張?zhí)? 陳志強(qiáng)

摘? ?要：高校信息化的快速發(fā)展，推動(dòng)了高校在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行變革。文章討論了以數(shù)據(jù)中心遷移為契機(jī)，分析了虛擬化平臺(tái)的不同，并選定和詳細(xì)介紹了VMware Server虛擬機(jī)軟件。數(shù)據(jù)中心采用虛擬化技術(shù)后，使得應(yīng)用系統(tǒng)的遷移更加便捷，服務(wù)器故障的響應(yīng)速度也有所提高，數(shù)據(jù)中心的資源利用率得到了優(yōu)化，對(duì)現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)也是一種升級(jí)，加固了數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性，也降低了數(shù)據(jù)中心的整體運(yùn)維成本。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心;VMware;虛擬化

為適應(yīng)高校信息化建設(shè)的發(fā)展需要，無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2017年在原有數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上改造了現(xiàn)有的機(jī)房環(huán)境，新建了數(shù)據(jù)中心，將數(shù)據(jù)中心進(jìn)行重新部署。同時(shí)，高校信息化快速推進(jìn)，新系統(tǒng)上線頻繁，跟隨新系統(tǒng)增加配套服務(wù)器的方式已經(jīng)滿足不了系統(tǒng)快速部署的要求，單機(jī)系統(tǒng)負(fù)載不足造成一定的資源浪費(fèi)，高校信息化的發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)可靠性要求越來(lái)越高。虛擬化技術(shù)的發(fā)展以及其實(shí)踐成果，使得確認(rèn)在機(jī)房遷移過(guò)程中采用虛擬化技術(shù)，可以將遷移效率提高，數(shù)據(jù)的安全性也得到極大的保障。對(duì)服務(wù)器資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排，提升基礎(chǔ)環(huán)境可靠性，提高服務(wù)器存儲(chǔ)資源利用率，為日后打造彈性、可快速部署的信息化基礎(chǔ)環(huán)境提供架構(gòu)支撐[1]。

1? ? 背景

隨著高校信息化建設(shè)的快速推進(jìn)，服務(wù)器、存儲(chǔ)等設(shè)備急劇增加，對(duì)信息化基礎(chǔ)架構(gòu)提出了更高的要求，需要快速反應(yīng)，并兼具靈活高效的特點(diǎn)。伴隨著虛擬化和云計(jì)算技術(shù)的成熟，實(shí)踐應(yīng)用也呈現(xiàn)遍地開(kāi)花的狀態(tài)，很多高校的信息部門已經(jīng)將校內(nèi)的數(shù)據(jù)中心重塑為“私有云”。新數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，使學(xué)校信息基礎(chǔ)支撐能力大幅提升，為建設(shè)高校私有云提供了有利條件。以機(jī)房搬遷為契機(jī)，充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的計(jì)算資源，采用最新的虛擬化技術(shù)，搭建校園虛擬化平臺(tái)，增強(qiáng)高校的基礎(chǔ)支撐能力。數(shù)據(jù)中心在改造前的基礎(chǔ)架構(gòu)為傳統(tǒng)的經(jīng)典架構(gòu)，即單一服務(wù)器對(duì)應(yīng)單一應(yīng)用系統(tǒng)，新上應(yīng)用系統(tǒng)需要配備新的服務(wù)器，基礎(chǔ)環(huán)境搭建等環(huán)節(jié)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重而且靈活度低。各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)或信息系統(tǒng)間的計(jì)算資源無(wú)法共享，造成了很大的浪費(fèi)，硬件資源也沒(méi)有高可用性，即如果服務(wù)器一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)，達(dá)不到高可靠性。

