信息化建設(shè)中服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

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當(dāng)前，高校普遍將信息化建設(shè)作為提高教學(xué)質(zhì)量和管理效率的重要手段。隨著信息系統(tǒng)數(shù)量的增加，如果高校仍采用傳統(tǒng)的系統(tǒng)部署方式，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、交換機(jī)等硬件設(shè)備的數(shù)量不斷增加，而資源的利用率卻很低。近年來(lái)，服務(wù)器虛擬化技術(shù)發(fā)展很快并得到了廣泛應(yīng)用，為解決這些問(wèn)題提供了有效的方法。本文將對(duì)服務(wù)器虛擬化技術(shù)進(jìn)行介紹，并分析其在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和普及，高校信息化建設(shè)也得到了快速發(fā)展，依靠信息技術(shù)為手段進(jìn)行的教學(xué)改革不斷深化，高校的教學(xué)和管理模式都發(fā)生了很大變化。相應(yīng)地，用于教學(xué)、科研及日常管理方面的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量越來(lái)越多，傳統(tǒng)方式下需要為每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)配置一臺(tái)專用的物理服務(wù)器，這會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、交換機(jī)等硬件設(shè)備的數(shù)量不斷增加。設(shè)備利用率低、能耗高、管理維護(hù)工作量大等問(wèn)題變得越來(lái)越突出。高校很難繼續(xù)依靠傳統(tǒng)的方式來(lái)支撐教育信息化的發(fā)展，因此有必要探索新的解決方案。近年來(lái)，虛擬化技術(shù)發(fā)展很快，可以在單個(gè)物理服務(wù)器上安裝并獨(dú)立運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，利用虛擬化技術(shù)推動(dòng)企業(yè)和高校信息化建設(shè)的發(fā)展已成為當(dāng)前趨勢(shì)，日益受到信息技術(shù)人員的重視。

1虛擬化技術(shù)

虛擬化是一種信息資源管理技術(shù)，即對(duì)諸如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)之類的實(shí)際物理設(shè)備進(jìn)行封裝和抽象，呈現(xiàn)出新的組成形態(tài)，這些新虛擬出的邏輯資源擺脫了原有資源物理地點(diǎn)和物理狀態(tài)方面的限制，從而使用戶可以更好地利用這些資源。在實(shí)際工作環(huán)境中，有些設(shè)備性能很高但利用率不足，而有些設(shè)備則性能較低難以滿足實(shí)際需要，虛擬化技術(shù)可以對(duì)這些物理設(shè)備進(jìn)行封裝，重新組合成虛擬資源池，然后進(jìn)行重新分配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理資源的共享。虛擬化技術(shù)可以提高IT資源的利用率和可用性，同時(shí)也便于對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理和維護(hù)，近年來(lái)，虛擬化技術(shù)已經(jīng)在很多方面得到了發(fā)展和應(yīng)用，其中就包括服務(wù)器領(lǐng)域。針對(duì)服務(wù)器的虛擬化技術(shù)是將傳統(tǒng)物理服務(wù)器中的實(shí)體資源進(jìn)行抽象，從而形成可以動(dòng)態(tài)管理的虛擬資源池。在虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)上可以通過(guò)管理軟件創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)，并從資源池中分配一定數(shù)量的邏輯資源給虛擬機(jī)。每個(gè)虛擬機(jī)在功能上相當(dāng)于一臺(tái)獨(dú)立的傳統(tǒng)物理服務(wù)器，可以單獨(dú)安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。這樣就可以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)物理服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬服務(wù)器的功能，大大提高了資源的利用率。

