蘇廣

【摘 要】服務器虛擬化技術(shù)可以降低服務器投入，實現(xiàn)“一個應用，一臺服務器”的需求，該技術(shù)是校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設的趨勢。本文基于Citrix Xen技術(shù)架構(gòu)，介紹了中小學服務器虛擬化的背景、Xen服務器虛擬化技術(shù)概述、基于Xen的服務器虛擬化步驟、合理地設計和規(guī)劃使服務器虛擬化技術(shù)更能發(fā)揮效用等關于中小學服務器虛擬化的建設研究。

【關鍵詞】服務器虛擬化 校園網(wǎng)建設 Xen虛擬化

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）09B-0163-02

一、中小學服務器虛擬化的背景

目前中小學教育信息化服務平臺呈現(xiàn)出百花齊放的現(xiàn)狀，這是基礎教育融入信息社會的必然趨勢，只有平臺和資源都豐富了，才能更好地實現(xiàn)教育現(xiàn)代化。常見的平臺有學校管理系統(tǒng)、選課系統(tǒng)、成績分析系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、資源庫、電子圖書系統(tǒng)、命題改卷系統(tǒng)、學習管理系統(tǒng)、教師培訓系統(tǒng)、多媒體點播平臺、家校聯(lián)系平臺、校園網(wǎng)站等。在學校信息化的建設和發(fā)展過程中，應用平臺會越來越多，這些應用給服務器造成的負擔也越來越重。這就帶來了很多數(shù)據(jù)中心的管理問題，例如常會遇到以下情況：一是信息化應用越來越多，于是為每一種應用配上一臺專用的服務器，采購成本很高，而服務器容易造成浪費。例如選課系統(tǒng)一個學期只用一次，但是由于并發(fā)量大，所以對服務器的要求非常高。若該服務器只用于選課，平時只能閑置。二是對于性能好而利用率不高的服務器，可以同時安裝幾個應用，雖然避免了浪費，但是又容易產(chǎn)生軟件不兼容，發(fā)生軟件沖突又難以隔離。三是服務器硬件出現(xiàn)故障或數(shù)據(jù)遭受破壞，重新安裝和遷移數(shù)據(jù)非常困難。

那么如何才能提高服務器利用率，降低采購和運營成本，根據(jù)需要動態(tài)劃分硬件資源，并能加快部署速度，實現(xiàn)高可用性呢？服務器虛擬化技術(shù)為我們解決了以上問題。

二、Xen服務器虛擬化技術(shù)概述

XenServer是基于思杰（Citrix）公司推出的一款開源的服務器虛擬化平臺。它可以直接在裸機上進行安裝并引導啟動計算機。XenServer以自身的功能強大、部署簡易和安全可靠等特點，被業(yè)界認可并在企業(yè)中廣泛使用。

如圖1，在Xen技術(shù)架構(gòu)下，物理服務器不是孤立的，所有的服務器硬件資源被建成一個個資源池，同時，網(wǎng)絡存儲設備能被多臺物理機共享，它也可以成為池的存儲資源。資源池建成后，再根據(jù)服務器的資源需求和業(yè)務優(yōu)先級靈活地從各個池中創(chuàng)建出一臺臺服務器虛擬機。這種在池中創(chuàng)建虛擬機的模式，實現(xiàn)了服務器硬件資源的統(tǒng)一管理。

資源池中虛擬出服務器也成為了服務器高可用性的基礎。這種高可用的實現(xiàn)方案是即使某臺物理服務器宕機，運行在該物理主機上的虛擬機也可以動態(tài)遷移到該池中其他可用的物理主機上，保證了服務的持續(xù)性。

三、基于Xen的服務器虛擬化步驟

經(jīng)過實踐和經(jīng)驗總結(jié)，利用Xen技術(shù)架構(gòu)來建設高可用的服務器虛擬化平臺，可以按以下六步完成。

（一）選擇符合條件的服務器

適合建立池的服務器應該滿足以下條件：第一，同一個池所有的CPU必須屬于同一品牌。第二，所有的CPU支持虛擬化技術(shù)并啟用虛擬化功能。第三，所有CPU具有相同的功能集，否則不利于虛擬機實時遷移。

（二）安裝XenServer和XenCenter

從http：//xenserver.org/網(wǎng)站可以免費下載XenServer的ISO映像文件，刻錄成CD-ROM后直接用光盤引導服務器安裝即可。服務器上安裝了XenServer后，就具備了Xen服務器虛擬化的功能。

為了方便用戶，思杰還免費提供一套基于Windows操作系統(tǒng)的圖形化控制軟件—— XenCenter。XenCenter適合在管理員的PC電腦上安裝，用來進行日常管理和維護工作，并且XenCenter還有著完善的中文版界面和幫助文件，適合國人使用。

