心的過程中需要解決的一個重要問題[1]。采用Vmware vSphere虛擬化技術(shù)對服務器進行虛擬化部署，可以很方便地進行服務器的日常管理和升級維護，能夠減少服務器日常管理運行成本和后期新增服務器的成本。對服務器進行虛擬化之后，管理員可以根據(jù)用戶需求從資源池中為用戶靈活分配CPU、內(nèi)存、存儲空間等硬件資源，既能夠更好地滿足用戶的需求，又能提高服務器的利用率[2]。除此之外，對服務器進行虛擬化構(gòu)建之后，還可以快速、方便地為用戶創(chuàng)建虛擬主機，為用戶提供遠程桌面環(huán)境。用戶通過遠程桌面登錄虛擬主機，即可部署各種應用環(huán)境，極大地方便了用戶的使用，是從技術(shù)上解決服務器高效管理與運行的有效方案[3]。

1 vSphere虛擬化技術(shù)簡介

市場上主流的虛擬化技術(shù)有VMware vSphere、RedHat KVM、Citrix XenServer、Hyper-V[4]。VMware vSphere虛擬化技術(shù)以其虛擬化程度高、跨平臺且兼容性強、存儲服務方式靈活等優(yōu)點而被廣泛使用[5]。

VMware vSphere提供了一整套用于對服務器資源進行統(tǒng)一配置、集中管理的虛擬化解決方案，主要由VMware Esxi、VMware vCenter、vSphere Client等幾部分組件構(gòu)成。其中，VMware Esxi是一款安裝在服務器上的linux版網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，是整個虛擬平臺的資源宿主機，主要用于支持虛擬網(wǎng)絡、存儲管理、內(nèi)存CPU資源調(diào)度等相關(guān)功能；VMware vCenter是一個強大的宿主機和虛擬機集中管理組件，是整個虛擬化平臺的控制管理中心；vSphere Client則是一個遠程登錄與管理的客戶端組件，可以為用戶登錄vCenter控制管理中心，或者直接登錄宿主服務器提供友好的可視化操作視圖。

2 虛擬化構(gòu)建

2.1 環(huán)境構(gòu)建

曲靖師范學院信息工程學院數(shù)據(jù)中心采用vSphere技術(shù)方案進行虛擬化部署，其環(huán)境建設的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)中心環(huán)境建設拓撲結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)中心的工作環(huán)境主要包括基礎運行條件、網(wǎng)絡運行環(huán)境、服務器集群和存儲器空間的擴展。

(1) 基礎運行條件。數(shù)據(jù)中心是整個教學資源存儲的中心，設備需要全年24小時開機運行，要求有穩(wěn)定的供電電源、空間恒溫恒濕、防靜電干擾，因此，對機房鋪設專用防靜電、防塵地板，安裝了機房專用穩(wěn)壓電源和艾默生DME12WT1精密空調(diào)。

(2) 網(wǎng)絡運行環(huán)境。為保證校園網(wǎng)內(nèi)的用戶可以高速訪問數(shù)據(jù)中心的資源，采用1 Gbit LAN光纖接入校園網(wǎng)絡，使用2臺DS300光纖通道交換機組成冗余光纖通道協(xié)議存儲區(qū)域網(wǎng)絡，用于保障數(shù)據(jù)中心服務器集群內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲速率和安全性。

(3) 服務器集群。使用數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的8臺服務器來構(gòu)建虛擬化平臺服務器集群，其中4臺為DELL T710塔式服務器，每臺有2個處理器插槽、8個型號為Intel Xeon E5506的2.13 GHz CPU、16 GB機身內(nèi)存、2 TB硬盤存儲空間；另4臺為HP ProLiant DL388 Gen9機架式服務器，每臺有2個處理器插槽、12個型號為Intel Xeon E5-2609 v3的1.9 GHz CPU、32 GB機身內(nèi)存、2 TG硬盤存儲空間。除此之外，8臺服務器中都配有4個網(wǎng)絡接口卡，為服務器連接網(wǎng)絡提供足夠的冗余接口。