1.1? 技術(shù)要求

（1）搭建校園私有云，將校內(nèi)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有計(jì)算、存儲(chǔ)資源進(jìn)行整合，原有物理服務(wù)器等硬件資源整合，減少硬件總成本投入，實(shí)現(xiàn)資源響應(yīng)迅速，以達(dá)到計(jì)算資源快速部署上線的目標(biāo)。（2）計(jì)算資源和存儲(chǔ)由系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，高效利用數(shù)據(jù)中心服務(wù)器資源，適當(dāng)減少物理服務(wù)器數(shù)量。（3）云計(jì)算具備高可用的技術(shù)特點(diǎn)，可以在物理服務(wù)器發(fā)生故障后，實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器自動(dòng)漂移，以便應(yīng)用系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。

1.2? 業(yè)務(wù)要求

（1）在數(shù)據(jù)中心機(jī)房遷移過(guò)程中，應(yīng)用系統(tǒng)的中斷時(shí)間越短越好。（2）涉及重要數(shù)據(jù)的，及時(shí)做好備份，保證數(shù)據(jù)的安全性。（3）整體遷移后，在虛擬化環(huán)境下要保證各應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并確保存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全。

2? ? 虛擬化平臺(tái)的搭建

數(shù)據(jù)中心新建虛擬化平臺(tái)，和原有的虛擬化平臺(tái)共同支撐起新數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維環(huán)境。考慮到原有虛擬化系統(tǒng)和新建虛擬化平臺(tái)的融合，以及遷移過(guò)程中應(yīng)用系統(tǒng)的中斷時(shí)間問(wèn)題等，下面分析各虛擬化平臺(tái)的對(duì)比和虛擬機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)。

2.1? 虛擬化平臺(tái)比較

虛擬化服務(wù)方面的主流供應(yīng)商主要有VMware，Microsoft和Citrix，且應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品版本分別為VMware vSphere 5.5，Hyper-V和Xen Server而VMware，Microsoft和Citrix這3家公司的市場(chǎng)占有率達(dá)到了96%。其中，市場(chǎng)份額占比最高的應(yīng)屬VMware公司。綜合3種產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率、價(jià)格和學(xué)校的實(shí)際情況，決定采用VMware公司的產(chǎn)品，因?yàn)槠涓呖捎眯钥梢詽M足數(shù)據(jù)中心遷移后的虛擬化應(yīng)用。

2.3? VMware Server虛擬機(jī)軟件

VMware vSphere的整個(gè)架構(gòu)應(yīng)用程序服務(wù)和基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，將它們從底層硬件中剝離了出來(lái)，應(yīng)用程序有專有資源進(jìn)行支撐，而服務(wù)器則實(shí)行資源池內(nèi)管理，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)分配到的服務(wù)也不相同，在虛擬管理平臺(tái)上對(duì)服務(wù)器和存儲(chǔ)進(jìn)行虛擬化操作，利用虛擬機(jī)技術(shù)進(jìn)行服務(wù)器備份和遷移等操作[2-3]。VMware vSphere系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。從圖中可以看出主要包括了4部分內(nèi)容，分別為VMware vCenter Server管理中心、應(yīng)用程序服務(wù)、基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)和云服務(wù)。下面就這4部分詳細(xì)闡述。

2.3.1? VMware vCenter Server管理中心

VMware vCenter Server 套件這個(gè)模塊在整個(gè)VMware vSphere系統(tǒng)架構(gòu)里起到了核心控制的作用，基礎(chǔ)服務(wù)器和虛擬服務(wù)器都由它來(lái)管理，而且有Web端和客戶端兩種管理方式，由于客戶端的界面友好程度高于Web端，所以通常都是選用客戶端進(jìn)行管理。新建的虛擬機(jī)可以替代原有的物理服務(wù)器，將原有的應(yīng)用系統(tǒng)部署到虛擬機(jī)上，用戶的體驗(yàn)滿意度等于或優(yōu)于原有物理服務(wù)器。

2.3.2? VMware vSphere應(yīng)用程序服務(wù)

