◆郭延勇

（華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠 山東 271100）

分析服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的具體運用

◆郭延勇

（華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠 山東 271100）

服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)的應(yīng)用逐漸走向成熟化。本文首先簡要介紹了傳統(tǒng)服務(wù)器存在的問題，在其基礎(chǔ)上討論了服務(wù)器虛擬化技術(shù)運用的優(yōu)勢，最后以VMware為例，通過建立冗余虛擬環(huán)境來實現(xiàn)故障快速恢復(fù)以及系統(tǒng)快速遷移，實踐證明該技術(shù)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)的應(yīng)用具有高效性以及可行性。

服務(wù)器；虛擬化；數(shù)據(jù)中心

0 前言

傳統(tǒng)的服務(wù)器的應(yīng)用比較單一，不僅管理復(fù)雜，而且利用率也不是很高，如果機器出現(xiàn)故障，需要花費大量的時間來恢復(fù)。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時代背景下，要求新型的虛擬化技術(shù)不僅具有管理簡單化優(yōu)勢，而且還要在一定程度上控制好建設(shè)成本[1]。本文主要探討了傳統(tǒng)服務(wù)器存在的問題，并分析服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的具體運用。

1 傳統(tǒng)服務(wù)器存在的問題

1.1 資源利用率較低

通常情況下，如果采用傳統(tǒng)模式，想要搭建一個平臺需要7臺至8臺服務(wù)器，按照級別的不同，對應(yīng)的網(wǎng)站大約有40個。通常情況下，在數(shù)據(jù)中心當(dāng)中一臺服務(wù)器只能使得一個操作系統(tǒng)得以有效運行，而操作系統(tǒng)于應(yīng)用程序之間的關(guān)系也是一對一的關(guān)系，通過相關(guān)統(tǒng)計其資源利用率不會高于20%，使得大部分資源沒有得到充分利用，處于閑置狀態(tài)的時間比較長[2]。除此之外，數(shù)據(jù)中心的空間會逐漸呈現(xiàn)出不足狀態(tài)，并且服務(wù)器的數(shù)量也會有所增長，從而增加了設(shè)備的密度。

1.2 管理缺乏簡單化、故障恢復(fù)時間長

大部分服務(wù)器均為獨立服務(wù)器，這種模式加大了服務(wù)器的管理難度，并且很多服務(wù)器沒有使用冗余設(shè)計，一旦一臺服務(wù)器發(fā)生故障，那么該平臺對應(yīng)的業(yè)務(wù)將不能夠繼續(xù)開展下去，只能停止等待其恢復(fù)到正常狀態(tài)，但是需要大量的人力以及物力，由于時間過長造成了平臺業(yè)務(wù)的嚴(yán)重影響。除此之外，還不利于系統(tǒng)的備份以及數(shù)據(jù)的備份。

1.3 成本較高、消耗功能較大

由于平臺業(yè)務(wù)逐漸擴大，需要服務(wù)器的數(shù)量逐漸增加，所以每一年都需要一大筆資金用于服務(wù)器的購置以及維護(hù)，并且該費用呈現(xiàn)出了遞增的趨勢。除此之外，散熱問題以及機房能耗問題也隨之突顯出來，所以還要加大機房散熱以及能源消耗資金的投入。

1.4 軟硬件兼容性較差

對于應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)以及硬件平臺來說，不僅復(fù)雜，而且種類比較多，使得軟硬件兼容性較差，問題發(fā)生比較頻繁。在舊的硬件平臺上沒有辦法安裝新軟件，不僅如此，該平臺上的代碼轉(zhuǎn)移到新的硬件平臺上也存在一定困難，因此最大的問題就是遷移系統(tǒng)。

2 在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中運用服務(wù)器虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 提升系統(tǒng)的整體運行效率

通過使用服務(wù)器虛擬技術(shù)代替了傳統(tǒng)模式，不再處于“一對一”運行狀態(tài)，而是將幾臺服務(wù)器結(jié)合起來，組成了一臺虛擬服務(wù)器，其中所有服務(wù)器的運行均具有一定的獨立性，可以安裝自身所需的應(yīng)用軟件以及操作系統(tǒng)[3]。實踐證明，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高硬件資源的利用率，一般情況下其利用率在60%到80%之間。所以，該項技術(shù)可以提升系統(tǒng)的整體運行效率。

2.2 控制運行成本

傳統(tǒng)服務(wù)器模式需要服務(wù)器的數(shù)量非常多，使得年耗電量呈現(xiàn)出上升趨勢，并且還要做好散熱工作，導(dǎo)致成本增加。由于虛擬技術(shù)逐漸融入到人們的生活當(dāng)中，很多應(yīng)用系統(tǒng)隨之產(chǎn)生，并且引進(jìn)了很多服務(wù)器，這就要求機房必須有足夠的空間，而且在一定程度上增加了后期的設(shè)備維護(hù)工作量。服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可以彌補傳統(tǒng)模式存在的不足，減少了服務(wù)器的數(shù)量同時，也降低了后期的維護(hù)成本以及運營成本。

2.3 智能化管理模式

虛擬服務(wù)器采取的是的分布式電源管理模式，具有智能化分配電能的功能，從而有效節(jié)約了能源消耗。與此同時，該服務(wù)器在分配硬件資源時還具有一定的動態(tài)特性，可以實時監(jiān)控所有虛擬服務(wù)器，一旦出現(xiàn)負(fù)載過重的情況，其他處于閑置狀態(tài)的虛擬服務(wù)器資源經(jīng)過系統(tǒng)命令會借轉(zhuǎn)到該服務(wù)器上，使得繁重的任務(wù)得以重新分配。

