VMware虛擬化技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用

摘 要：基于VMware虛擬化軟件的功能和特點(diǎn)，介紹了ESXi和vCenter的安裝及配置；結(jié)合我校數(shù)字化校園建設(shè)的實(shí)際情況，闡述服務(wù)器虛擬化技術(shù)在我校信息化建設(shè)工作中的應(yīng)用及其具體實(shí)施過(guò)程。

關(guān)鍵詞：VMware；vCenter；虛擬化；數(shù)字化校園

中圖分類號(hào)：G434

隨著高校信息化建設(shè)的快速發(fā)展，部署了辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、網(wǎng)上教學(xué)、綜合教務(wù)系統(tǒng)等；伴隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大和應(yīng)用系統(tǒng)的逐漸增多，相應(yīng)的服務(wù)器及磁盤(pán)存儲(chǔ)的數(shù)量也在增長(zhǎng)。

傳統(tǒng)的服務(wù)器部署和管理模式存在很多缺點(diǎn)：服務(wù)器的數(shù)量不斷增加，不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理，維護(hù)成本加大；服務(wù)器采用獨(dú)立的方式部署，出現(xiàn)問(wèn)題則會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)中斷服務(wù)，影響了學(xué)校正常工作的開(kāi)展；服務(wù)器及磁盤(pán)存儲(chǔ)的利用率低，資源分配不合理，造成資源閑置浪費(fèi)；由于不同的硬件平臺(tái)與操作系統(tǒng)，使得管理員不能及時(shí)的恢復(fù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。服務(wù)器虛擬機(jī)技術(shù)可以合理分配硬件資源，簡(jiǎn)化服務(wù)器的管理模式，提高數(shù)據(jù)的安全性，正逐漸成為高校信息化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。

1 虛擬化技術(shù)介紹

1.1 服務(wù)器虛擬化技術(shù)。服務(wù)器虛擬化技術(shù)是在一臺(tái)物理服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)獨(dú)立的虛擬計(jì)算機(jī)，可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，共享服務(wù)器的硬件資源，基于資源請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)和服務(wù)器的實(shí)際負(fù)載情況，將物理資源在多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)之間合理的分配和回收；該技術(shù)可以提高服務(wù)器的利用率，提升業(yè)務(wù)應(yīng)用整體的運(yùn)行質(zhì)量，提供相互隔離、安全的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。

1.2 VMware介紹。VMware是全球桌面到數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商，國(guó)內(nèi)許多商業(yè)銀行，保險(xiǎn)公司以及政府部門(mén)都在使用。支持在單個(gè)物理服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，虛擬機(jī)共享一臺(tái)物理服務(wù)器，每臺(tái)虛擬機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，并有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等硬件設(shè)備。產(chǎn)品主要包括ESX、ESXi和vSphere；vSphere是一整套服務(wù)器虛擬化解決方案，目前最新版本為5.5；主要包含vCenter、vSphere Client、Converter Client等組件以及VMotion、HA、DRS和統(tǒng)一備份服務(wù)等分布式服務(wù)。

2 服務(wù)器虛擬化的安裝和配置

2.1 ESXi的安裝和配置。在安裝ESXi之前，需要先確認(rèn)服務(wù)器符合安裝的最低硬件配置；并在BIOS中設(shè)置Virtualization Technology為“Enabled”，使CPU支持虛擬化技術(shù)；支持從統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口（UEFI）引導(dǎo)主機(jī)，將安裝光盤(pán)放入CD-ROM驅(qū)動(dòng)器引導(dǎo)系統(tǒng)并安裝，按照相關(guān)提示操作即可完成安裝。配置root用戶密碼、IP地址，可以通過(guò)客戶機(jī)上的VMware vSphere Client或Web Client來(lái)登錄管理主機(jī)，配置主機(jī)的許可、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)器的訪問(wèn)權(quán)限等。

2.2 vCenter Server的安裝和配置。vCenter是vSphere套件中主機(jī)和虛擬機(jī)的集中管理組件，只有在vCenter中通過(guò)相關(guān)配置才能實(shí)現(xiàn)HA、DRS和VMotion等高級(jí)功能，許多管理模塊也只能集成安裝在vCenter環(huán)境中。它只能安裝在64位操作系統(tǒng)中，如Window Server 2008 R2；自帶的SQL Server Express適合于小型部署；對(duì)于大型部署建議使用獨(dú)立的授權(quán)版本的數(shù)據(jù)庫(kù)。

以具有管理員權(quán)限的用戶安裝獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)身份驗(yàn)證選擇混合驗(yàn)證，相關(guān)服務(wù)設(shè)置為自動(dòng)啟動(dòng)，創(chuàng)建vCenter數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)源；選擇自定義安裝，依次安裝vCenter Single Sign-ON、vSphere Web Client、vCenter清單服務(wù)、vCenter Server。安裝完成后可以通過(guò)vSphere Client或者Web Client來(lái)連接vCenter；建立群集，在群集中添加主機(jī)，使主機(jī)的資源成為群集資源的一部分，群集可以管理所有主機(jī)的資源。

