虛擬技術在校園網應用系統(tǒng)中的應用

葛金隆

虛擬技術在校園網應用系統(tǒng)中的應用

葛金隆

（天津工程職業(yè)技術學院，天津 300280）

隨著學校的發(fā)展，處理的數據也越來越多，為了管理好這些應用系統(tǒng)和相關數據，虛擬化整合是一個比較有效的解決方案。

虛擬化技術；校園網

近年來，隨著各教學單位加大了網絡教學及相關教學管理系統(tǒng)的開發(fā)使用，信息技術在教學和科研中的作用越來越大，數據中心面向全校提供人事信息、學生信息和OA系統(tǒng)等多種應用系統(tǒng)服務，導致作為硬件平臺的服務器資源明顯不足。此外，這些系統(tǒng)運行于不同的物理機器上，位置分散，維護難度較大。如何運用虛擬化技術解決這一難題，本文給出了校園IT資源整合的解決方案。

一、需求分析

1．項目現狀及面臨的難題

現在機房內運行的大部分機器的利用率都非常低，由于一臺服務器只能有一個操作系統(tǒng)，受系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺的限制，CPU、內存、硬盤空間的資源利用率不超過15%，大量的系統(tǒng)資源被閑置。校園業(yè)務系統(tǒng)類型各不相同，對儲存相應資源的磁盤陣列設備造成的負載也不相同，一些存儲點播系統(tǒng)資源的盤陣幾乎無時無刻不在滿負荷工作，而存儲網站訪問資源的盤陣長期處于低負載狀態(tài)，大部分性能未被利用，這造成了變相的資源浪費。而單一盤陣中存儲的數據量大，承載的業(yè)務系統(tǒng)多，遷移數據十分費時費力，這就使得如何均衡存儲設備間的負載成為當前校園網面臨的一個挑戰(zhàn)。

2．系統(tǒng)分析及建設目標

通過服務器整合，控制和減少物理服務器的數量，明顯提高每個物理服務器及其CPU的資源利用率，從而降低硬件成本。降低運營和維護成本，包括數據中心空間、機柜、網線，耗電量，冷氣空調和人力成本。整個服務器平臺可支持統(tǒng)一管理功能，作為學校數據中心服務器管理員可以在一個統(tǒng)一管理域內，實現對服務器平臺中所有服務器進行集中管理，同時使多個管理員角色能夠在管理基礎設施及其策略方面實現動態(tài)交互，使得管理員可以整合所需的一切基礎設施策略，將應用部署到被稱作服務配置文件的可重復移動結構中，從而可以有效改進校園信息化生產率和業(yè)務靈活性。

建成的服務器系統(tǒng)架構應當對從處理器到匯聚層的整個虛擬化環(huán)境能得到優(yōu)化，應當采用最新的工業(yè)標準技術從而帶來更出色的虛擬化性能，服務器硬件應當充分考慮平衡CPU和I／O能力，同時提高內存容量，使得每服務器可以托管更多的虛擬機；系統(tǒng)架構應當可以通過向虛擬機提供網絡策略和安全性的可見性和可移植性，從而實現在物理與虛擬環(huán)境之間實施一致的運營模式，結合嵌入式管理和服務配置文件結構，可以提高響應能力、減少人為錯誤出現機會、提高一致性并縮短服務器和網絡部署時間。

二、方案總體介紹

圖1 －1 整合前拓撲示意圖

現階段學校應用系統(tǒng)的部署模式如上圖所示，每個應用獨立占用一臺物理服務器。雖然部分應用服務器以刀片服務器為載體整合進刀箱內，節(jié)省了能耗和布線復雜度，但是物理整合并不能解決性能利用率低、負載分布不均的問題。

此外，資源整合的另一內容是存儲整合。存儲整合主要針對老舊的存儲設備，將其整合在一起繼續(xù)使用，以保護投資價值。

Vsphere將主機及其虛擬機組織到群集和資源池中，這樣就大大簡化了資源管理工作。群集是虛擬基礎架構管理中的一個新概念，它同時具有多個主機服務器的強大功能與管理單個實體的便利性。

圖2 －2 整合后拓撲示意圖

資源整合后的拓撲圖如上。加入集群的服務器CPU必須為同一廠商，才能協(xié)同工作。即使用Intel Xeon處理器的服務器組成一個集群，使用AMD Opteron處理器的服務器組成一個集群，集群內部資源共享。如果現有環(huán)境中極少或者沒有AMD服務器，那么整合后將只行成一個集群。