2.4 提高系統(tǒng)的安全性

為了確保數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以正常運行，必須提高系統(tǒng)的安全性。然而服務(wù)器虛擬化技術(shù)在安全性方面也具有獨特的優(yōu)勢。（1）虛擬服務(wù)器屬于一個獨立的體系，與硬件沒有關(guān)系，在部署好虛擬機以后，通過使用虛擬機軟件，可以獲取相應(yīng)的文件。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，通過讀取虛擬機文件就可以在很短的時間內(nèi)得以恢復(fù)。（2）由于虛擬服務(wù)器自身具有動態(tài)遷移功能，可以縮短物理服務(wù)器與虛擬服務(wù)器之間遷移所需的時間，而且如果在檢測過程中發(fā)現(xiàn)物理服務(wù)器發(fā)生故障，利用虛擬服務(wù)器可以在很短時間內(nèi)，將其重要文件轉(zhuǎn)移到另外一臺運行正常的物理服務(wù)器上，從而保證系統(tǒng)的連續(xù)運行。因此，該設(shè)備可以有效提高系統(tǒng)的安全性。

3 服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)平臺的建設(shè)

3.1 服務(wù)器功能需求

數(shù)據(jù)中心作為一種共享服務(wù)平臺，其應(yīng)用系統(tǒng)主要包括三大基礎(chǔ)平臺、統(tǒng)一授權(quán)認(rèn)證平臺、辦公系統(tǒng)等。因此服務(wù)器的功能需求為:郵件系統(tǒng)以及對應(yīng)的DNS服務(wù)器均處于連續(xù)運行狀態(tài)；確保平臺主頁的安全性以及二級網(wǎng)站的安全性。除此之外，通過使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以使得系統(tǒng)管理更加便利。

3.2 服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計與實施

在設(shè)計服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用方案時，需要考慮到以下幾個方面：依據(jù)系統(tǒng)功能需求，將不同的操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件分別安裝到相應(yīng)的虛擬服務(wù)器當(dāng)中，與此同時還需要考慮一些指標(biāo)，例如并發(fā)數(shù)、負(fù)載等，確保所有種類資源的分配具有一定的合理性，除此之外，還需要考慮后期的虛擬機數(shù)量擴增等問題。為了達(dá)到故障快速恢復(fù)以及系統(tǒng)快速遷移的目的，本文通過建立冗余虛擬環(huán)境來實現(xiàn)。

一個具體的體系結(jié)構(gòu)可以對系統(tǒng)的組成部件進(jìn)行更加準(zhǔn)確的定義，而且還可以充分體現(xiàn)出部件與部件之間的關(guān)系，本著一致性的原則，有助于系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，從而使得預(yù)期需求可以與建立的系統(tǒng)得以匹配。如圖1所示為系統(tǒng)平臺架構(gòu)圖。

圖1 系統(tǒng)平臺架構(gòu)圖

本文以VMware為例，讓該系統(tǒng)軟件在物理服務(wù)器上運行，并且配備了一臺管理服務(wù)器，為了達(dá)到共享存儲設(shè)備、CPU、網(wǎng)絡(luò)以及內(nèi)存的目的，創(chuàng)建了11臺以上的虛擬機。服務(wù)器虛擬化架構(gòu)的組成部分不僅包括虛擬管理服務(wù)器、物理服務(wù)器管理軟件，同時還包括物理服務(wù)器以及虛擬服務(wù)器，除此之外，還包括存儲設(shè)備以及交換設(shè)備。經(jīng)過服務(wù)器對虛擬機進(jìn)行合理部署、啟動以及遷移操作，在一定程度上提升了監(jiān)控系統(tǒng)的性能以及利用率，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會自動發(fā)出通知，同時還會以email的形式發(fā)出警報。其自身的有效訪問控制可以使得系統(tǒng)始終處于安全環(huán)境當(dāng)中。另外，系統(tǒng)硬盤上還會集成LDAP服務(wù)器或者活動目錄。

原本需要幾十臺服務(wù)器才能夠完成的業(yè)務(wù)，本文設(shè)計的方案搭建出來的虛擬機系統(tǒng)只需要幾臺服務(wù)器就可以實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，大多數(shù)運營的業(yè)務(wù)都可以遷移至虛擬服務(wù)器。該虛擬機可以根據(jù)系統(tǒng)功能需求，對虛擬架構(gòu)軟件采取統(tǒng)一調(diào)配的處理措施，從而滿足應(yīng)用對系統(tǒng)資源的相關(guān)需求，并且使得資源得以穩(wěn)定運行，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的整體資源利用率。本文設(shè)計的應(yīng)用方案可以為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生獨立完成學(xué)習(xí)內(nèi)容。不僅如此，教師還可以利用此方案來完成實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，根據(jù)實際需求來對虛擬服務(wù)器進(jìn)行合理分配，任務(wù)完成以后再將其收回。

4 總結(jié)

隨著服務(wù)器虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展，人們對其服務(wù)以及應(yīng)用的需求有所提高，所以建立一個高效的虛擬化環(huán)境是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然趨勢。目前吸引人們眼球的“云計算”與虛擬化技術(shù)之間存在相輔相成的關(guān)系，所以該項技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊。本文在討論傳統(tǒng)服務(wù)器存在的問題以后，對服務(wù)器虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了簡要介紹，最后以實例驗證該技術(shù)具有的優(yōu)勢。

[1]葉建輝.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用探究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(自然版)，2016.

[2]林秀.虛擬化技術(shù)在企業(yè)數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用[J].電信快報，2011.

[3]付平武.服務(wù)器虛擬化在校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版)，2013.