摘 要：為了創(chuàng)建更加完善的集群化管理系統(tǒng)，文章結(jié)合VMware vSphere技術(shù)，分析搭建集群管理系統(tǒng)需要用到的技術(shù)與功能，從搭建VMware vSphere集群化管理系統(tǒng)搭建要點、VMware vSphere技術(shù)的運用兩個方面展開論述，發(fā)揮VMware vSphere技術(shù)優(yōu)勢，以期能夠?qū)崿F(xiàn)集群化管理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：VMware vSphere技術(shù);集群化管理系統(tǒng);安全組件;零宕機

現(xiàn)如今，計算機科學(xué)技術(shù)的普及為社會發(fā)展提供了極大的動力，互聯(lián)網(wǎng)逐漸深入到人們的生活、工作與學(xué)習(xí)當(dāng)中，產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的興起，使需要處理的圖像與視頻等數(shù)據(jù)量急劇增加，計算機需要存儲、計算、分析、處理的數(shù)據(jù)變得更多。為了提高數(shù)據(jù)處理效率，應(yīng)用VMware vSphere技術(shù)非常必要。與其他相同類型產(chǎn)品相比，該技術(shù)更具可靠性，同時，作為虛擬化平臺也使操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序脫離底層硬件，將IT操作流程簡化。運用該技術(shù)搭建集群化管理系統(tǒng)，所有服務(wù)器均被視為資源池，操作人員在得到管理員同意之后就能夠獲取其中的資源，節(jié)省時間的同時也加強了資源可利用率。為此，本文重點針對VMware vSphere技術(shù)在搭建集群化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用展開分析。

1 VMware vSphere技術(shù)介紹

VMware vSphere為虛擬化應(yīng)用產(chǎn)品，可支持8路虛擬化對稱處理器運行，對于相同備份服務(wù)可以有效實現(xiàn)分布式服務(wù)[1]。VMware vSphere技術(shù)的一項顯著優(yōu)勢是可以支持獨立安裝與運行，適用于PC系統(tǒng)，所以也和VMware系統(tǒng)的其余產(chǎn)品、軟件存在差別，VMware vSphere技術(shù)不依托于操作系統(tǒng)。當(dāng)安裝服務(wù)后，便可以利用vSPhere Client進行遠程控制，期間可以根據(jù)需求創(chuàng)建不同數(shù)量的虛擬機（Virtual Machine，VM）。完成虛擬機的安裝之后，便可以享受各項網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，創(chuàng)建虛擬服務(wù)器。虛擬服務(wù)器搭建結(jié)束之后，VMware vSphere的創(chuàng)建也同時完成，通過形成的集群系統(tǒng)管理不同服務(wù)器與存儲陣列等，合理分配資源。

2 集群管理系統(tǒng)搭建內(nèi)容

2.1 集群系統(tǒng)分類

集群即分布式系統(tǒng)，包括計算機構(gòu)成的集合。計算機集合在網(wǎng)絡(luò)下相互連接，彼此之間共享資源，實現(xiàn)協(xié)同運行。從用戶視角分析，集群屬于完整性較強的計算機系統(tǒng)，但是集群內(nèi)部的所有組成分別散布在各個地理位置，組織結(jié)構(gòu)各異，所應(yīng)用的安全策略也存在差異。因此，程序運行的機器也存在不同。

集群內(nèi)的機器負責(zé)資源管理、調(diào)度，期間必須要有完善的策略連接所有機器，方便各個機器之間的協(xié)同運行，這一策略也是由集群管理系統(tǒng)負責(zé)提供。不同的集群結(jié)構(gòu)以及功能主要分為負載均衡集群、可用性高集群、性能高集群、網(wǎng)格計算集群等幾種，具體分析如下：

第一，負載均衡集群。主要是提高集群節(jié)點個數(shù)成正比負載性能，適合在訪問量較大的Web服務(wù)中應(yīng)用，比較常用的負載均衡集群包括Turbolinux Cluster Server與Linux Virtual Server。

