李伶

摘要：隨著高校信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，高校應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量大量增加，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心面臨著系統(tǒng)管理復(fù)雜、資源利用率低、兼容性差和安全控制與數(shù)據(jù)備份困難等問題。利用虛擬化技術(shù)可以將服務(wù)器進行整合，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的前提下，確保全面的數(shù)據(jù)安全和快速準確的災(zāi)難恢復(fù),不僅提高了資源的利用率，降低了運用成本，同時簡化了管理模式，提高數(shù)據(jù)中心的管理與服務(wù)保障水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；虛擬化；VMware；服務(wù)器

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0020-02

Vmware Based on Datacenter Virtualization in University

LI Ling

(Information & Network Center of Xuzhou Normal University, Xuzhou 221116, China)

Abstract: With the high development of information construction in University, the number of application server has increased，which leads to a lot of issues in datacenter, such as complex system management, low resource utilization, bad compatibility, safety control and difficult in data backup, etc. Using virtualization technology can integrate the servers, and can increase the resources utilization while ensuring comprehensive data security and fast and accurate disaster recovery. Meanwhile, it can simplify the management mode and improve the lev? el of datacenter management and service support.

Key words: datacenter ; virtualization; VMware; server

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，高校信息化建設(shè)取得了長足的進步，數(shù)字化校園成為高校信息化發(fā)展的一個必然趨勢，而數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字化校園的核心部分，承載著全校的網(wǎng)絡(luò)辦公、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信、綜合教務(wù)、科研信息、設(shè)備資產(chǎn)和綜合信息服務(wù)等多種應(yīng)用管理服務(wù)，成為衡量高校信息化建設(shè)水平的一個重要因素。

但伴隨著高校網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴大和應(yīng)用的不斷增多，高校數(shù)據(jù)中心在管理上暴露出很多的局限和困惑，主要表現(xiàn)在：

1)維護量大，管理水平偏低

應(yīng)用的不斷多元化使得數(shù)據(jù)中心服務(wù)器數(shù)目不斷增加，系統(tǒng)狀況越來越復(fù)雜，管理越來越困難，維護的工作量越來越大。

2)資源分配不合理，利用率偏低

為了避免沖突，傳統(tǒng)的服務(wù)器是根據(jù)應(yīng)用的種類增加而增加，一臺服務(wù)器通常不會投入到其他的應(yīng)用，這使得大量服務(wù)器的利用率偏低，造成資源的閑置浪費，不僅占用了機房空間，而且增加了電力供應(yīng)和制冷的能源消耗，違背綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的初衷，不利于節(jié)能減排。

3)兼容性差

系統(tǒng)和應(yīng)用遷移到其他服務(wù)器，需要和舊系統(tǒng)兼容。新的軟件包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件無法運行在老的硬件平臺，而老的代碼有時也很難移植到新的硬件平臺上。

4)服務(wù)器數(shù)據(jù)遷移、備份、恢復(fù)困難

業(yè)務(wù)連續(xù)性和災(zāi)難恢復(fù)性是管理風(fēng)險的關(guān)鍵，特別是在數(shù)字化發(fā)展較快的高校中，需要對關(guān)鍵應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫等重要服務(wù)器進行實時備份，一旦發(fā)生事故能夠及時恢復(fù)。

為了解決上述問題，數(shù)據(jù)中心虛擬化成為一個必然的發(fā)展趨勢，受到越來越多高校的青睞和重視，逐漸成為高校信息化建設(shè)的主流技術(shù)和關(guān)鍵應(yīng)用。

1虛擬化技術(shù)介紹

虛擬化技術(shù)是指通過映射或抽象的方式屏蔽物理資源的復(fù)雜性，以簡化基礎(chǔ)設(shè)施的管理，同時可以適應(yīng)應(yīng)用和技術(shù)的變化腳步，而且超出其物理局限性[1]，解決了異構(gòu)平臺的管理難度，提高數(shù)據(jù)中心資源的利用率和能力。

虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了軟件跟硬件的分離,讓資源的使用方式更具效率。用戶不需要考慮后臺的具體硬件實現(xiàn),而只需在虛擬層環(huán)境上運行自己的系統(tǒng)和軟件,而這些系統(tǒng)和軟件在運行時,也跟后臺的物理平臺無關(guān)。

