服務(wù)器虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

王東

摘要：隨著學(xué)校信息化建設(shè)的不斷深入，虛擬化技術(shù)成為未來校園網(wǎng)發(fā)展的一個方向，并在校園網(wǎng)的建設(shè)中得到了越來越多的應(yīng)用。該文對服務(wù)器虛擬化技術(shù)進(jìn)行了初步的探析，簡單介紹了采用VMware服務(wù)器虛擬化技術(shù)在學(xué)校校園網(wǎng)中的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；服務(wù)器虛擬化；VMware

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）33-0061-02

學(xué)校信息化建設(shè)的快速發(fā)展，使得應(yīng)用系統(tǒng)和服務(wù)器的數(shù)量不斷增加，服務(wù)器的管理壓力變得越來越大。在傳統(tǒng)的管理方式下，服務(wù)器資源利用率低，資源協(xié)調(diào)分配困難，數(shù)據(jù)維護(hù)的成本巨大，已逐漸不能適應(yīng)校園網(wǎng)中應(yīng)用平臺發(fā)展的需求，最有效的解決方法就是進(jìn)行服務(wù)器的虛擬化。服務(wù)器虛擬化可以對硬件進(jìn)行高效的整合，提高資源利用率、簡化管理模式、節(jié)約管理成本。

1 服務(wù)器虛擬化技術(shù)

1.1 服務(wù)器虛擬化

服務(wù)器虛擬化就是將以物理形式存在的計算機(jī)服務(wù)器和以軟件形式存在的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序有機(jī)地加以“捆綁”、 “打包”整合成虛擬機(jī)，這樣在同一臺物理服務(wù)器上能夠根據(jù)虛擬機(jī)的不同用途，同時運(yùn)行WINDOWS、UNIX或LINUX等操作系統(tǒng)和多種不同用途的應(yīng)用管理程序，而且服務(wù)器能夠在多個操作系統(tǒng)之間無中斷地自由轉(zhuǎn)換，互不影響，每臺虛擬服務(wù)器就像單獨(dú)的物理服務(wù)器一樣。其實(shí)質(zhì)是將服務(wù)器物理資源抽象為邏輯資源，變單臺物理服務(wù)器為多臺互不干擾的虛擬服務(wù)器，使之?dāng)[脫物理界限的束縛，從而使各種應(yīng)用系統(tǒng)可在相互分離的虛擬服務(wù)器上運(yùn)行，這樣的處理可以使CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡、主板芯片、磁盤、各種接口以及輸入輸出設(shè)備等固化了的硬件資源，變身為動態(tài)化、可供調(diào)控的“資源池”，虛擬系統(tǒng)在池中可根據(jù)總?cè)蝿?wù)的負(fù)荷量，以及單臺虛擬機(jī)的工作狀況，適時地進(jìn)行規(guī)劃調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)有效資源的自動監(jiān)測和按需分配，提高了整體資源的可利用率。

1.2 服務(wù)器虛擬化技術(shù)的選擇

目前市場上虛擬化服務(wù)主流供應(yīng)商主要有VMware，Microsoft和Citrix，他們目前應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品為VMware vSphere，Hyper V和Xen Server。其中VMware公司在虛擬化和云計算基礎(chǔ)架構(gòu)領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，該公司的VMware vSphere 是業(yè)界領(lǐng)先且最可靠的虛擬化平臺，VMware vSphere將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)從底層硬件分離出來，是一款可以獨(dú)立安裝和運(yùn)行在祼機(jī)上的系統(tǒng)，不需依存于宿主操作系統(tǒng)之上，選擇該軟件可以更簡單、更靈活、敏捷解決服務(wù)器虛擬化問題。VMware vSphere通過數(shù)據(jù)中心集中管理ESXi主機(jī)、文件夾、群集、資源池、vSphere vApp和虛擬機(jī)。在功能方面，VMware vSphere的DRS、HA和vMotion的運(yùn)用使服務(wù)器自動化技術(shù)應(yīng)用和智能化管理成為現(xiàn)實(shí)。特別是vMotion功能，它可使服務(wù)器在保持正常運(yùn)行的同時，以零時間遷移虛擬機(jī)，這幾乎成了服務(wù)器虛擬化的標(biāo)志性產(chǎn)物，很多用戶可以說正是看中了這一點(diǎn)才選用虛擬服務(wù)器的。所以說VMware vSphere是目前校園網(wǎng)服務(wù)器虛擬化的最佳選擇。

2 校園網(wǎng)服務(wù)器虛擬化的規(guī)劃和實(shí)施

2.1 硬件及網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃

做好規(guī)劃是服務(wù)器虛擬化成功實(shí)施的關(guān)鍵。服務(wù)器虛擬化的規(guī)劃內(nèi)容主要是規(guī)劃系統(tǒng)資源，首先要對即將虛擬化的服務(wù)器硬件資源使用情況進(jìn)行統(tǒng)計，包括CPU、內(nèi)存、磁盤大小及利用率等。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，確定每臺虛擬機(jī)的資源需求，再匯總出總的硬件資源需求，從而確定需要多少臺物理服務(wù)器（處理器內(nèi)核數(shù)及內(nèi)存容量），多大容量的存儲才能滿足這些需求，要實(shí)現(xiàn)VMware vSphere的高級功能DRS、HA和vMotion，還需要共享的網(wǎng)絡(luò)存儲，如SAN或NAS等。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃必須合理，建議劃分不同的vlan，物理交換機(jī)和網(wǎng)卡均冗余配置，用于主機(jī)管理、vSphere vMotion、vSphere FT 等的網(wǎng)絡(luò)相互隔離，提高安全性和性能。