第二，可用性高集群。即在集群內(nèi)的其中一個節(jié)點出現(xiàn)故障，系統(tǒng)遵循對應(yīng)的規(guī)則轉(zhuǎn)移失效節(jié)點任務(wù)，以免節(jié)點失效對集群系統(tǒng)運行帶來影響?？捎眯愿叩募合到y(tǒng)最多支持節(jié)點失效的個數(shù)，主要是受集群存儲方案、任務(wù)調(diào)度對策、故障處理方法的影響[2]。

第三，性能高集群。性能高的計算機集群按照算法思想范疇內(nèi)的分治策略延伸而來，將大量計算任務(wù)分解之后，將獲得的精簡任務(wù)體現(xiàn)在集群的各個節(jié)點實施計算，最后得到的計算結(jié)果整合作為集群機器并行計算的依據(jù)，有效節(jié)省執(zhí)行任務(wù)的時間。

第四，網(wǎng)格計算集群。網(wǎng)格計算即為網(wǎng)格集群，與集群計算技術(shù)聯(lián)系非常密切。網(wǎng)格集群和傳統(tǒng)集群之間存在本質(zhì)上的差別，網(wǎng)格集群與計算機連接，兩者之間雖然相互關(guān)聯(lián)，但并非是互相信任的關(guān)系。集群內(nèi)部的單一計算機運行場景與計算公共設(shè)施相似，此外，網(wǎng)格計算優(yōu)化獨立運行的任務(wù)，計算機處于計算狀態(tài)下，各個作業(yè)無須數(shù)據(jù)共享，所以可以在獨立執(zhí)行計算機的作業(yè)分配中應(yīng)用[3]。

2.2 系統(tǒng)功能

集群系統(tǒng)包括以Docker為基礎(chǔ)的資源調(diào)度、容器集群管理，其中有諸多模塊，具體如下：（1）container管理模塊，主要負責(zé)開啟、停止、重啟、更新資源，實現(xiàn)資源的重新分配。（2）Nodeset管理模塊，負責(zé)添加、刪除節(jié)點。（3）資源監(jiān)控模塊，包括節(jié)點資源監(jiān)控與容器資源監(jiān)控兩個子模塊，作用是實施監(jiān)督節(jié)點、容器中的資源。（4）資源調(diào)度模塊，包含CPU和Memory兩個子模塊，如果系統(tǒng)提出請求可以準(zhǔn)確計算這兩種資源，并且實施計算管理。（5）用戶管理模塊，負責(zé)系統(tǒng)所有注冊用戶的管理。（6）應(yīng)用管理模塊，功能是進行相關(guān)應(yīng)用的升級、回滾與刪除。（7）服務(wù)管理模塊，包括服務(wù)擴展與服務(wù)刪除兩個子模塊，具體負責(zé)服務(wù)的管理。

3 VMware vSphere技術(shù)在集群化管理系統(tǒng)搭建中的應(yīng)用

3.1 搭建VMware vSphere集群化管理系統(tǒng)搭建要點

第一，如果監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)出現(xiàn)單點故障，并且不能短時間內(nèi)恢復(fù)，便會降低數(shù)據(jù)儲存的安全性。第二，服務(wù)器數(shù)量越來越多，服務(wù)器安裝空間、配套設(shè)備也要隨之增加，但極有可能會受到機房空間、采購成本的影響。第三，磁盤空間擴展要具備靈活性，統(tǒng)一所有服務(wù)器資源的利用率，解決個別服務(wù)器的利用率不高、但卻有服務(wù)器資源利用率接近飽和的現(xiàn)象。第四，一些分散狀態(tài)的服務(wù)器集中管理、維護工作要深入落實。第五，提高設(shè)備升級的兼容性，規(guī)避軟硬件老化問題。

