基于VMware vSphere的高校一卡通虛擬化解決方案

李寧

摘要：隨著高校信息化建設(shè)的不斷深入發(fā)展，作為早期建設(shè)的校園一卡通系統(tǒng)，其數(shù)量繁多的一卡通業(yè)務(wù)物理服務(wù)器面臨著管理復(fù)雜、資源利用率低下、安全控制與數(shù)據(jù)備份困難等諸多問(wèn)題。本文將在高校數(shù)據(jù)中心中廣泛使用的虛擬化技術(shù)應(yīng)用在一卡通項(xiàng)目中來(lái)解決這一問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：VMware vSphere；服務(wù)器虛擬化；一卡通

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）35-0246-02

1 虛擬化技術(shù)

虛擬化的基本概念最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)六十年代美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)家Christopher Strachey的一篇學(xué)術(shù)論文《Time Sharing in Large Fast Computers》中。在這篇論文中克里斯托弗對(duì)虛擬化這一概念進(jìn)行了闡述。所謂虛擬化技術(shù)指的是通過(guò)對(duì)物理層硬件如，物理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、存儲(chǔ)等進(jìn)行抽象化，透明化底層網(wǎng)絡(luò)的具體實(shí)現(xiàn)，分離網(wǎng)絡(luò)的控制管理與數(shù)據(jù)的交換轉(zhuǎn)發(fā)。從而對(duì)已有的物理資源進(jìn)行最大化的利用，使管理簡(jiǎn)化，資源最優(yōu)化。

1.1 主流的虛擬化產(chǎn)品

就目前市場(chǎng)上主流的企業(yè)級(jí)虛擬化產(chǎn)品分別為VMware公司的vSphere、微軟的Hyper-V、 Citrix公司的Xen和由RedHat、IBM等廠商支持的KVM。

（1）VMware

VMware是最早的X86 平臺(tái)上的全虛擬化產(chǎn)品，1994年就發(fā)布了第一款產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展和市場(chǎng)檢驗(yàn)，產(chǎn)品成熟、穩(wěn)定、兼容性也不錯(cuò)。現(xiàn)在最新的版本是VMware vSphere 6.5。幾乎支持所有可運(yùn)行在X86上的系統(tǒng)，自帶虛擬機(jī)遷移工具VMware Converter，可不停機(jī)實(shí)現(xiàn)在線vMotion遷移。VMware的產(chǎn)品線非常全面，不僅在IaaS、SaaS、PaaS層有自己的產(chǎn)品而且在網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等方面都有虛擬化的解決方案。VMware的產(chǎn)品基本上都是非開(kāi)源產(chǎn)品，并且大部分都是收費(fèi)產(chǎn)品，一般在傳統(tǒng)關(guān)鍵行業(yè)使用比較多一些，在中小型企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)使用得比較少一點(diǎn)。

（2）Hyper-V R2

Hyper-V是隸屬于Microsoft的一款半虛擬化產(chǎn)品，在Windows Server 2012 R2中的 Hyper-V支持許多非常新的虛擬化特性。Hyper-V支持Windows系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)的虛擬機(jī)。

Hyper-V是一款非開(kāi)源的收費(fèi)產(chǎn)品，Hyper-V的集群管理工具SCVMM配置非常復(fù)雜，需要配置Windows域、Windows Server集群，然后才能管理多臺(tái)宿主機(jī)。因?yàn)镠yper-V的成本相對(duì)較低，所以最近幾年市場(chǎng)占有率也在提升，主要是一些使用Windows系統(tǒng)的企業(yè)使用比較多。

（3）Xen

Xen是最早的開(kāi)源虛擬化引擎，由劍橋大學(xué)開(kāi)發(fā)，半虛擬化的概念也是Xen最早提出的。Xen后來(lái)被思杰收購(gòu)，推出了一套叫作Xen-Server的管理工具，Xen-Server于2013年年底宣布免費(fèi)。Xen因?yàn)橥瞥龅臅r(shí)間比較長(zhǎng)，兼容性、穩(wěn)定性都不錯(cuò)。支持Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)和SUN solaris，目前使用Xen的主要是一些在Xen上面技術(shù)積累較多的企業(yè)。

（4）KVM

KVM的全稱(chēng)是Kernel-based Virtual Machine，與XEN類(lèi)似，KVM支持廣泛的CPU架構(gòu)，除了X86/X86_64 CPU架構(gòu)之外，還將會(huì)支持大型機(jī)（S/390）、小型機(jī)（PowerPC、IA64）及ARM等。KVM也引入了半虛擬化的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，通過(guò)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中的虛擬驅(qū)動(dòng)與主機(jī)Linux內(nèi)核中的物理驅(qū)動(dòng)相配合，提供近似原生設(shè)備的性能。

通過(guò)上述對(duì)主流的虛擬化產(chǎn)品比較，綜合考慮整個(gè)架構(gòu)的完整性、兼容性、廣泛性和靈活性等方面，VMwar虛擬化產(chǎn)品是最為成熟的虛擬化解決方案，因此本文最終選用VMware vSphere作為高校一卡通項(xiàng)目虛擬化解決方案。

1.2 VMware vSphere6.5主要功能組件

VMware vSphere6.5最為VMware公司發(fā)布的最新產(chǎn)品，有多達(dá)二十幾種的功能組件，下面我們只討論VMware vSphere6.5三種最主要的功能組件：

