简析高校信息中心服务器虚拟化解决方案论文
引言
随着高校信息化进程的加快，信息技术已经渗入到高校的教学、科研、管理和生活等各个方而，师生对信息化的依赖程度越来越高，同时也对信息化服务的安全性、可靠性等提出了更高的要求。对于提供高校基础支撑服务的信息中心来说，采用传统的建设模式已经无法满足用户日益增多的需求和校园网可持续发展的要求，信息中心面临着服务器数量增长过快、平均资源利用率低、耗能高、管理难度大和可扩展性差等一系列问题，如何改变高校信息中心所而临的这种状况，已经成为高校信息中心在数字化校园建设中的一项重要内容。
1高校信息中心传统服务器硬件平台面临的问题
高校信息中心数字化校园建设的目标是为了充分利用学校的网络信息资源和更好地为师生服务，在高校信息化建设的过程中，会陆续部署各种所需的业务系统。一般情况下，一个具体的业务系统至少会有一台服务器，但这种配置模式会给高校信息中心带来诸多问题:
1.1成本越来越高。随着高校具体业务系统的增加，所需的服务器数量越来越多，并且还要增加与这些服务器相配套的存储设备、网络设备、电源、机柜等基础设施，导致信息化建设花费的成本越来越高并且占用较多的物理空间。
1.2服务器的平均利用率较低。为保证业务系统的正常运行，服务器的各类硬件的配置一般按照该业务系统的峰值资源进行配置，但并不是所有服务器都会被经常访问，这就导致了一些服务器的平均利用率较低，统计显示当前服务器平均利用率在10%-15%之间，存储利用率在30%-40%，造成了很大的浪费。虽然服务器的性能越来越高，但是在遇到大规模并发访问时，服务器的压力依然很大。
1.3部署一个新的业务的时间周期较长。一般需要经过预算、采购、系统安装、调试、测试和上线等几个阶段，业务需求难以及时响应。
1.4服务保障水平较低。高校大多数的应用系统均采用单台服务器的部署方式，即一台服务器对应一个具体的应用，一旦服务器出现故障，服务就会出现中断。
1.5高校信息中心一般会采用多种品牌的服务器，服务器之间的兼容性较差。不仅维护成本高，并且为工作人员的维护工作带来不便。
2服务器虚拟化技术
虚拟化技术是在云计算的时代背景下迅速发展的一项技术，是当今的热门技术之一。虚拟化技术可以把基于硬件的物理设施和基于软件的系统程序进行分离，在一套物理硬件设施为平台的基础上，创建若干个不同的虚拟机，每一台虚拟机都有相应的硬件设备支持，可以运行不同的操作系统和应用程序。各个虚拟机独立运行，并行工作。虚拟化主要包括处理器虚拟化、内存虚拟化、I/0虚拟化和网络虚拟化等技术。
服务器虚拟化是指将服务器的物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至几十台相互隔离的虚拟服务器。每台虚拟服务器就像是单独的物理服务器一样，都可以根据业务系统的不同安装相应的操作系统和其他软件资源，并且服务器能够在多个操作系统之间无中断地进行自由转换，互不影响。这样的处理方式让CPU、内存、磁盘、I/0及各种接口等硬件资源变成可以动态管理和分配的“资源池”，让其不再受物理运行环境的限制。虚拟系统根据总任务的负荷量，以及每台虚拟机的工作情况，可以对“资源池”进行再次规划调整，实现对“资源池”中资源的监测和按需分配，从而提高服务器资源的利用率，实现服务器的整合。服务器虚拟化改变了旧的网络数据处理方式，为用户提供了多功能数据操控平台，实现了服务技术的创新改造。
目前服务器虚拟化软件比较流行的主要有思杰的XenServer，微软公司的Hyper-v和V Mwar。公司的ESXServer。思杰的XenServe:是一款基于Xen hypervisor的开源虚拟化产品，因为hypervisor最早应用于Linux服务器，所以XenServer的最大价值主要是围绕Linux服务器实现的。微软的Hyper-v采用Hyperisor内核架构，Hyper-v可以提供高效的分区间通讯机制，并在此基础上创建高性能的虚拟I/0架构，并且充分利用Windows驱动模型，以便提供广泛的硬件支持。Hyper-v的优势在于它是免费的，由于Hyper-、是与Windows Server集成的，所以它主要运行于微软的操作系统之中。VMware公司的ESX Server可以直接安装在裸机上，并允许多个未经修改的操作系统及其应用程序在共享物理资源的虚拟机中运行。虚拟机的虚拟设备驱动与ESX内核里的物理设备驱动直接相互连接，ESX虚拟机可以为其虚拟设备使用现成的驱动。并且VMware ESX Server能提供完全动态的资源可测量控制，适合各种要求严格的应用程序的需要。可以说V MwareESX Server适用于任何环境的虚拟计算机软件，它的架构是建立在直接执行虚拟机编码和二进制译码的基础上，可以使大多数能在X86上执行的操作系统都能在虚拟机上运行，而不需要任何修改。目前来说，高校信息中心在数字化校园建设中，使用较多的服务器虚拟化软件为V Mware公司的ESX Servero
