基于VMware的高校數(shù)據(jù)中心虛擬化技術(shù)分析

李伶

摘要：隨著高校信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，高校應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量大量增加，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心面臨著系統(tǒng)管理復(fù)雜、資源利用率低、兼容性差和安全控制與數(shù)據(jù)備份困難等問題。利用虛擬化技術(shù)可以將服務(wù)器進(jìn)行整合，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的前提下，確保全面的數(shù)據(jù)安全和快速準(zhǔn)確的災(zāi)難恢復(fù),不僅提高了資源的利用率，降低了運(yùn)用成本，同時(shí)簡化了管理模式，提高數(shù)據(jù)中心的管理與服務(wù)保障水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；虛擬化；VMware；服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)01-0020-02

Vmware Based on Datacenter Virtualization in University

LI Ling

(Information & Network Center of Xuzhou Normal University, Xuzhou 221116, China)

Abstract: With the high development of information construction in University, the number of application server has increased，which leads to a lot of issues in datacenter, such as complex system management, low resource utilization, bad compatibility, safety control and difficult in data backup, etc. Using virtualization technology can integrate the servers, and can increase the resources utilization while ensuring comprehensive data security and fast and accurate disaster recovery. Meanwhile, it can simplify the management mode and improve the lev? el of datacenter management and service support.

Key words: datacenter ; virtualization; VMware; server

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，高校信息化建設(shè)取得了長足的進(jìn)步，數(shù)字化校園成為高校信息化發(fā)展的一個(gè)必然趨勢，而數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字化校園的核心部分，承載著全校的網(wǎng)絡(luò)辦公、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信、綜合教務(wù)、科研信息、設(shè)備資產(chǎn)和綜合信息服務(wù)等多種應(yīng)用管理服務(wù)，成為衡量高校信息化建設(shè)水平的一個(gè)重要因素。

但伴隨著高校網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大和應(yīng)用的不斷增多，高校數(shù)據(jù)中心在管理上暴露出很多的局限和困惑，主要表現(xiàn)在：

1)維護(hù)量大，管理水平偏低

應(yīng)用的不斷多元化使得數(shù)據(jù)中心服務(wù)器數(shù)目不斷增加，系統(tǒng)狀況越來越復(fù)雜，管理越來越困難，維護(hù)的工作量越來越大。

2)資源分配不合理，利用率偏低

為了避免沖突，傳統(tǒng)的服務(wù)器是根據(jù)應(yīng)用的種類增加而增加，一臺(tái)服務(wù)器通常不會(huì)投入到其他的應(yīng)用，這使得大量服務(wù)器的利用率偏低，造成資源的閑置浪費(fèi)，不僅占用了機(jī)房空間，而且增加了電力供應(yīng)和制冷的能源消耗，違背綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的初衷，不利于節(jié)能減排。

3)兼容性差

系統(tǒng)和應(yīng)用遷移到其他服務(wù)器，需要和舊系統(tǒng)兼容。新的軟件包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件無法運(yùn)行在老的硬件平臺(tái)，而老的代碼有時(shí)也很難移植到新的硬件平臺(tái)上。

4)服務(wù)器數(shù)據(jù)遷移、備份、恢復(fù)困難

業(yè)務(wù)連續(xù)性和災(zāi)難恢復(fù)性是管理風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵，特別是在數(shù)字化發(fā)展較快的高校中，需要對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫等重要服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)備份，一旦發(fā)生事故能夠及時(shí)恢復(fù)。

為了解決上述問題，數(shù)據(jù)中心虛擬化成為一個(gè)必然的發(fā)展趨勢，受到越來越多高校的青睞和重視，逐漸成為高校信息化建設(shè)的主流技術(shù)和關(guān)鍵應(yīng)用。

1虛擬化技術(shù)介紹

虛擬化技術(shù)是指通過映射或抽象的方式屏蔽物理資源的復(fù)雜性，以簡化基礎(chǔ)設(shè)施的管理，同時(shí)可以適應(yīng)應(yīng)用和技術(shù)的變化腳步，而且超出其物理局限性[1]，解決了異構(gòu)平臺(tái)的管理難度，提高數(shù)據(jù)中心資源的利用率和能力。

虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軟件跟硬件的分離,讓資源的使用方式更具效率。用戶不需要考慮后臺(tái)的具體硬件實(shí)現(xiàn),而只需在虛擬層環(huán)境上運(yùn)行自己的系統(tǒng)和軟件,而這些系統(tǒng)和軟件在運(yùn)行時(shí),也跟后臺(tái)的物理平臺(tái)無關(guān)。

2 VMware數(shù)據(jù)中心虛擬化方案

目前應(yīng)用較廣且比較成熟的數(shù)據(jù)中心虛擬化方案為VMware虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)，包含ESX Server、Virtual Center和Virtual Client三個(gè)部分。其中，ESX Server直接安裝在硬件層，可以創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)，并將硬件資源抽象到多個(gè)虛擬機(jī)中，使得虛擬機(jī)之間相互獨(dú)立，擁有獨(dú)立的處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源，可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

基于VMware的數(shù)據(jù)中心虛擬化主要包括服務(wù)器整合、業(yè)務(wù)連續(xù)性保證、虛擬化管理三個(gè)方面。

2.1服務(wù)器整合

如前所述，服務(wù)器數(shù)量劇增和平臺(tái)依賴性等因素成為高校信息化發(fā)展的障礙，而VMware虛擬化技術(shù)可以通過整合硬件來提高服務(wù)器利用率，從而降低IT成本，在數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的控制力和更高的靈活性。

利用VMware vSphere套件來整合服務(wù)器硬件。傳統(tǒng)的一種工作負(fù)載配一臺(tái)機(jī)器的服務(wù)器部署方法不可避免會(huì)導(dǎo)致硬件資產(chǎn)過度部署和利用率不足。大多數(shù)服務(wù)器只利用了其總體負(fù)載容量的大約10%。電力、散熱、網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)架構(gòu)、存儲(chǔ)、管理開銷和不動(dòng)產(chǎn)成本不斷增加。將物理機(jī)轉(zhuǎn)換為功能完善的虛擬機(jī)可以避免服務(wù)器數(shù)量劇增。VMware虛擬機(jī)獨(dú)立于底層硬件運(yùn)行，在多種物理服務(wù)器上均可建立，每個(gè)虛擬機(jī)代表一個(gè)具有處理器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)器和BIOS的完整系統(tǒng)。同一臺(tái)物理服務(wù)器上的不同虛擬機(jī)均可以獨(dú)立運(yùn)行Windows、Linux等不同的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)物理服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)系統(tǒng)，將服務(wù)器硬件的利用率從10%左右提高到80%左右，從而將硬件需求減少到原來的十分之一或更少。服務(wù)器數(shù)量的減少，必將導(dǎo)致電力、制冷等能耗的費(fèi)用，從而極大的節(jié)約運(yùn)營成本。

2.2業(yè)務(wù)連續(xù)性保證

為了解決服務(wù)器數(shù)據(jù)遷移、備份和恢復(fù)困難的問題，確保數(shù)據(jù)保護(hù)的安全，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器整合的數(shù)據(jù)中心必須構(gòu)建高可靠性的災(zāi)難恢復(fù)和全面的數(shù)據(jù)保護(hù)功能。VMware數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案主要從構(gòu)建可靠的災(zāi)難恢復(fù)、為IT基礎(chǔ)架構(gòu)提供全面的數(shù)據(jù)保護(hù)、利用HA功能消除計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外停機(jī)三個(gè)方面確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

構(gòu)建快速、可靠、經(jīng)濟(jì)高效的災(zāi)難恢復(fù)解決方案。虛擬機(jī)的硬件配置、固件、操作系統(tǒng)安裝以及應(yīng)用程序安裝都作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤上的文件中，使用備份或復(fù)制軟件保護(hù)這些文件即保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。因?yàn)樘摂M機(jī)是獨(dú)立于硬件的，這些文件無需更改即可恢復(fù)到任何硬件上，從而實(shí)現(xiàn)快速的災(zāi)難恢復(fù)；在虛擬化環(huán)境中，可以利用現(xiàn)有資源進(jìn)行無中斷測試，通過消除由硬件差異導(dǎo)致的故障，簡化了維護(hù)恢復(fù)站點(diǎn)的復(fù)雜性；通過將物理服務(wù)器轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并將恢復(fù)過程轉(zhuǎn)化為軟件，利用VMware SRM (Site Recovery Man? ager)可以實(shí)現(xiàn)災(zāi)難自動(dòng)恢復(fù)。