2.3 新建虛擬機(jī)。在ESXi主機(jī)上創(chuàng)建虛擬機(jī)之前，需要對(duì)群集中的主機(jī)進(jìn)行相關(guān)配置，配置其正確的許可證密鑰、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽中虛擬交換機(jī)的配置、存儲(chǔ)適配器中本地磁盤(pán)及外部磁盤(pán)的訪問(wèn)權(quán)限以及時(shí)間配置等。根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分配服務(wù)器資源并建立新的虛擬機(jī)，通過(guò)vSphere Client連接ESXi主機(jī)或連接vCenter，虛擬機(jī)光驅(qū)中加載要安裝的操作系統(tǒng)ISO鏡像文件，設(shè)置為從光驅(qū)啟動(dòng)即可安裝操作系統(tǒng)；操作系統(tǒng)安裝完成后，還需要安裝VMware Tools；部署相同版本的操作系統(tǒng)，我們可以采用模板功能進(jìn)行虛擬機(jī)的快速克隆和遷移。

3 在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 我校服務(wù)器的應(yīng)用現(xiàn)狀。我校的應(yīng)用服務(wù)器和系統(tǒng)由二級(jí)部門(mén)采購(gòu)，大部分部署在校網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房統(tǒng)一管理和維護(hù)；各部門(mén)采購(gòu)時(shí)需要大量資金，從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，服務(wù)器的硬件使用率不高，而一些重要系統(tǒng)所在服務(wù)器在一定時(shí)間內(nèi)又不能滿足實(shí)際應(yīng)用需求，如教務(wù)系統(tǒng)在學(xué)生選課時(shí)期，服務(wù)器的負(fù)載情況比較大，不能夠?qū)崿F(xiàn)硬件資源的有效利用。

隨著數(shù)字化校園系統(tǒng)的建設(shè)，更多的應(yīng)用系統(tǒng)整合到數(shù)字化校園系統(tǒng)中，如校園一卡通系統(tǒng)、教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、圖書(shū)館借還書(shū)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等；部署這些應(yīng)用系統(tǒng)就需要購(gòu)置大量服務(wù)器，增加了資金的投入，也加大了管理的難度和成本，管理人員需要單獨(dú)的維護(hù)每臺(tái)服務(wù)器的正常運(yùn)行，包括操作系統(tǒng)的安裝、數(shù)據(jù)的定期備份等。為解決這些問(wèn)題，我校于2011年購(gòu)置VMware虛擬化軟件，通過(guò)采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，提高了服務(wù)器利用效率，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)維護(hù)工作，加速了數(shù)字化校園的建設(shè)步伐。

3.2 VMware在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用。在4臺(tái)Dell PowerEdge R710上分別安裝ESXi4.1并建立群集，每臺(tái)服務(wù)器通過(guò)千兆交換機(jī)連接Dell PowerVault MD3200i磁盤(pán)存儲(chǔ)，通過(guò)存儲(chǔ)管理軟件建立主機(jī)組并將劃分好的虛擬磁盤(pán)分配到主機(jī)組，使4臺(tái)服務(wù)器共享磁盤(pán)存儲(chǔ)。在獨(dú)立物理服務(wù)器上安裝vCenter管理軟件，也可將其安裝在虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中。

通過(guò)vSphere Client登錄到vCenter中，可以在群集或單臺(tái)主機(jī)中新建虛擬機(jī)，是否將主機(jī)進(jìn)入維護(hù)模式，對(duì)主機(jī)進(jìn)行許可、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)適配器等相關(guān)操作；實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的停止、啟動(dòng)、監(jiān)控主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等，對(duì)任意一臺(tái)虛擬機(jī)進(jìn)行維護(hù)和管理。在群集中創(chuàng)建了多臺(tái)虛擬服務(wù)器，包括辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、數(shù)字化校園6臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、部門(mén)網(wǎng)站服務(wù)器、網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)等，為全校師生提供應(yīng)用服務(wù)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

3.3 VMware虛擬化軟件的應(yīng)用效果。VMware服務(wù)器虛擬化技術(shù)在我校應(yīng)用以來(lái)，促進(jìn)了數(shù)字化校園的建設(shè)，提高了服務(wù)器硬件的利用率，降低了硬件購(gòu)置成本和運(yùn)行維護(hù)成本；減輕了系統(tǒng)維護(hù)人員的工作量；提高了服務(wù)器運(yùn)行的安全性和可靠性，虛擬機(jī)之間的運(yùn)行互相獨(dú)立，通過(guò)虛擬機(jī)群集化管理，如果一臺(tái)物理主機(jī)出現(xiàn)故障，虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)遷移到群集中的另外一臺(tái)主機(jī)上，保證應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)外提供服務(wù)的可用性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著高校信息化建設(shè)的快速發(fā)展，服務(wù)器數(shù)量及各種應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增加，隨之帶來(lái)了系統(tǒng)部署、信息維護(hù)以及數(shù)據(jù)安全可靠性等一系列問(wèn)題；VMware虛擬化技術(shù)和軟件在數(shù)字化校園中的應(yīng)用，提高了服務(wù)器資源的利用率和應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、簡(jiǎn)化了服務(wù)器及信息系統(tǒng)的維護(hù)模式，加快了高校的信息化建設(shè)。

服務(wù)器虛擬化技術(shù)存在很多優(yōu)勢(shì)，在采用虛擬服務(wù)器部署應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，還需要考慮不要影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際性能；目前我校的學(xué)生選課系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)和數(shù)字化校園系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等實(shí)際負(fù)載較大的服務(wù)器還部署在物理服務(wù)器中。

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作者簡(jiǎn)介：夏建磊（1984-），男，河南漯河人，助理工程師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)；申寶敏（1985-），男，河南鶴壁人，助理工程師，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。

作者單位：中原工學(xué)院，鄭州 450007