（1） VMware Esxi 6.5

VMware Esxi 6.5是vSphere服務(wù)器虛擬化的底層組件，是在通用硬件環(huán)境下分區(qū)和整合系統(tǒng)的虛擬主機(jī)軟件，安裝在每一臺(tái)物理服務(wù)器上，具有高級(jí)資源管理功能的虛擬機(jī)平臺(tái)。提供完全動(dòng)態(tài)的資源可測(cè)量控制，適合各種要求嚴(yán)格的應(yīng)用程序的需要，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器部署整合，為企業(yè)未來(lái)成長(zhǎng)所需擴(kuò)展空間。亦提供儲(chǔ)存虛擬化的能力。除可因兼并服務(wù)器減少設(shè)備購(gòu)買(mǎi)及維護(hù)成本外，亦可因效能的尖峰離峰需求，以VMotion技術(shù)在各服務(wù)器或刀片服務(wù)器之刀板間彈性動(dòng)態(tài)遷移系統(tǒng)平臺(tái)，讓IT人員做更有效的資源調(diào)度，并獲得更好且安全周密的防護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)， 可以在最短的間（ 毋需重新安裝操作系統(tǒng)），迅速?gòu)?fù)原系統(tǒng)的運(yùn)作 。

（2） VMware vSphere vCenter6.5

vCenter是配合vsphere使用的管理平臺(tái)，vsphere提供的是可以實(shí)現(xiàn)資源池化的基礎(chǔ)平臺(tái)，而vcenter提供操作和管理界面，你要?jiǎng)?chuàng)建虛擬服務(wù)器、進(jìn)行DRS等操作需要通過(guò)登錄到vCenter來(lái)操作。值得一提的是在VMware vSphere6.5中，不僅有原來(lái)基于flash的管理界面，而且還新加了基于HTML5的管理界面。

（3） DRS

又稱(chēng)分布式資源調(diào)度程序，它的作用是動(dòng)態(tài)的分配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集合，結(jié)合其他群集功能實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)，可以在多臺(tái)服務(wù)器之間遷移，并且保障業(yè)務(wù)不中斷運(yùn)行。

2 VMware vSphere服務(wù)器虛擬化技術(shù)在高校一卡通項(xiàng)目中的應(yīng)用

寶雞文理學(xué)院全日制在校生21000多名，教職工1300多名，其他人員2000多人，持卡人數(shù)近2.5萬(wàn)人，終端設(shè)備1000多臺(tái)。校園一卡通系統(tǒng)劃分為金融消費(fèi)、身份識(shí)別、自助服務(wù)等。

在整個(gè)一卡通平臺(tái)建設(shè)中，我們采用2臺(tái)HP R690服務(wù)器、1臺(tái)紅杉MS3100存儲(chǔ)構(gòu)建虛擬化資源池，通過(guò)VMware虛擬化技術(shù)劃分了18臺(tái)虛擬機(jī)，有查詢(xún)服務(wù)器、電子支付平臺(tái)、后臺(tái)服務(wù)器、前置機(jī)服務(wù)器、全局監(jiān)控服務(wù)器、軟網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、轉(zhuǎn)賬服務(wù)器等應(yīng)用服務(wù)器，總體資源利用率不到30%，使用了64個(gè)cpu和128G的內(nèi)存，存儲(chǔ)不到1TB的空間，并且運(yùn)用了VMware vSphere DRS分布式資源調(diào)度，有效地運(yùn)用了服務(wù)器動(dòng)態(tài)資源池等功能，從而更大限度地保障業(yè)務(wù)的安全、可靠運(yùn)行。和單獨(dú)部署一卡通業(yè)務(wù)服務(wù)器相比，不僅大大節(jié)約了硬件服務(wù)器的數(shù)量，而且相對(duì)物理服務(wù)器的部署，虛擬服務(wù)器可以從模板部署，減輕 了服務(wù)器部署的難度和速度，大大節(jié)約了資金和管理方面方面的人力物力，提高了管理的效率，服務(wù)器運(yùn)行方面和一卡通業(yè)務(wù)方面也更加的安全可靠，并且保障了業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行。

3 總結(jié)

虛擬化服務(wù)器經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，服務(wù)器運(yùn)行穩(wěn)定、良好，證明基于VMware vSphere的虛擬化技術(shù)在高校一卡通項(xiàng)目中的應(yīng)用具有較高的穩(wěn)定性、安全性、可靠性而且還具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)?？傊谛畔⒒畈l(fā)展的今天，在高校一卡通項(xiàng)目中運(yùn)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，不僅是高校信息化發(fā)展的一個(gè)重要方面，同時(shí)也體現(xiàn)了信息化對(duì)未來(lái)高校發(fā)展的支撐作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 詹聲冠.基于VMware虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)中心研究與實(shí)現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2015.

[2] 施慶.基于VMware vSphere的高校數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)研究[D].復(fù)旦大學(xué)，2012.

[3] 李林娜.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在高校中的應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015.

[4] 劉百祥.面向校園信息化業(yè)務(wù)特征的虛擬化平臺(tái)架構(gòu)[J].中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)教育信息化分會(huì)第十二次學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2014.