2.2 VMware vSphere的安裝與實(shí)施

VMware vSphere主要組件有ESXi、vCenterServer和vSphere C1ient。ESXi直接部署于物理服務(wù)器之上，作為基礎(chǔ)架構(gòu)全面虛擬化服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源，是用于創(chuàng)建和運(yùn)行虛擬機(jī)的虛擬化平臺。vCenter Server是虛擬化架構(gòu)中重要的管理工具，它是VMware vSphere的監(jiān)控管理中心。通過它可以管理ESXi主機(jī)以及虛擬機(jī)，并可實(shí)現(xiàn)vSphere虛擬化架構(gòu)的所有高級特性，例如vMotion、DRS、HA、FT等。VMware vSphere Client可以遠(yuǎn)程連接到vCenter Server，也可以直接連接到ESXi，是用于管理vSphere環(huán)境所有資源的窗口，同時還提供對虛擬機(jī)的控制臺訪問。

2.2.1 ESXi的安裝與配置

首先要在物理服務(wù)器上安裝ESXi，安裝完成后需要配置該主機(jī)的管理IP地址。然后在管理機(jī)上安裝VMware vSphere C1ient，通過VMware vSphere C1ient登錄管理ip來管理ESXi主機(jī)。在ESXi主機(jī)上創(chuàng)建虛擬機(jī)之前，必須對這些主機(jī)進(jìn)行配置，確保它們有正確的許可、網(wǎng)絡(luò)和存儲器訪問權(quán)限以及安全設(shè)置。

2.2.2 vCenter Server的安裝和配置

VMware提供分別了基于Windows版和Linux版的vCenter Server。安裝Windows版的vCenter Server，必須使用64位版本的Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫可以使用安裝文件集成的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（只支持5個ESXi主機(jī)以及50個虛擬機(jī)），也可以使用外部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，比如IBM DB2、Microsoft SQL Server、Oracle等。大型應(yīng)用環(huán)境推薦使用外部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在vCenter Server中通過建立數(shù)據(jù)中心和集群統(tǒng)一管理ESXi主機(jī)，在集群設(shè)置中打開VMwareHA、VMware DRS、vMotion等高級功能。

相較于Windows版的vCenter Server，linux版的vCenter Server（vCSA）的安裝配置過程大大簡化了，同時VMware也擺脫了對Windows操作系統(tǒng)的依賴。安裝Linux版的vCenter Server（vCSA），需要去下載vCenter Server Appliance，vCenterServer的 .VMDK 和 .OVF 文件，使用VMware vSphere Client連接ESXi主機(jī)，部署該虛擬機(jī)模板。vCSA提供基本的數(shù)據(jù)中心服務(wù)，如訪問控制、性能監(jiān)控和配置功能。

2.2.3 建立新的虛擬機(jī)

在虛擬機(jī)上安裝客戶機(jī)操作系統(tǒng)的方法與在物理機(jī)上安裝操作系統(tǒng)的方法相同?？梢酝ㄟ^VMware vSphere C1ient登錄ESXi主機(jī)，根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)需求合理分配物理服務(wù)器資源并建立新的虛擬機(jī)，可使用操作系統(tǒng)光盤或?qū)⒉僮飨到y(tǒng)光盤轉(zhuǎn)為ISO鏡像來安裝。相同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)，可以采用模板功能，進(jìn)行快速克隆部署。

最后，在校園網(wǎng)的虛擬化過程中，需要將已經(jīng)安裝在物理服務(wù)器上的應(yīng)用轉(zhuǎn)到虛擬系統(tǒng)中，保證原有系統(tǒng)應(yīng)用的正常運(yùn)行。vSphere提供了功能強(qiáng)大的物理機(jī)到虛擬機(jī)的轉(zhuǎn)換工具VMware vCenter Converter Standalone。VMware vCenter Converter Standalone支持Windows和Linux操作系統(tǒng)，在實(shí)際轉(zhuǎn)換過程中，它對Windows系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效果最好，且支持在線轉(zhuǎn)換，對于Linux系統(tǒng)只支持對特定版本的在線轉(zhuǎn)換。

3 結(jié)束語

服務(wù)器虛擬化的實(shí)現(xiàn)可以降低校園網(wǎng)建設(shè)成本，大幅提高系統(tǒng)資源的利用率，簡化數(shù)據(jù)中心的日常管理工作，同時最大限度地發(fā)揮已有設(shè)備的效能，大幅減少能源消耗，增強(qiáng)系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。虛擬化將成為未來發(fā)展的一個趨勢，隨著數(shù)字化校園的快速發(fā)展和服務(wù)器需求的日益增大，選擇服務(wù)器虛擬化技術(shù)也將會成為未來校園網(wǎng)發(fā)展的一個方向。

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