服務(wù)器虛擬化技術(shù)及其校園應(yīng)用探析

吳勇

摘要：先闡述了服務(wù)器虛擬化技術(shù)的特點和優(yōu)勢，分析了華三的虛擬化產(chǎn)品特點，再論述了服務(wù)器虛擬化技術(shù)如何應(yīng)用于校園數(shù)字化建設(shè)，以期達(dá)到降低運行成本、提升使用效率的目的。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù) 服務(wù)器虛擬化 數(shù)字化校園 存儲虛擬化

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0213-02

虛擬化技術(shù)是云計算的關(guān)鍵技術(shù)，它將計算機(jī)各種硬件資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲器等加以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，使用戶可以更好的使用這些資源。虛擬化非常靈活，不受現(xiàn)有資源的架設(shè)方式、地域或物理形態(tài)所限制，能夠達(dá)到簡化IT基礎(chǔ)設(shè)施、簡化資源及其管理訪問方式的作用。隨著虛擬化技術(shù)發(fā)展和逐漸成熟，虛擬化的產(chǎn)品和應(yīng)用越來越廣。其中的服務(wù)器虛擬化扮演著重要角色，下面將對服務(wù)器虛擬化技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 服務(wù)器虛擬化概述

服務(wù)器虛擬化是將服務(wù)器的物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務(wù)器變成多臺相互隔離的虛擬機(jī)。傳統(tǒng)服務(wù)器一套操作系統(tǒng)直接構(gòu)建在硬件上，而虛擬化通過Hypervisor在底層硬件之上建立一個抽象層（虛擬化層），再通過其虛擬出多臺虛擬機(jī)，分別安裝操作系統(tǒng)，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[1]。服務(wù)器虛擬化是實現(xiàn)云計算的重要基礎(chǔ)。

服務(wù)器虛擬化技術(shù)可分為多虛一和一虛多兩大方向。其中云計算機(jī)主要依賴于一虛多技術(shù)。多虛一主要在應(yīng)用層面將底層資源整合，達(dá)到對外統(tǒng)一服務(wù)的目的。Hadoop分布式軟件架構(gòu)就是典型的多虛一代表。另外也有在操作系統(tǒng)層面上的多虛一，如群集、負(fù)載平衡技術(shù)。多虛一在大型互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中應(yīng)用較多，如百度、騰訊、Google的應(yīng)用架構(gòu)。一虛多則在一臺物理服務(wù)器上虛擬出多臺能夠同時運行且相互獨立的操作系統(tǒng)，其在硬件層與操作系統(tǒng)層之間增加了一個新的層次Hypervisor層，由它模擬出多臺虛擬機(jī)。由此形成硬件層（Hardware）、虛擬化層（Hypervisor）、虛擬機(jī)（VM）三層，而虛擬機(jī)又包括操作系統(tǒng)（Guest OS）和應(yīng)用程序（Application）二層。一虛多可應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如Web網(wǎng)站、OA系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、認(rèn)證系統(tǒng)等，適用范圍廣泛。這類虛擬化產(chǎn)品主要有VMware ESXi、Linux KVM、XenServer、Hyper-V、H3C CVK等。

虛擬化通過服務(wù)器的整合，具有提高硬件使用率、降低硬件投資成本、節(jié)能降耗的優(yōu)點，能夠快速統(tǒng)一部署應(yīng)用系統(tǒng)，提高系統(tǒng)可用性和可靠性，實現(xiàn)了新一代數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。

2 華三虛擬化技術(shù)的特點

杭州華三通信技術(shù)有限公司作為植根中國的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司，在新一代數(shù)據(jù)中心部署方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。下面以華三的虛擬化技術(shù)為例進(jìn)行分析。

華三的虛擬化既有硬件支撐，又有專用的虛擬化管理平臺軟件。其典型的硬件設(shè)施有FlexServer系列服務(wù)器。FlexServer機(jī)架服務(wù)器是一款具有出色性能、可擴(kuò)展性和可伸縮性的高密度機(jī)架式服務(wù)器，內(nèi)置Intel Xeon處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)硬件輔助虛擬化，其存儲性能優(yōu)越，能夠建立存儲群集和網(wǎng)絡(luò)RAID，具有專用的iLO（Integrated Lights-out）管理引擎。華三的虛擬化管理軟件為CAS。CAS由CVK、CVM和CIC組成。組件CVK為虛擬化內(nèi)核平臺，CVM為虛擬化管理系統(tǒng)，CIC為云業(yè)務(wù)管理中心[2]。