3.2 VMware vSphere技術(shù)的運用

3.2.1 零宕機

VMware vSphere技術(shù)的應(yīng)用可以使零宕機時間應(yīng)用程序適用性、可靠性提升，可以在小型環(huán)境下的全面數(shù)據(jù)保護中應(yīng)用，并且符合不同系統(tǒng)提出的核心要求。借助零宕機功能，即便監(jiān)管系統(tǒng)內(nèi)部的子系統(tǒng)運行崩潰，也可以通過VMware vSphere技術(shù)的備份功能快速恢復(fù)系統(tǒng)運行，且無須技術(shù)人員復(fù)雜的操作，簡單輸入幾個指令之后系統(tǒng)便可以恢復(fù)運行。

3.2.2 安全組件

作為VMware vSphere平臺的重要組件，VMware高可用性（High Availability，HA）使虛擬機具備了自動重啟、故障切換兩種功能，搭建集群化管理系統(tǒng)的過程中不會增加物理基礎(chǔ)架構(gòu)成本。除此之外，如果業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器在運行中出現(xiàn)故障，也可以憑借VMware High的Availability，將其他服務(wù)器中的虛擬機自動重啟。vSphere Client界面能夠直接進行VMware HA的配置，為故障切換提供安全保障，操作過程簡單，無須復(fù)雜的資源便可以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[4]。

3.2.3 安全機制

VMware虛擬系統(tǒng)備份/恢復(fù)方案（Data Recovery）屬于全新的磁盤備份、恢復(fù)解決方案，目的在于提高虛擬機數(shù)據(jù)保護效率與完整性。在處理數(shù)據(jù)歸檔、物理系統(tǒng)備份/恢復(fù)時，VMware Data Recovery可以提供有效的補充。同時，目前應(yīng)用的監(jiān)管數(shù)據(jù)備份與存儲更多的是通過磁盤陣列、光盤等實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份，盡管該方式對數(shù)據(jù)的長期歸檔十分有利，但若想快速恢復(fù)數(shù)據(jù)卻存在難度。當(dāng)應(yīng)用VMware Data Recovery之后，數(shù)據(jù)以最快速度備份至磁盤中，同時也支持快速、完整恢復(fù)，適合大量監(jiān)管數(shù)據(jù)的高效恢復(fù)與分析[5]。

3.2.4 管理模式

若集群化管理系統(tǒng)中的監(jiān)管業(yè)務(wù)不需要大量資源，可以利用VMware vSphere分布式電源管理（Distributed Power Management，DPM）進行工作負載的整合處理，將其轉(zhuǎn)移到新的服務(wù)器中，多余的服務(wù)器則轉(zhuǎn)換為待機模式，等到監(jiān)管業(yè)務(wù)量較大時再恢復(fù)在線運行，以此來減少能源浪費，降低電力負載[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，利用VMware vSphere技術(shù)創(chuàng)建集群化管理系統(tǒng)，能夠有效解決主流系統(tǒng)硬件問題，加強監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)。同時，應(yīng)用該技術(shù)也有利于資源的節(jié)約與高效分配，對于集群化管理工作的順利實施有重要作用，可以規(guī)避系統(tǒng)運行存在的風(fēng)險。

作者簡介：劉勇（1983— ），男，江西南昌人，講師，碩士;研究方向：計算機科學(xué)與技術(shù)。

[參考文獻]

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[6]季云.高校二級網(wǎng)站中常見問題及集群管理系統(tǒng)設(shè)計研究[J].電子世界，2016（11）：20.

Analysis on the construction of cluster management?system based on VMware vSphere technology

Liu Yong

（Jiangxi Vocational and Technical College of Communications， Nanchang 330013， China）

Abstract：In order to create a more perfect cluster management system， this paper introduces the technology of VMware vSphere， analyzes the technology and functions needed to build a cluster management system， and finally discusses the key points of building a VMware vSphere cluster management system and the application of VMware vSphere technology， so as to give full play to the technical advantages of VMware vSphere， so as to realize the cluster management system stable operation of.

Keywords：VMware vSphere technology; clustered management system; security components; zero downtime