2 VMware數(shù)據(jù)中心虛擬化方案

目前應(yīng)用較廣且比較成熟的數(shù)據(jù)中心虛擬化方案為VMware虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)，包含ESX Server、Virtual Center和Virtual Client三個部分。其中，ESX Server直接安裝在硬件層，可以創(chuàng)建多個虛擬機，并將硬件資源抽象到多個虛擬機中，使得虛擬機之間相互獨立，擁有獨立的處理器、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源，可以運行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

基于VMware的數(shù)據(jù)中心虛擬化主要包括服務(wù)器整合、業(yè)務(wù)連續(xù)性保證、虛擬化管理三個方面。

2.1服務(wù)器整合

如前所述，服務(wù)器數(shù)量劇增和平臺依賴性等因素成為高校信息化發(fā)展的障礙，而VMware虛擬化技術(shù)可以通過整合硬件來提高服務(wù)器利用率，從而降低IT成本，在數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)更強的控制力和更高的靈活性。

利用VMware vSphere套件來整合服務(wù)器硬件。傳統(tǒng)的一種工作負載配一臺機器的服務(wù)器部署方法不可避免會導(dǎo)致硬件資產(chǎn)過度部署和利用率不足。大多數(shù)服務(wù)器只利用了其總體負載容量的大約10%。電力、散熱、網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)架構(gòu)、存儲、管理開銷和不動產(chǎn)成本不斷增加。將物理機轉(zhuǎn)換為功能完善的虛擬機可以避免服務(wù)器數(shù)量劇增。VMware虛擬機獨立于底層硬件運行，在多種物理服務(wù)器上均可建立，每個虛擬機代表一個具有處理器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、存儲器和BIOS的完整系統(tǒng)。同一臺物理服務(wù)器上的不同虛擬機均可以獨立運行Windows、Linux等不同的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，從而實現(xiàn)一臺物理服務(wù)器上運行多個系統(tǒng)，將服務(wù)器硬件的利用率從10%左右提高到80%左右，從而將硬件需求減少到原來的十分之一或更少。服務(wù)器數(shù)量的減少，必將導(dǎo)致電力、制冷等能耗的費用，從而極大的節(jié)約運營成本。

2.2業(yè)務(wù)連續(xù)性保證

為了解決服務(wù)器數(shù)據(jù)遷移、備份和恢復(fù)困難的問題，確保數(shù)據(jù)保護的安全，實現(xiàn)了服務(wù)器整合的數(shù)據(jù)中心必須構(gòu)建高可靠性的災(zāi)難恢復(fù)和全面的數(shù)據(jù)保護功能。VMware數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案主要從構(gòu)建可靠的災(zāi)難恢復(fù)、為IT基礎(chǔ)架構(gòu)提供全面的數(shù)據(jù)保護、利用HA功能消除計劃內(nèi)和計劃外停機三個方面確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

構(gòu)建快速、可靠、經(jīng)濟高效的災(zāi)難恢復(fù)解決方案。虛擬機的硬件配置、固件、操作系統(tǒng)安裝以及應(yīng)用程序安裝都作為數(shù)據(jù)存儲在磁盤上的文件中，使用備份或復(fù)制軟件保護這些文件即保護整個系統(tǒng)。因為虛擬機是獨立于硬件的，這些文件無需更改即可恢復(fù)到任何硬件上，從而實現(xiàn)快速的災(zāi)難恢復(fù)；在虛擬化環(huán)境中，可以利用現(xiàn)有資源進行無中斷測試，通過消除由硬件差異導(dǎo)致的故障，簡化了維護恢復(fù)站點的復(fù)雜性；通過將物理服務(wù)器轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并將恢復(fù)過程轉(zhuǎn)化為軟件，利用VMware SRM (Site Recovery Man? ager)可以實現(xiàn)災(zāi)難自動恢復(fù)。