利用華三虛擬化技術(shù)，能夠有效控制服務(wù)器數(shù)量膨脹，實現(xiàn)服務(wù)器利用率最大化，進(jìn)行智能化的資源自動優(yōu)化配置，提高服務(wù)的敏捷性、高效性和可控性。其管理平臺整合了數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)設(shè)施資源，具有以下特點：（1）基于集群技術(shù)集中管理；（2）利用服務(wù)器故障遷移技術(shù)，提供高可靠性服務(wù)；（3）監(jiān)測虛擬機(jī)，自動為故障節(jié)點選擇遷移；（4）利用規(guī)則實現(xiàn)動態(tài)資源調(diào)度；（5）能夠進(jìn)行虛擬機(jī)生命周期管理；（6）具有備份、快照等功能；（7）具有共享存儲管理能力；（8）支持IEEE 802.1Qbg（EVB）協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對虛擬機(jī)流量的全面監(jiān)控。

3 服務(wù)器虛擬化技術(shù)在校園中的應(yīng)用

（1）整合校園應(yīng)用服務(wù)器，提升系統(tǒng)使用效率。隨著數(shù)字化校園發(fā)展，校園各種應(yīng)用服務(wù)器越來越多，譬如OA系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、離校系統(tǒng)、迎新系統(tǒng)等等，傳統(tǒng)做法會為每一個系統(tǒng)單獨配置服務(wù)器，導(dǎo)致服務(wù)器過多。由于服務(wù)器提供的程序單一，不少系統(tǒng)絕大部分時間都處于閑置狀態(tài)，比如迎新系統(tǒng)、離校系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)等，使用高峰期只有1～2周時間，其它時間則很少訪問，致使資源浪費較大。服務(wù)器虛擬化能夠整合各種應(yīng)用服務(wù)器，將一臺服務(wù)器劃分成多臺獨立的虛擬服務(wù)器，共享硬件資源。這樣利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以僅用幾臺服務(wù)器就實現(xiàn)幾十臺服務(wù)器的功效，充分實現(xiàn)提高資源利用率、節(jié)省能源、降低運行成本的作用。實踐表明，服務(wù)器虛擬化相比傳統(tǒng)服務(wù)器，硬件資源利用率提高了8～10倍。

（2）構(gòu)建服務(wù)器虛擬化機(jī)房。傳統(tǒng)機(jī)房，計算機(jī)都具有獨立功能，網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)之間形成對等結(jié)構(gòu)。每一臺機(jī)器都有獨立的硬件資源和操作系統(tǒng)，雖有還原卡等管理系統(tǒng)，但需要傳輸系統(tǒng)、對每個個體進(jìn)行管理。將服務(wù)器虛擬化引入機(jī)房，使用C/S結(jié)構(gòu)，客戶機(jī)不需要存儲設(shè)備，甚至可省去大部分硬件設(shè)備，只需要顯示設(shè)備、輸入設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備。服務(wù)器虛擬出若干臺計算機(jī)，安裝好操作系統(tǒng)和教學(xué)所學(xué)軟件，為每臺虛擬機(jī)分配硬件資源和存儲空間，同時將每臺虛擬機(jī)與客戶機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。學(xué)生在客戶機(jī)上進(jìn)行操作，感覺就像一臺獨立的計算機(jī)。通過服務(wù)器虛擬化技術(shù)，一個機(jī)房只需要1～2臺性能較好的服務(wù)器和多臺客戶機(jī)就能實現(xiàn)正常教學(xué)使用，方便了管理，大大節(jié)省了存儲設(shè)備等硬件資源。

（3）虛擬化服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲，構(gòu)建電子資源庫。高校數(shù)字化校園建設(shè)積累了大量數(shù)字資源，特別是電子圖書資源給存儲帶來壓力。如何安全有效存儲而又方便檢索瀏覽這些電子資源，成為重要課題。對電子資源的存儲虛擬化，可以通過磁盤陣列虛擬化來實現(xiàn)，采用RAID技術(shù)和熱備份技術(shù)來部署。RAID技術(shù)通過數(shù)據(jù)的校驗位來保證數(shù)據(jù)的安全，其中任何一個硬盤損壞，都能根據(jù)其他硬盤上的校驗位來重建損壞的數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的安全[3]。熱備技術(shù)通過磁盤冗余，及時替換壞掉的磁盤，同時數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入熱備盤，有效保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。存儲虛擬化后，再提供統(tǒng)一的服務(wù)接口，保證數(shù)字資源的正常使用。

4 結(jié)語

虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，能較大程度提高生產(chǎn)力，增加資產(chǎn)利用率。隨著其技術(shù)的深入發(fā)展，服務(wù)器虛擬化的應(yīng)用將更加廣泛，更加有活力，同時也亟需將技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

參考文獻(xiàn)

[1]王栓杰，李春鵬，王昌勝.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用探析[J].信息系統(tǒng)工程，2012，5：74-77.

[2]杭州華三通信技術(shù)有限公司.H3C CAS云計算管理平臺安裝指導(dǎo)[EB/OL].http：//www.h3c.com.cn.

[3]宋曉光，楊哂哂，呂淵鳴.虛擬化技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國教育網(wǎng)絡(luò)，2011，3：76-78.endprint