VMware vSphere應(yīng)用程序服務(wù)的功能優(yōu)勢(shì)主要包括在線遷移、高可用性和安全可擴(kuò)展3方面。虛擬機(jī)的運(yùn)行狀況可以通過(guò)VirtualCenter來(lái)觀測(cè)，當(dāng)虛擬資源出現(xiàn)緊張的情況，VMware DRS組件就會(huì)產(chǎn)生對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理和在線進(jìn)行虛擬機(jī)的遷移等操作，這時(shí)會(huì)有大量的數(shù)據(jù)流量產(chǎn)生，如果不對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行管控，則會(huì)出現(xiàn)宕機(jī)的情況，VMware VMotion組件就會(huì)避免這種情況的發(fā)生。VMware vSphere應(yīng)用程序服務(wù)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)虛擬機(jī)的遷移，還完成了存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)管理，有利地保障了服務(wù)的不間斷性和發(fā)生硬件故障時(shí)數(shù)據(jù)的安全完整性。

2.3.3? VMware vSphere基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)

VMware vSphere的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)包括3部分，分為vCompute（計(jì)算資源）、vStorage（存儲(chǔ)資源）和vNetwork（網(wǎng)絡(luò)資源）[4-5]。這3塊資源將基礎(chǔ)服務(wù)器的硬件資源進(jìn)行虛擬化后，給應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)。

2.3.4? 云服務(wù)

眾所周知現(xiàn)在云服務(wù)包括3種云，即公有云、私有云和混合云。而云服務(wù)的獲得方式可以有兩種，即系統(tǒng)內(nèi)獲得和系統(tǒng)外獲得。舉例來(lái)說(shuō)，在高校數(shù)據(jù)中心VMware vSphere的資源池中，可由自己統(tǒng)一調(diào)度的，屬于第一種系統(tǒng)內(nèi)獲得，通過(guò)阿里云、百度云等第三方平臺(tái)獲得的，屬于第二種系統(tǒng)外獲得。

3? ? 數(shù)據(jù)中心遷移后建設(shè)的主要內(nèi)容

數(shù)據(jù)中心遷移后，新建了一套虛擬化平臺(tái)和備份系統(tǒng)，使得數(shù)據(jù)中心的保障更可靠，虛擬化平臺(tái)配置4臺(tái)高性能服務(wù)器作為基礎(chǔ)服務(wù)器，另配一臺(tái)管理服務(wù)器，同時(shí)，配置兩臺(tái)光纖存儲(chǔ)通過(guò)光纖交換機(jī)達(dá)到存儲(chǔ)雙活的性能，一臺(tái)宕機(jī)后另一臺(tái)仍可繼續(xù)工作，保障了應(yīng)用系統(tǒng)的使用，通過(guò)備份一體機(jī)對(duì)重要數(shù)據(jù)和系統(tǒng)進(jìn)行備份，進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的安全性。

虛擬化平臺(tái)搭建成功后，將原有老平臺(tái)和物理服務(wù)器上的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡w移，例如網(wǎng)站群和oa辦公系統(tǒng)，通過(guò)VMware vSphere client進(jìn)行虛擬機(jī)管理界面，在集群中可以看到由4臺(tái)基礎(chǔ)服務(wù)器組成的ESXi主機(jī)，并可以看到每臺(tái)主機(jī)下虛擬機(jī)的分配狀態(tài)，單個(gè)虛擬機(jī)狀態(tài)如圖2所示。單個(gè)虛擬機(jī)就相當(dāng)于一臺(tái)物理服務(wù)器，它的一些基本操作有新建虛擬機(jī)、刪除虛擬機(jī)、將現(xiàn)有虛擬機(jī)增加硬盤、內(nèi)存等的容量、對(duì)運(yùn)行中的虛擬機(jī)進(jìn)行調(diào)試安裝等操作。幾個(gè)常用功能具體如下。