2高校信息化建設(shè)中的常見(jiàn)問(wèn)題

隨著教育信息化的發(fā)展，高校普遍具有多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，傳統(tǒng)方式下需要為每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)至少配備一臺(tái)服務(wù)器，這會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器以及相關(guān)輔助設(shè)備的數(shù)量不斷增加，進(jìn)而產(chǎn)生很多問(wèn)題。資源利用率低。在業(yè)務(wù)系統(tǒng)的部署過(guò)程中，對(duì)服務(wù)器等設(shè)備的選型通常是根據(jù)供應(yīng)商和高校信息化人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，為了降低風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)人員往往傾向于推薦性能偏高一些的設(shè)備，尤其是在具體要求不太明確的情況下更是如此。因此，高校數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器數(shù)量很大，但資源利用率卻往往很低，造成很大程度的浪費(fèi)。業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署時(shí)間長(zhǎng)。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，部署新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通常需要經(jīng)過(guò)繁瑣的過(guò)程，從新設(shè)備的選型、購(gòu)買到安裝和配置少則需要幾天多則需要幾周的時(shí)間，因此對(duì)新需求的響應(yīng)不夠靈活和及時(shí)。容災(zāi)性能差。每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)安裝在一臺(tái)服務(wù)器上，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，業(yè)務(wù)系統(tǒng)也將無(wú)法使用。故障嚴(yán)重時(shí)，可能還要等供應(yīng)商安排工程師到現(xiàn)場(chǎng)更換零部件，甚至需要重新采購(gòu)設(shè)備，對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響很大。能耗高。服務(wù)器數(shù)量的不斷增加，會(huì)給數(shù)據(jù)中心的空間、電源、空調(diào)等配套實(shí)施帶來(lái)很大的壓力，能耗也比較高。管理維護(hù)不方便。數(shù)據(jù)中心的設(shè)備數(shù)量眾多，型號(hào)、規(guī)格也有所不同，增加了信息技術(shù)人員管理維護(hù)的難度和工作量。對(duì)服務(wù)器硬件進(jìn)行升級(jí)時(shí)，通常需要先關(guān)閉服務(wù)器，導(dǎo)致用戶無(wú)法訪問(wèn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)?？梢钥闯?，傳統(tǒng)方式存在很多不足之處，高校需要探索新的技術(shù)和方法，來(lái)解決信息化過(guò)程中面臨的這些問(wèn)題。近年來(lái)，虛擬化技術(shù)已逐漸成熟，功能越來(lái)越完善，為高校利用虛擬化技術(shù)提供了契機(jī)。

3服務(wù)器虛擬化在高校的應(yīng)用

目前主流的服務(wù)器虛擬化產(chǎn)品有VMware的vSphere，Microsoft的Hyper-V和Citrix的XenServer，高?？梢愿鶕?jù)各自需要對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行選擇使用。以VmwarevSphere為例，高?？梢圆少?gòu)或利用現(xiàn)有的服務(wù)器來(lái)構(gòu)建新的虛擬化平臺(tái)。硬件資源到位后就可以開始安裝ESXi和vCenter等虛擬化軟件，對(duì)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等功能進(jìn)行配置，然后開始構(gòu)建虛擬化群集（Cluster）。配置好群集后，還需要配置DRS（DistributedResourceScheduler，分布式資源調(diào)度程序）和HA（HighAvailability，高可用性）。其中，DRS根據(jù)事先確定的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)來(lái)協(xié)調(diào)各物理服務(wù)器上的可用資源，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。當(dāng)管理員需要在平臺(tái)中增加新的虛擬機(jī)時(shí)，DRS可以根據(jù)物理服務(wù)器的資源使用狀況來(lái)選擇合適的宿主服務(wù)器創(chuàng)建虛擬機(jī)。平時(shí)，DRS會(huì)持續(xù)監(jiān)控群集中的資源利用情況，必要時(shí)會(huì)給出虛擬機(jī)遷移建議，甚至可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遷移，這取決于管理員如何進(jìn)行配置。DRS還可以在群集中資源利用不足的情況下關(guān)閉一些物理服務(wù)器以便降低能耗。HA功能則可以使虛擬機(jī)在其宿主服務(wù)器發(fā)生故障后自動(dòng)在其它服務(wù)器上啟動(dòng)，從而為虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序提供自動(dòng)、快速的故障恢復(fù)服務(wù)。vMotion是另一項(xiàng)重要的虛擬化技術(shù)，通過(guò)vMotion，管理員可以將虛擬機(jī)從宿主服務(wù)器上實(shí)時(shí)遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器上，期間無(wú)需關(guān)閉虛擬機(jī)，當(dāng)管理員需要對(duì)某臺(tái)物理服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)時(shí)該功能特別有用，能夠維持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。配置好虛擬化平臺(tái)后，管理員可以通過(guò)Converter軟件將傳統(tǒng)的物理服務(wù)器遷移到虛擬化平臺(tái)，遷移時(shí)可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的重要性以及對(duì)資源的需求情況將虛擬服務(wù)器指定給合適的資源池，并分配相應(yīng)的硬件資源。遷移后，管理員還可以根據(jù)資源監(jiān)控情況對(duì)虛擬服務(wù)器的資源進(jìn)行調(diào)配，以確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如果需要部署新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，管理員可以使用虛擬化技術(shù)中的模板功能來(lái)快速創(chuàng)建新的虛擬機(jī)，通常在模板中已經(jīng)裝好了操作系統(tǒng)、補(bǔ)丁程序，殺毒軟件、以及其它常用軟件，因此無(wú)需在新創(chuàng)建的虛擬機(jī)中重復(fù)這些安裝工作。管理員還可以選擇在一些關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)為虛擬機(jī)創(chuàng)建快照，當(dāng)虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序發(fā)生問(wèn)題時(shí)，就可以很方便地將該虛擬機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)到正常時(shí)的狀態(tài)。