為IT基礎(chǔ)架構(gòu)提供全面的數(shù)據(jù)保護。利用基于磁盤的備份和恢復(fù)解決方案VDR（VMware Data Recover）實現(xiàn)快速、簡單和全面的虛擬機數(shù)據(jù)保護，將完整的系統(tǒng)配置、應(yīng)用程序安裝和數(shù)據(jù)封裝到幾個文件中，實現(xiàn)對系統(tǒng)和應(yīng)用程序的全面保護和無中斷備份。

利用HA功能消除計劃內(nèi)和計劃外停機。無論是計劃內(nèi)停機還是計劃外停機都會產(chǎn)生大量成本。在VMware的專有工具中，用于虛擬機熱備的HA工具，不僅實現(xiàn)虛擬機的熱備，還能實現(xiàn)虛擬機集群、資源的動態(tài)分配等功能。HA將一組虛擬機合并為一個具有共享資源池的集群系統(tǒng)。HA監(jiān)控集群中的所有主機，一旦某臺主機發(fā)生故障，HA會立即響應(yīng)，并利用ESX Server存儲棧中的鎖定技術(shù)，在另一臺主機上安全重啟發(fā)生故障的主機，完成業(yè)務(wù)不中斷的切換[2]。

2.3虛擬化管理

快速的基礎(chǔ)架構(gòu)以及新應(yīng)用程序平臺和云計算部署模式的出現(xiàn)，超出了傳統(tǒng)IT管理方法的能力范圍。VMware通過vSphere平臺提高了可管理性，利用Virtual Center管理主機和虛擬服務(wù)器，簡化了管理，它能在即將發(fā)生性能下降時發(fā)出警報，使管理者能夠在中斷用戶受到影響之前采取行動，將“先警報后響應(yīng)”的管理方法轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋软憫?yīng)后報警”的管理方法。同時，VMware提出了一種融合管理的解決方案，可以在團隊之間實現(xiàn)更強的協(xié)作和數(shù)據(jù)及流程共享，使各團隊相互獨立的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎霉蚕矸?wù)模式。

3數(shù)據(jù)中心虛擬化方案的實施建議

數(shù)據(jù)中心實施虛擬化技術(shù)，需要從以下幾個方面加以考慮[3]：

1)要統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施

不同高?，F(xiàn)有資源及資源的使用情況不同，虛擬化的實施步驟應(yīng)該根據(jù)自身資源狀況，制定系統(tǒng)的實施規(guī)劃，確定需要納入虛擬化管理的現(xiàn)有資源和不同類型的類型，分步實施數(shù)據(jù)中心虛擬化工作。

2)避免盲目強行虛擬化

不是所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)或應(yīng)用都適合虛擬化的，例如高性能計算、視頻服務(wù)類應(yīng)用、需要占用大量I/O和內(nèi)存資源的大負載應(yīng)用以及其他重要應(yīng)用，就不適合采用虛擬化技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)中心實際應(yīng)用情況來具體分析。

3)技術(shù)和管理并重

在實施數(shù)據(jù)中心虛擬化的過程中，即涉及物理資源虛擬化問題，又涉及管理虛擬環(huán)境問題，在做好具體化技術(shù)方案的同時，也應(yīng)該加強管理的規(guī)范化，做到兩手抓，兩手都要硬。

4結(jié)束語

基于VMware的虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用能提高現(xiàn)有服務(wù)器的利用率，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性不間斷的前提下，為高校節(jié)省購置服務(wù)器和由此所帶來的供電、制冷等方面的開支，大大降低高校的IT成本。同時，配套的管理平臺和軟件也為虛擬化數(shù)據(jù)中心的管理和維護帶來極大的便利?？梢哉f，VMware虛擬化技術(shù)為高校數(shù)字化、信息化的發(fā)展提供了可靠的硬件保障和軟件平臺，成為高校實施數(shù)據(jù)中心虛擬化的主流趨勢和最佳選擇。

參考文獻:

[1] G. Somasundaram, Alok Shrivastava[M].北京:人民郵電出版社,2010.207-208.

[2]董兆殷.基于ESX Server的校園數(shù)據(jù)中心虛擬化技術(shù)的研究[J].電腦知識與技術(shù),2010,6(12):3140-3141.

[3]周俐軍,林澤東,劉偉科.基于VMware的高校數(shù)據(jù)中心虛擬化管理探究[J].中國管理信息化,2009,12(16):65-66.