（1）模板應(yīng)用，VMware里面模板的應(yīng)用簡(jiǎn)化了虛擬機(jī)的配置，如果需要新建幾個(gè)虛擬機(jī)，可先配置一個(gè)基本的虛擬機(jī)，虛擬機(jī)內(nèi)安裝操作系統(tǒng)、防護(hù)軟件、VMware Tools工具等，然后將其轉(zhuǎn)換為模板，其余的只需通過(guò)模板來(lái)配置即可，通過(guò)模板配置結(jié)束的虛擬機(jī)也可根據(jù)需求調(diào)整內(nèi)存大小、磁盤掛載大小、網(wǎng)絡(luò)的VLAN等，安裝過(guò)程迅速簡(jiǎn)便。（2）快照應(yīng)用，在VMware里面快照可以鎖定虛擬機(jī)某一時(shí)刻的狀態(tài)，或在不新建多臺(tái)虛擬機(jī)的情況下恢復(fù)多次此狀態(tài)下的虛擬機(jī)。虛擬機(jī)還可以執(zhí)行多個(gè)快照。在快照的管理方面，如果應(yīng)用比較頻繁，需要控制快照的時(shí)間的長(zhǎng)短，虛擬機(jī)的活動(dòng)等級(jí)決定了快照刪除時(shí)耗時(shí)的長(zhǎng)短。當(dāng)刪除快照時(shí)，會(huì)引起父磁盤工作，磁盤的大量讀寫工作，會(huì)直接影響到虛擬機(jī)的狀態(tài)，直到數(shù)據(jù)整合結(jié)束。（3）預(yù)留基礎(chǔ)服務(wù)器資源，VMware中有一些高級(jí)功能，如VMware HA、VMotion、DRS等，需要預(yù)留計(jì)算資源，以達(dá)到提高應(yīng)用性能的可靠連續(xù)的目的。例如，當(dāng)其中一臺(tái)基礎(chǔ)服務(wù)器出現(xiàn)了宕機(jī)或者需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行遷移，這時(shí)就必須具有相應(yīng)的計(jì)算資源來(lái)支撐虛擬機(jī)的遷移。數(shù)據(jù)中心遷移后，與原有的數(shù)據(jù)中心對(duì)比效果如表1所示。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)中心的遷移，對(duì)無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息化基礎(chǔ)建設(shè)更上一層樓提供了保障，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，更為信息化發(fā)展提供了技術(shù)的變革。本文分析了數(shù)據(jù)中心當(dāng)前面臨的問(wèn)題，介紹了虛擬化平臺(tái)的搭建，并闡述了數(shù)據(jù)中心遷移后建設(shè)的主要內(nèi)容，與遷移前內(nèi)容做了對(duì)比。數(shù)據(jù)中心遷移后的虛擬化應(yīng)用使得應(yīng)用系統(tǒng)的遷移更加便捷，服務(wù)器故障的相應(yīng)速度也有所提高，但對(duì)工作人員的管理水平有了更高要求。為了使得機(jī)房功能更全面，我們會(huì)更深一步地研究數(shù)據(jù)中心虛擬化，并初涉容災(zāi)備份方面。

對(duì)比項(xiàng) 遷移前 遷移后

CUP利用率 15%以下居多 65%，并可繼續(xù)增加

服務(wù)器響應(yīng)速度 根據(jù)服務(wù)器性能不同 響應(yīng)速度快

服務(wù)器維護(hù) 單機(jī)維護(hù)，工作量大 平臺(tái)維護(hù)，簡(jiǎn)單方便，對(duì)管理水平要求高

能耗 高 低作者簡(jiǎn)介：張?zhí)瘢?985— ），女，山東菏澤人，工程師，碩士;研究方向：網(wǎng)絡(luò)模擬與信息化。

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Abstract：The rapid development of information technology in colleges and universities has promoted the transformation of universities in the data center infrastructure. This article discusses the impact of data center migration， analyzes the differences in virtualization platforms， and selects and details the VMware Server virtual machine software. The virtualization technology used in the data center makes the migration of the application system more convenient， the response speed of the server failure is also improved， the resource utilization of the data center is optimized， and the existing infrastructure is also upgraded， and the data center is strengthened.? This reinforces the stability of the data center and reduces the overall operation and maintenance costs of the data center.

Key words：data center; VMware; virtualization