向麗

[摘 要] 文章主要描述了虛擬服務(wù)器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用情況，針對普遍存在的服務(wù)器單機(jī)利用率較低、數(shù)量急劇增加的現(xiàn)狀，提出利用虛擬化技術(shù)解決該問題的技術(shù)方案，并進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行測試，結(jié)果顯示，利用基于KVM的虛擬服務(wù)技術(shù)可以有效解決該問題，并具有良好的穩(wěn)定性。

[關(guān)鍵詞] 服務(wù)器；虛擬化技術(shù)；KVM

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 03. 073

[中圖分類號] TP311 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）03- 0176- 03

0 前 言

虛擬化技術(shù)最早可以追溯到20世紀(jì)60年代，IBM公司實(shí)現(xiàn)了在一臺主機(jī)上運(yùn)行多個操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)技術(shù)，從而讓用戶盡可能地充分利用高價格大型機(jī)資源。IBM、HP和SUN之后都將虛擬化技術(shù)引入各自的服務(wù)器系統(tǒng)中。近年來，人們開始研究PC服務(wù)器的虛擬化技術(shù)應(yīng)用。 當(dāng)人們認(rèn)識到服務(wù)器資源的利用率低下以及服務(wù)器整合的必要性越來越強(qiáng)，加之64位、多核處理器的出現(xiàn)，虛擬化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一個全新的時代。特別是Intel和AMD相繼宣布將推出內(nèi)建虛擬技術(shù)的處理器，以實(shí)現(xiàn)硬件輔助虛擬化，從而改善原來僅通過軟件實(shí)現(xiàn)虛擬化所帶來的性能和穩(wěn)定性方面的不足。

1 虛擬服務(wù)器概述

將現(xiàn)實(shí)物理服務(wù)器抽象出一些邏輯資源，將這些資源子進(jìn)行人工分配，可以將一臺服務(wù)器變成幾臺甚至更多的相互隔離服務(wù)器，這樣就可以不再受限于物理機(jī)的界限，可以使CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態(tài)分配的“資源池”，保證現(xiàn)有服務(wù)器資源的有效利用，按需分配，統(tǒng)一系統(tǒng)的管理，實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器資源的整合，讓IT對業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力——這就是虛擬化的服務(wù)器。

1.1 降低能耗

整合服務(wù)器通過將物理服務(wù)器變成虛擬服務(wù)器減少物理服務(wù)器的數(shù)量，可以在電力和冷卻成本上獲得巨大節(jié)省。數(shù)據(jù)中心里服務(wù)器和相關(guān)硬件的數(shù)量，企業(yè)可以從減少能耗與制冷需求中獲益，從而降低IT成本。

1.2 節(jié)省空間

使用虛擬化技術(shù)大大節(jié)省了所占用的空間，減少了數(shù)據(jù)中心里服務(wù)器和相關(guān)硬件的數(shù)量。避免過多部署在實(shí)施服務(wù)器虛擬化之前，管理員通常需要額外部署一下服務(wù)器來滿足不時之需。利用服務(wù)器虛擬化，可以避免這種額外部署工作。

1.3 節(jié)約成本

使用虛擬化技術(shù)大大削減了采購服務(wù)器的數(shù)量，同時相對應(yīng)的占用空間和能耗都變小。

1.4 提高基礎(chǔ)架構(gòu)的利用率

通過將基礎(chǔ)架構(gòu)資源池化并打破一個應(yīng)用一臺物理機(jī)的藩籬，虛擬化大幅提升了資源利用率。通過減少額外硬件的采購，企業(yè)可以獲得大幅成本節(jié)約。

1.5 提高穩(wěn)定性

提高可用性，帶來具有透明負(fù)載均衡、動態(tài)遷移、故障自動隔離、系統(tǒng)自動重構(gòu)的高可靠服務(wù)器應(yīng)用環(huán)境。通過將操作系統(tǒng)和應(yīng)用從服務(wù)器硬件設(shè)備隔離開，病毒與其他安全威脅無法感染其他應(yīng)用。

1.6 減少宕機(jī)事件

遷移虛擬機(jī)服務(wù)器虛擬化的一大功能是支持將運(yùn)行中的虛擬機(jī)從一個主機(jī)遷移到另一個主機(jī)上，而且這個過程中不會出現(xiàn)宕機(jī)事件。有助于虛擬化服務(wù)器實(shí)現(xiàn)比物理服務(wù)器更長的運(yùn)行時間。

1.7 提高靈活性

通過動態(tài)資源配置提高IT對業(yè)務(wù)的靈活適應(yīng)力，支持異構(gòu)操作系統(tǒng)的整合，支持老應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行，減少遷移成本。支持異構(gòu)操作系統(tǒng)的整合，支持舊應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行，支持快速轉(zhuǎn)移和復(fù)制虛擬服務(wù)器，提供一種簡單便捷的災(zāi)難恢復(fù)解決方案。

2 實(shí)施方案

虛擬服務(wù)器安裝配置一共包括4個步驟，分別是Host系統(tǒng)安裝與配置、Broker系統(tǒng)安裝與配置、虛擬機(jī)創(chuàng)建、服務(wù)器遷移。

2.1 Host系統(tǒng)安裝與配置

在安裝服務(wù)器端虛擬化軟件之前必須確認(rèn)CPU支持虛擬化技術(shù)，通過CPU的參數(shù)配置說明，確認(rèn)CPU支持虛擬化。在確定了公司系統(tǒng)的硬件選擇方案之后，即可對這些硬件進(jìn)行部署與配置。

物理服務(wù)器上需要做兩件工作，即安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)并配置網(wǎng)絡(luò)和部署安裝服務(wù)器虛擬化軟件，這里選擇centos操作系統(tǒng)為服務(wù)器系統(tǒng)。