(4) 存儲器空間的擴展。為了盡可能地給用戶提供更大的數(shù)據(jù)存儲與備份空間，同時又提高資源服務中心內(nèi)部主機之間數(shù)據(jù)交換與遷移的速率，在服務器機身提供的16 TB硬盤存儲空間的基礎上，添置有1臺型號為VNX5400的EMC統(tǒng)一存儲器，用于擴展存儲空間。VNX5400中安裝有21×400 GB企業(yè)級固態(tài)硬盤和4×1.2 TB機械硬盤，企業(yè)級固態(tài)硬盤和機械硬盤混合搭配使用，既保證了獨立存儲的空間，又保證了服務器到存儲設備之間的數(shù)據(jù)傳輸速率。

2.2 虛擬化步驟

基于虛擬化平臺構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的過程可以概括為以下個幾步驟。

步驟1:根據(jù)數(shù)據(jù)中心運行的服務器、存儲設備等對運行環(huán)境的要求，完成校園網(wǎng)的接入、光纖通道存儲區(qū)域網(wǎng)的構(gòu)建、空調(diào)及防塵防靜電地板等的安裝改造。

步驟2:在選擇的8臺服務器上安裝VMware Esxi 5.5，構(gòu)建服務器集群的宿主機，根據(jù)數(shù)據(jù)中心的IP規(guī)劃給服務器配置好網(wǎng)絡連接，使用其接入校園網(wǎng)和光纖通道存儲區(qū)域網(wǎng)，服務器的安裝部署過程可參考文獻[6]。

步驟3:將VNX5400存儲器載入宿主服務器，以擴展服務器的存儲空間，在宿主服務器中掛載存儲的詳細過程參見文獻[7-8]。

步驟4:用一臺VMware Esxi宿主機創(chuàng)建一個虛擬主機，并在該虛擬主機安裝配置VMware vCenter虛擬化管理中心和管理登錄端組件vSphere Client，以方便管理員遠程登錄vCenter中心管理虛擬化平臺。然后再通過Client客戶端登錄vCenter中心完成主機的添加、新建數(shù)據(jù)中心、新建群集等部署操作[9-12]。

步驟5:構(gòu)建虛擬主機模板，通過模板克隆功能為用戶分配虛擬主機，為用戶使用服務器中的資源提供虛擬桌面應用環(huán)境。

2.3 虛擬化效果

經(jīng)過上述虛擬化部署之后，登錄vCenter中心，可以看到如圖2所示的虛擬化平臺使用效果。

圖2 虛擬化平臺使用效果

從圖2可以看出，該虛擬化平臺包含8個主機、80個處理器、9個數(shù)據(jù)存儲、1個群集以及64個虛擬機和模板。群集中啟用了vSphere DRS容錯機制和vSphere HA虛擬主機遷移機制，包括159 GHz CPU資源、197.46 GB內(nèi)存、18.20 TB存儲的硬件資源池，用于支持64個虛擬機和模板運行時對硬件資源的需求。

從上述構(gòu)建過程可知，虛擬化平臺采用了1 Gbit LAN光纖接入校園網(wǎng)絡和光纖通道協(xié)議存儲區(qū)域網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)對服務器管理的遠程操作。管理員不需要每次都進入機房對服務器進行管理操作，且可以對所有服務器中的硬件資源構(gòu)建資源池進行集中調(diào)配使用。因此，從使用的效果上來看，該平臺具有管理方便、資源配置使用靈活、網(wǎng)絡冗余安全性高、服務器與存儲設備之間數(shù)據(jù)傳輸速度快、節(jié)能省電等優(yōu)點。但是，由于構(gòu)建成本等因素的限制，曲靖師范學院的虛擬化平臺數(shù)據(jù)中心目前只整合了8臺服務器和存儲設備，資源池中的CPU、內(nèi)存、存儲空間等硬件資源相對不足，只能夠支持本部門60名教師的日常教學使用。因此，它服務的用戶面還較窄，且在服務器之間進行虛擬主機的克隆與部署時速度較慢。

3 結(jié)語

基于vSphere虛擬化技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心克服了服務器單臺運行管理方式的許多缺點，是一種提高服務器使用效率、方便管理的有效技術(shù)解決方案。虛擬化平臺的數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建在技術(shù)和使用層面有很大優(yōu)勢，其存在的不足之處需要進一步完善。

References)

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[12] 趙迎春.桌面虛擬化在圖書館的應用[J].情報科學，2012(2):82-84，95.