淺析虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)組網(wǎng)中的應(yīng)用

【摘要】本文旨在介紹虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)組網(wǎng)中的應(yīng)用，在對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)組網(wǎng)中，對(duì)服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化以及存儲(chǔ)虛擬化的應(yīng)用，從而降低了校園網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的投入成本和管理成本，提升了硬件資源利用率。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù)；服務(wù)器；虛擬局域網(wǎng)；存儲(chǔ)

一、概述

為了提升高校現(xiàn)代化教學(xué)效果，促進(jìn)我國教育事業(yè)和科研工作的有序進(jìn)行，教育部組織構(gòu)建了我國高校的計(jì)算機(jī)教育網(wǎng)絡(luò)CERNET。當(dāng)前，我國很多高校都已經(jīng)購買了校園服務(wù)器，并連入了教育網(wǎng)CERNET，來構(gòu)建高校校園的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，然后由于在構(gòu)建校園網(wǎng)絡(luò)時(shí)，硬件投資過多，承載的校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單一，導(dǎo)致服務(wù)器利用率低，造成了計(jì)算機(jī)資源的大量浪費(fèi)，加上校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過多，管理較為復(fù)雜，系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全難以實(shí)現(xiàn)，從而使得校園網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)營中存在很多問題。虛擬化技術(shù)的是當(dāng)前較為熱門的計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以在一臺(tái)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)多種系統(tǒng)、多種功能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，所以將虛擬化技術(shù)應(yīng)用在校園網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)中，可以大量減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資，減少組網(wǎng)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)一臺(tái)設(shè)備提供多種服務(wù)，從而提升校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器利用率，降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜度，從根本上提升校園網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，為校園的教學(xué)和科研工作提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

二、虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)的主要思想就是將計(jì)算機(jī)的底層物理硬件資源如CPU、物理內(nèi)容、數(shù)據(jù)I/O端口、磁盤等抽象成應(yīng)用軟件可以支配協(xié)調(diào)的邏輯資源，從而將其放在可以動(dòng)態(tài)管理的資源池內(nèi)。當(dāng)多臺(tái)操作系統(tǒng)同時(shí)在一臺(tái)物理設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，同時(shí)運(yùn)行的操作系統(tǒng)不再直接與硬件設(shè)備通信，虛擬化技術(shù)就可以將不同的操作系統(tǒng)看成是不同的應(yīng)用軟件請(qǐng)求，根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的情況和實(shí)際需求來動(dòng)態(tài)分配資源池內(nèi)以邏輯資源形式存在的硬件資源，相應(yīng)不同的操作系統(tǒng)對(duì)底層硬件的需求，實(shí)現(xiàn)不同操作系統(tǒng)內(nèi)的功能和服務(wù)。此外，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，加快了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用部署，降低了服務(wù)器管理成本，還能夠提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)和虛擬化環(huán)境的靈活安全地備份和遷移。同時(shí)，虛擬化技術(shù)對(duì)資源的動(dòng)態(tài)化管理，極大地加快了服務(wù)器的桌面程序和應(yīng)用服務(wù)的部署，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的靈活性。

三、虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)組網(wǎng)中的應(yīng)用

（一）校園網(wǎng)服務(wù)器虛擬化

校園網(wǎng)服務(wù)器虛擬化就是虛擬化技術(shù)最基本的應(yīng)用，由于校園網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)時(shí)，服務(wù)器硬件投入往往大于平時(shí)需求，所以利用虛擬化技術(shù)，將服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、磁盤、數(shù)據(jù)輸入輸出端口等變成動(dòng)態(tài)的邏輯資源，從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)服務(wù)器多種應(yīng)用服務(wù)的虛擬服務(wù)器。而服務(wù)器內(nèi)的虛擬機(jī)之間突破傳統(tǒng)硬件資源的局限，相互獨(dú)立互不干擾，從而簡化了服務(wù)器的管理，降低了校園網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的硬件投入成本。當(dāng)前，服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用較多的是VMware，XenServer技術(shù)，通過對(duì)高性能服務(wù)器的虛擬化，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)虛擬機(jī)部署在同一臺(tái)機(jī)器上來提供多種服務(wù)。

（二）校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化

利用虛擬化技術(shù)對(duì)硬件資源的虛擬管理，可以將其應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)方面。在校園網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)為校園網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備進(jìn)行虛擬化，從而構(gòu)建虛擬局域網(wǎng)絡(luò)。虛擬局域網(wǎng)的構(gòu)建，是拋開對(duì)網(wǎng)段物理劃分的觀念限制，利用虛擬化技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備邏輯劃分為不同的網(wǎng)段。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，可以將一個(gè)實(shí)際的校園網(wǎng)絡(luò)LAN邏輯地劃分，從而形成多個(gè)廣播域，每個(gè)廣播域內(nèi)含有一個(gè)與實(shí)際校園網(wǎng)絡(luò)相同需求和屬性的工作站，從而實(shí)現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。對(duì)于校園網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，一般是對(duì)網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行虛擬化技術(shù)應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)絡(luò)的物理局域網(wǎng)的內(nèi)的虛擬局域網(wǎng)絡(luò)相互對(duì)立，內(nèi)部的廣播信息不回彼此通信，從而提升了校園網(wǎng)絡(luò)的安全性。

（三）校園網(wǎng)存儲(chǔ)虛擬化

存儲(chǔ)虛擬化主要服務(wù)與校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的存儲(chǔ)管理和安全方面。由于當(dāng)前高校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用越來越廣泛，各種電子圖書、電子教學(xué)視頻等教學(xué)資源越來越多，高校內(nèi)以往的教學(xué)資源存儲(chǔ)都是存儲(chǔ)在直連式存儲(chǔ)的應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)，所以隨著教學(xué)資源不斷增加，教學(xué)資源存儲(chǔ)也就越分散，服務(wù)器增多也不易管理。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)可以對(duì)存儲(chǔ)磁盤的物理設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)邏輯管理，從而提高了應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)空間利用率、減少了不同操作環(huán)境的帶來的管理不易的難題，從而實(shí)現(xiàn)高校校園網(wǎng)絡(luò)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

四、總結(jié)

虛擬化技術(shù)是通過將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件和軟件耦合的分離，操作系統(tǒng)不再直接與硬件設(shè)備通信，將操作系統(tǒng)看做不同的應(yīng)用程序，將硬件資源變成邏輯資源，從而為同時(shí)運(yùn)行的操作系統(tǒng)分配硬件資源來實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)備多種應(yīng)用的虛擬化模式。由于校園網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)時(shí)硬件資源投入較大，利用率不高，通過虛擬化技術(shù)可以很好地提高硬件資源利用率，降低組網(wǎng)成本和網(wǎng)絡(luò)管理成本，從而簡化校園網(wǎng)絡(luò)管理，為校園網(wǎng)絡(luò)用戶提供更加安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

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