4高校引入服務(wù)器虛擬化的好處

將服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用到高校信息化建設(shè)中，具有以下一些好處：提高資源的利用率。利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)可以在一臺(tái)物理服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)，并且對(duì)硬件資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。與傳統(tǒng)的一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)一臺(tái)物理服務(wù)器的模式相比，減少了物理服務(wù)器的數(shù)量，有利于提高資源的利用率。系統(tǒng)部署方便快捷。利用虛擬化管理平臺(tái)中的模板功能，管理員可以快速創(chuàng)建新的虛擬服務(wù)器，十分便捷，與傳統(tǒng)方式相比大大減少了系統(tǒng)部署時(shí)間。容災(zāi)性能好。為了保持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性，高校應(yīng)盡量避免計(jì)劃外停機(jī)。當(dāng)某臺(tái)物理服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，虛擬化管理系統(tǒng)可以將該服務(wù)器上運(yùn)行的虛擬機(jī)遷移到其它服務(wù)器并自動(dòng)啟動(dòng)，從而使故障對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響最小化。業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間隔離性強(qiáng)。利用虛擬化技術(shù)便于為每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)分配一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的虛擬機(jī)和操作系統(tǒng)，保證了業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的隔離性，避免相互影響。節(jié)約數(shù)據(jù)中心運(yùn)維成本。將原本安裝在傳統(tǒng)服務(wù)器上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到虛擬化環(huán)境中，大大減少了物理服務(wù)器及相關(guān)輔助設(shè)備的數(shù)量，不但可以節(jié)約數(shù)據(jù)中心的空間和能耗，而且可以減少維護(hù)人員的工作量。便于管理維護(hù)硬件資源。當(dāng)需要升級(jí)和維護(hù)物理服務(wù)器時(shí)，可以將它上面的虛擬機(jī)都遷移到其它物理服務(wù)器上，等完成物理服務(wù)器的升級(jí)維護(hù)工作后再將虛擬機(jī)遷移回來(lái)，整個(gè)過(guò)程不需要關(guān)閉虛擬機(jī)，最大程度地避免了對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響。隨著服務(wù)器虛擬化技術(shù)的發(fā)展和完善，越來(lái)越多的高校將會(huì)把虛擬化技術(shù)引入信息化建設(shè)中，以解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨的種種問(wèn)題。高校的信息技術(shù)人員可以根據(jù)各校信息化建設(shè)的自身特點(diǎn)和需要，對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行合理利用，以便改善對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支持能力，簡(jiǎn)化日常管理維護(hù)工作，推動(dòng)信息化建設(shè)的發(fā)展，為教育教學(xué)工作提供更好的服務(wù)。

作者：任學(xué)東 單位：蘇州百年職業(yè)學(xué)院