安裝完成后登陸操作系統(tǒng)，系統(tǒng)默認(rèn)情況下網(wǎng)絡(luò)是未激活狀態(tài)，可以開啟并激活網(wǎng)卡操作，如配置網(wǎng)卡IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS等。使用命令“vim/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-virbr0”創(chuàng)建并配置網(wǎng)橋，具體命令操作以服務(wù)器系統(tǒng)版本為準(zhǔn)。

在選型方面以當(dāng)下比較成熟的技術(shù)，確保系統(tǒng)高可用性，KVM是基于CPU硬件虛擬化基礎(chǔ)之上的，部分服務(wù)器默認(rèn)是關(guān)閉虛擬化技術(shù)的，需要進(jìn)入BIOS打開CPU的虛擬化支持。Linux內(nèi)核是從2.6.20版本開始集成KVM的，因此Linux內(nèi)核版本必須在此之上。使用uname -a命令查看Linux內(nèi)核版本。在確定CPU支持虛擬化技術(shù)之后，需要將KVM安裝的鏡像文件拷貝到系統(tǒng)的安裝目錄下，進(jìn)行安裝并對網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行檢測。除此之外需要進(jìn)行防火墻，host，免密碼連接配置，開機(jī)自啟動配置。

2.2 Broker系統(tǒng)安裝與配置

引入一個Broker組件，解耦客戶端和服務(wù)端。服務(wù)端注冊自己到Broker，通過暴露接口的方式允許客戶端接入服務(wù)?？蛻舳耸峭ㄟ^Broker發(fā)送請求的，Broker轉(zhuǎn)發(fā)請求道服務(wù)端，并將請求的結(jié)果或異?；匕l(fā)給客戶端。通過使用Broker模式，應(yīng)用可以通過發(fā)送消息訪問遠(yuǎn)程的服務(wù)。

這一架構(gòu)模式允許動態(tài)的改變、添加、刪除服務(wù)端，從客戶端的角度，這些都是透明的。

配置信息的存儲和讀取暫定為mysql數(shù)據(jù)庫，所以需配置mysql數(shù)據(jù)庫，設(shè)定其用戶名root，密碼*****，作為查看數(shù)據(jù)處理使用。

2.3 虛擬機(jī)安裝

虛擬機(jī)創(chuàng)建可以通過Broker中間件虛擬桌面服務(wù)器創(chuàng)建虛擬機(jī)，這些虛擬桌面之間是相互隔離的，每個虛擬桌面擁有獨(dú)立的虛擬CPU、虛擬內(nèi)存、虛擬硬盤，并可以根據(jù)作業(yè)要求靈活進(jìn)行配置。同時也可以根據(jù)需要，安裝不同的操作系統(tǒng)，Window 10。在Broker GUI界面上新建虛擬機(jī)時，可以使用向?qū)碜远x配置，這里需要輸入一系列系統(tǒng)參數(shù)，包括安裝的操作系統(tǒng)、CPU的核心數(shù)、內(nèi)存和硬盤的大小以及網(wǎng)卡的連接類型等，見圖1。

2.4 服務(wù)器遷移

進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移面對各種情況需考慮如何保障“業(yè)務(wù)中斷停機(jī)時間”，業(yè)務(wù)中斷在恢復(fù)上存在較大的風(fēng)險，這種風(fēng)險對時間敏感的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的完整性都是不可接受的。除此之外還涉及數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用實(shí)例，涉及遷移前后的完整性測試等一系列問題。

對于以上考慮到的問題，制定如下計劃：①確定遷移步驟，包括服務(wù)器按高低風(fēng)險遷移順序。②確定備份方案，保證服務(wù)前后的連續(xù)性。③確定并準(zhǔn)備好遷移所需的工具，包括遷移中必備的一系列功能和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。④實(shí)際遷移之前確定額外的測試環(huán)境，該測試環(huán)境能夠引導(dǎo)測試確保遷移成功。⑤網(wǎng)絡(luò)環(huán)境規(guī)劃，考慮遷移過程網(wǎng)絡(luò)連接情況和網(wǎng)絡(luò)是否阻塞。⑥確定遷移參與人員和團(tuán)隊成員角色。

3 數(shù)據(jù)分析

對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器架構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，需要保證改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更加方便，可靠，節(jié)省成本。 以傳統(tǒng)的服務(wù)器作為比較對象， 通過從遷移，維護(hù)，部署，性能優(yōu)化各個角度進(jìn)行對比來發(fā)掘出虛擬服務(wù)器的優(yōu)勢，確保了調(diào)研結(jié)果和現(xiàn)實(shí)實(shí)施是相符的。以當(dāng)前實(shí)施方案的結(jié)果為例進(jìn)行對比，結(jié)果如表1所示。

4 結(jié)論與建議

綜上，本文所述的觀點(diǎn)說明該技術(shù)（系統(tǒng)）在其他領(lǐng)域的應(yīng)用以及可達(dá)到的有益效果。服務(wù)器虛擬化技術(shù)有效整合了資源、改善了資源分配、提高了資源利用率、減輕了管理的負(fù)擔(dān)。虛擬服務(wù)器技術(shù)更好的解決了在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器方面的痛點(diǎn)，但也看到了一些新的技術(shù)如docker出現(xiàn)，也能更好的解決這些問題。

主要參考文獻(xiàn)

[1]Koumm.KVM虛擬化學(xué)習(xí)筆記（一）之KVM虛擬化環(huán)境安裝[EB/OL]，http：//koumm.blog.51cto.com/703525/1288795，2017-09-04.

[2]徐燕雯.基于KVM的桌面虛擬化架構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].上海：上海交通大學(xué)，2010.