三、服務器整合

一些網絡管理者的理念中存在這樣一個誤區(qū)：想盡快將所有應用系統(tǒng)遷入虛擬化環(huán)境，以享受虛擬化的優(yōu)勢特性。這是不正確的，虛擬化是個循序漸進的過程，不能為虛擬化而進行虛擬化。進行服務器整合時，一般從邊緣應用開始，向核心應用推進。尤其是那些資源利用不均的業(yè)務系統(tǒng)，例如選修課的選課系統(tǒng)，應優(yōu)先遷入虛擬化環(huán)境。這樣，當選課高峰期過去時，其他系統(tǒng)便可以利用其空閑資源。

使用v Sphere構架可以在更少的服務器上的虛擬機中運行應用程序，更高效地利用存儲設備和網絡資源，從而消除了服務器數量劇增現象。憑借獨特的動態(tài)優(yōu)化和內存管理功能，使用V Mware v Sphere的組織可以實現最高的每服務器整合率。VMware v Sphere實現服務器、存儲設備和網絡硬件的全面虛擬化，從而降低硬件管理的復雜性。

圖3 －1 服務器整合

四、存儲資源整合

虛擬存儲是一種具有智能結構的系統(tǒng)，它將允許您以透明有效的方式在磁盤和磁帶上存儲數據，統(tǒng)一管理磁盤空間，使得您的存儲系統(tǒng)能夠容納更多的數據，也使得更多的用戶可以共享同一個系統(tǒng)。在虛擬存儲環(huán)境下，無論后端物理存儲是什么設備，服務器及其應用系統(tǒng)看到的都是其物理設備的邏輯映像。即使物理存儲發(fā)生變化，這種邏輯映像也不會改變，系統(tǒng)管理員不必再關心后端存儲，只需專注于管理存儲空間，所有的存儲管理操作。

五、虛擬環(huán)境的性能優(yōu)化

Vsphere體系對性能的管理是基于資源池的，一個獨立的ESXi Server或者一個集群就可以看做一個跟資源池。資源池通過將獨立主機或群集的資源細分到更小的池中，進一步簡化了虛擬基礎架構的管理工作并提高了靈活性。資源池是用來容納虛擬機的容器，配置有一組CPU和內存資源，供該資源池中運行的虛擬機共享。資源池的一般用法是，將對一組精確指定的資源的控制權指派給一組或一個用戶，但不授予他們對底層物理環(huán)境的訪問權。

圖5 －1 集群和資源池概念示意圖

資源池的資源分配也可以動態(tài)變更，這一特性對工作負載不斷發(fā)生波動的企業(yè)應用程序來說非常有利。例如，可以將一個多層SAP安裝包配置為單個資源池中的若干聯(lián)網虛擬機。如果預計將出現SAP活動高峰期，系統(tǒng)管理員只需為SAP資源池分配更多的CPU和內存即可，而不必逐個調整各個SAP虛擬機的資源分配。資源池靈活的分層結構使用戶能夠在業(yè)務部門之間輕松協(xié)調可用的IT資源。各業(yè)務部門可以采用專用基礎架構，同時仍然能夠受益于資源池的高效性。

綜上所述，通過VMware虛擬化技術對服務器進行整合，可以提高服務器資源的使用率，提高業(yè)務的連續(xù)性方便管理以及為將來新應用系統(tǒng)建設提供一個靈活的資源使用平臺，提高IT運維服務水平。

The Application of Virtual Technol ogy in Ca mpus Net wor k Syste m

GE Jin－long

（Tianjin Engineering Vocational Technical College，Tianjin，China 300280）

Data processing in increasing with the develop ment of college．Virtualized consolidation is an effective solution to manage the applied system and related data．

virtualization technology；campus net work

TP393

A

1673－582 X（2012）08－0088－04

2012－05－29

葛金?。?976－），男，天津工程職業(yè)技術學院網絡中心從事學院網絡管理與維護工作，負責校園一卡通系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、圖書系統(tǒng)、檔案系統(tǒng)、中油財務系統(tǒng)、中油公文、ERP及HSE系統(tǒng)的運維工作。