3 VMware vSphere简介
vSphere是V Mware公司推出的`基于云计算的新一代数据中心虚拟化套件，提供了虚拟化基础架构、高可用性、集中管理、监控等一整套解决方案，目前最新版本为5.5 0在vSphere5中，可以通过vSphere Client远程连接控制，在ESXi服务器上创建多个虚拟机，为这些虚拟机安装好Linux/Windows Server系统，使之成为能提供各种网络应用服务的虚拟服务器，这些虚拟服务器的性能和稳定性都不比普通的硬件服务器差，而且还易于管理维护。
其中，VMware ESXi虚拟化管理程序体系结构提供强健的、经过生产验证的高性能虚拟化层，允许多个虚拟机共享硬件资源;VMware vCenter Server可为所有虚拟机和vSpher。主机提供集中化管理和性能监控;DistributedResource Scheduler (DRS)通过跨主机自动平衡负载，根据业务优先级调整计算资源;Big Data Extension、在vSphere上运行Hadoop工作负载，以实现更高的利用率、可靠性和敏捷性;vSphere vMotion支持在不中断用户使用和不丢失服务的情况下在服务器之间实时迁移虚拟机;vSphere HighAvailability可在硬件或者操作系统发生故障的情况下，在几分钟之内自动重新启动所有应用程序，实现经济高效的高可用性;vSphere Data Recovery可为小型环境中的虚拟机提供简单、经济高效、无代理的备份和恢复。vSpherevStorage Virtual Machine File System(VMFS)允许虚拟机访问共享存储设备，而且是其他vSphere组件的关键促成技术。
4高校信息中心服务器虚拟化解决万案
使用虚拟化软件VMware vSphere，实现高校信息中心服务器虚拟化改造。在改造的过程中，至少需要2台配置相同、性能相对较高的X86服务器，这个可根据学校的具体业务系统的需求进行决定，本文以2台服务器为例进行介绍。需要一台光纤存储阵列、2台光纤交换机、V Mware虚拟化软件和管理中心Virtual Center。
具体实施步骤如下:①利用V Mware公司的虚拟化软件，将2台服务器整合成一个统一的硬件平台，搭建出服务器集群。然后在每个ESX主机上，虚拟出若干个虚拟主机，一般为5-7个虚拟机。分别支持该校原有的业务系统。这些虚拟主机都有独立的操作系统和应用软化，根据具体业务系统的需要，安装相应的操作系统，大部分为Windows Server操作系统，一小部分为Linux操作系统，然后在操作系统之上部署相应的应用软件。②2台服务器与一台光纤存储阵列通过光纤交换机，以双链路方式组成SAN CStorage Area Network，存储区域网缴，然后2台服务器之间相互做地址解析，建立虚拟化集群。③安装VirtualCenter管理工具对虚拟化集群进行统一管理，同时安装ESX的补丁和更新。④配置虚拟服务器，包括CPU数量、内存大小和虚拟网络类型等。
所有的配置完成之后，2台服务器就组成了DRS负载均衡集群，所有的应用可以根据系统的负载自动在2个节点之间进行迁移，迁移主要是通过VMware vMotion来完成，不会发生应用中断这种情况。后端采用双光纤交换机共享一个FC-SAN存储网络，所以任何一台交换机或者服务器发生故障都不会影响系统运行。
服务器虚拟化部署完成后，信息中心的软硬件成本、能耗等对比，整合的服务器数量按15台计算。
5结束语
服务器虚拟化技术是计算机应用发展的一个趋势，应定期对服务器进行优化改进，使其在数据处理方而的功能更加完善。服务器虚拟化技术不仅可以提高服务器的运行效率、实现智能化管理，而且还可以降低服务器的维护成本，提高用户的满意度。虚拟机的在线实时迁移，既保障了服务的延续性，又避免了单点故障的发生。此服务器虚拟化方案不仅解决了传统信息中心存在的问题，而且还具备灵活的扩展能力，适应了信息化长期发展的需求。但是服务器在虚拟化改造的过程中还存在一定的缺陷，同时也为运行于虚拟平台上的应用和客户操作系统带来新的安全风险和挑战。
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