（三）配置網(wǎng)絡存儲實現(xiàn)高可用

Xen的的高可用（HA）功能可以在宿主物理機發(fā)生故障的時候，將虛擬機從故障機轉(zhuǎn)到正常服務器上，保證服務的持續(xù)運行，減少停止服務時間。對于一些使用率高的應用，高可用性是非常重要的。

Xen的高可用性功能，要求存儲庫可以在資源池中的各服務器之間共享，不能只用本機的硬盤作為存儲磁盤，因此必須建立可網(wǎng)絡共享的存儲庫，以便于虛擬機故障遷移。XenServer網(wǎng)絡共享虛擬存儲磁盤可選的技術(shù)有三種：NFS、軟件iSCSI和硬件HBA。因此，若要保證應用的可靠性，必須部署有網(wǎng)絡存儲設備。

（四）創(chuàng)建資源池

創(chuàng)建資源池分為三步：第一，執(zhí)行新建池命令；第二，指定池主服務器；第三，添加服務器到該池中。其中，池主服務器是所有XenServer數(shù)據(jù)交換的核心節(jié)點，它一旦因故關閉，在指定其他某個成員作為新的池主服務器之前，池將不可用。因此，在創(chuàng)建池時，務必指定一臺可靠的物理服務器作為池主服務器。但是，在啟用高可用性的資源池中，池主服務器失效或關閉時，系統(tǒng)將自動指定新的池主服務器，從而避免了單點故障問題。

（五）創(chuàng)建虛擬機

Xen支持多種方式創(chuàng)建虛擬機：從模板創(chuàng)建、從快照創(chuàng)建、復制現(xiàn)有VM和導入之前創(chuàng)建過的VM等。創(chuàng)建的步驟非常簡單，只需在XenCenter中根據(jù)向?qū)б啦襟E建立即可。

特別注意，在裝完虛擬機的操作系統(tǒng)后，必須在每個虛擬機上安裝 XenServer Tools，否則會顯著降低 VM 的性能。XenServer Tools軟件是XenCenter自帶的，無須另外下載，將XenTools映像文件掛載到虛擬機的光驅(qū)中就能安裝。

（六）備份虛擬機

在每臺虛擬機裝好系統(tǒng)和配置完應用后，建議將虛擬機進行導出并備份到專用的存儲器上妥善保存，避免池中服務器遭受災難性損壞后難以恢復資源池。

四、合理地設計和規(guī)劃使服務器虛擬化技術(shù)更能發(fā)揮效用

在中小學校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的應用中，服務器虛擬化的技術(shù)優(yōu)勢并不是絕對的。比如，只有服務器而沒有網(wǎng)絡存儲，即使服務器虛擬化了，也不能保證高可用性；軟件需要使用硬件加密狗，但虛擬機安裝加密狗驅(qū)動只能使用物理機和虛擬機穿通的方法，這綁定了虛擬機運行的宿主物理機，不利于高可用和遷移；無法把多臺服務器虛擬成一臺服務器來提高性能。解決這些問題關鍵在于對服務器虛擬化技術(shù)的理解和合理的使用。網(wǎng)絡中心的設計和規(guī)劃都要以人為本，不能單純追求服務器虛擬化而不切實際。

針對中小學校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，若要采用服務器虛擬化技術(shù)，在規(guī)劃時有以下幾條建議：

1.一個資源池最好只用同型號同配置的服務器，避免CPU功能損失或不兼容。

2.每個資源池應有2臺以上服務器，以提高高可用性。

3.每個資源池應配一個網(wǎng)絡共享存儲庫，操作系統(tǒng)安裝在網(wǎng)絡共享存儲庫內(nèi)。服務器硬盤也不宜浪費，非重要的靜態(tài)文件可保存其中。

4.有些應用或服務使用時就占用服務器70%以上資源的應用，這種應用應直接安裝在物理主機上，避免虛擬化后反而降低服務器性能。

5.必須使用服務器特殊硬件接口的應用，如需要安裝加密狗、短信貓的應用服務。應直接安裝在物理主機上，避免硬件接口讀寫失敗。

五、結(jié)語

服務器虛擬化在中小學校園網(wǎng)中的應用尚處于興起階段，學校校園網(wǎng)規(guī)劃必然要切合這個趨勢。但虛擬化也會給許多舊版的軟件平臺帶來各種影響，必須結(jié)合本校的實際情況，才能找到一套符合自己的模式。

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[3]湯小康.服務器虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)中的應用[J].計算機時代，2009（2）

[4]高明.構(gòu)建基于Xen技術(shù)的服務器虛擬化平臺[J].合作經(jīng)濟與科技，2013（8）

【作者簡介】蘇 廣（1980— ），男，壯族，廣西南寧人，碩士，南寧市第三十六中學教師。

（責編 羅汝君）