為IT基礎(chǔ)架構(gòu)提供全面的數(shù)據(jù)保護(hù)。利用基于磁盤的備份和恢復(fù)解決方案VDR（VMware Data Recover）實(shí)現(xiàn)快速、簡單和全面的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)保護(hù)，將完整的系統(tǒng)配置、應(yīng)用程序安裝和數(shù)據(jù)封裝到幾個(gè)文件中，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的全面保護(hù)和無中斷備份。

利用HA功能消除計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外停機(jī)。無論是計(jì)劃內(nèi)停機(jī)還是計(jì)劃外停機(jī)都會(huì)產(chǎn)生大量成本。在VMware的專有工具中，用于虛擬機(jī)熱備的HA工具，不僅實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的熱備，還能實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)集群、資源的動(dòng)態(tài)分配等功能。HA將一組虛擬機(jī)合并為一個(gè)具有共享資源池的集群系統(tǒng)。HA監(jiān)控集群中的所有主機(jī)，一旦某臺(tái)主機(jī)發(fā)生故障，HA會(huì)立即響應(yīng)，并利用ESX Server存儲(chǔ)棧中的鎖定技術(shù)，在另一臺(tái)主機(jī)上安全重啟發(fā)生故障的主機(jī)，完成業(yè)務(wù)不中斷的切換[2]。

2.3虛擬化管理

快速的基礎(chǔ)架構(gòu)以及新應(yīng)用程序平臺(tái)和云計(jì)算部署模式的出現(xiàn)，超出了傳統(tǒng)IT管理方法的能力范圍。VMware通過vSphere平臺(tái)提高了可管理性，利用Virtual Center管理主機(jī)和虛擬服務(wù)器，簡化了管理，它能在即將發(fā)生性能下降時(shí)發(fā)出警報(bào)，使管理者能夠在中斷用戶受到影響之前采取行動(dòng)，將“先警報(bào)后響應(yīng)”的管理方法轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋软憫?yīng)后報(bào)警”的管理方法。同時(shí)，VMware提出了一種融合管理的解決方案，可以在團(tuán)隊(duì)之間實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的協(xié)作和數(shù)據(jù)及流程共享，使各團(tuán)隊(duì)相互獨(dú)立的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎霉蚕矸?wù)模式。

3數(shù)據(jù)中心虛擬化方案的實(shí)施建議

數(shù)據(jù)中心實(shí)施虛擬化技術(shù)，需要從以下幾個(gè)方面加以考慮[3]：

1)要統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施

不同高?，F(xiàn)有資源及資源的使用情況不同，虛擬化的實(shí)施步驟應(yīng)該根據(jù)自身資源狀況，制定系統(tǒng)的實(shí)施規(guī)劃，確定需要納入虛擬化管理的現(xiàn)有資源和不同類型的類型，分步實(shí)施數(shù)據(jù)中心虛擬化工作。

2)避免盲目強(qiáng)行虛擬化

不是所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)或應(yīng)用都適合虛擬化的，例如高性能計(jì)算、視頻服務(wù)類應(yīng)用、需要占用大量I/O和內(nèi)存資源的大負(fù)載應(yīng)用以及其他重要應(yīng)用，就不適合采用虛擬化技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)中心實(shí)際應(yīng)用情況來具體分析。

3)技術(shù)和管理并重

在實(shí)施數(shù)據(jù)中心虛擬化的過程中，即涉及物理資源虛擬化問題，又涉及管理虛擬環(huán)境問題，在做好具體化技術(shù)方案的同時(shí)，也應(yīng)該加強(qiáng)管理的規(guī)范化，做到兩手抓，兩手都要硬。

4結(jié)束語

基于VMware的虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用能提高現(xiàn)有服務(wù)器的利用率，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性不間斷的前提下，為高校節(jié)省購置服務(wù)器和由此所帶來的供電、制冷等方面的開支，大大降低高校的IT成本。同時(shí)，配套的管理平臺(tái)和軟件也為虛擬化數(shù)據(jù)中心的管理和維護(hù)帶來極大的便利。可以說，VMware虛擬化技術(shù)為高校數(shù)字化、信息化的發(fā)展提供了可靠的硬件保障和軟件平臺(tái)，成為高校實(shí)施數(shù)據(jù)中心虛擬化的主流趨勢和最佳選擇。

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