虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

摘 要 本文從學校校園網(wǎng)信息中心的現(xiàn)狀分析，目前的校園信息中心服務(wù)器的配備已不能滿足現(xiàn)在教學的需要。隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，校園信息中心服務(wù)器的配備可以從實際系統(tǒng)到虛擬化方面發(fā)展，能帶的經(jīng)濟、性能、管理方面較好的效果。

關(guān)鍵詞 虛擬化 校園網(wǎng) 服務(wù)器

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A

1本校的現(xiàn)狀

隨著學校辦學規(guī)模的不斷膨脹，校園網(wǎng)信息中心的服務(wù)器數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度以及存儲容量急劇增長，隨之帶來的是高昂的硬件成本支出以及運營成本支出（如電力、制冷、占地空間、管理人員等）。

本校的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)成本：目前，我校信息中心擁有一個獨立的機房，服務(wù)器數(shù)量15余臺，承載的業(yè)務(wù)系統(tǒng)30套之多，如：教務(wù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)站發(fā)布系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、工資查詢系統(tǒng)等。隨著我校招生規(guī)模的擴大，年服務(wù)器增長數(shù)量3臺以上，空間、電力、制冷、網(wǎng)絡(luò)等配套資源成本隨著服務(wù)器數(shù)量的增長而急劇增加。僅電力需求一項就占總成本的一大部分，以15臺服務(wù)器為例，每臺服務(wù)器24小時工作，一年的電力成本就在6萬元人民幣以上。

硬件成本：信息中心管理員遵循“根據(jù)最壞情況下的工作負載來確定所有服務(wù)器的配置”這一策略導(dǎo)致服務(wù)器的配置普遍過高。每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)都獨立運行于高性能硬件服務(wù)器上，單臺服務(wù)器各項資源利用率較低，大部分的服務(wù)器利用率情況為：CPU小于15%，內(nèi)存小于20%，磁盤小于30%。

管理成本：迄今為止，管理成本是服務(wù)器成本中占較大的一部分，信息中心管理人員需要不定時地對軟硬件進行升級、打補丁、備份和修復(fù)、部署新的服務(wù)器及應(yīng)用、維護用戶賬戶并執(zhí)行巡檢任務(wù)等。

2虛擬化技術(shù)

針對學校信息中心的現(xiàn)狀，經(jīng)過分析和調(diào)研，我們認為目前的信息中心信息化建設(shè)已經(jīng)投入了大量的人力和財力，既要充分利用現(xiàn)有的服務(wù)器資源，又要考慮到系統(tǒng)整合后的可擴展性，適合未來技術(shù)發(fā)展的趨勢，以此來實現(xiàn)對服務(wù)器的整合。要解決好信息中心面臨的困境，采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)來進行資源整合是一條捷徑。

簡單來說，服務(wù)器虛擬化就是在一個物理服務(wù)器上獨立并行運行具有不同操作系統(tǒng)的虛擬機，而每個虛擬機都擁有一套獨立的虛擬硬件（如：CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡、磁盤等）。

進一步說，虛擬化對傳統(tǒng)的物理服務(wù)器而言，在以下三個方面突破了傳統(tǒng)的應(yīng)用模式：

（1）它是一個抽象層，它將物理硬件和操作系統(tǒng)分離，從而提供更高的 IT 資源利用率和靈活性。

（2）虛擬化允許具有不同操作系統(tǒng)的多個虛擬機在同一實體機上獨立并行運行。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件，可以在這些虛擬硬件上加載操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。無論實際采用了什么物理硬件組件，操作系統(tǒng)都將它們視為一組標準化的硬件。

（3）虛擬機被封裝在文件中，因此可以快速對其進行保存、復(fù)制和部署?？稍趲酌腌妰?nèi)將整個系統(tǒng)（完全配置的應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)、BIOS和虛擬硬件）從一臺物理服務(wù)器遷移至另一臺物理服務(wù)器，以實現(xiàn)零停機維護和連續(xù)的工作負載整合。

虛擬化技術(shù)管理軟件，通過精簡信息中心服務(wù)器的數(shù)量，整合信息中心基礎(chǔ)設(shè)施資源，大幅度簡化了服務(wù)器管理的復(fù)雜性，提高了整體系統(tǒng)的可用性，同時還明顯的減少了投資成本，具有很好的技術(shù)領(lǐng)先性和性價比，達到提高物理資源利用率和降低整體擁有成本的目的。同時，建立安全的、可審核的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為各個業(yè)務(wù)軟件提供成本更低、服務(wù)水平更高的基礎(chǔ)架構(gòu)，從而能夠針對各個部門的需求做出快速的響應(yīng)。

3虛擬化技術(shù)應(yīng)用方案

學校根據(jù)現(xiàn)有服務(wù)器的CPU類型、型號、配置、物理位置等進行整合，對現(xiàn)有的4臺SUN刀片服務(wù)器和3臺IMB服務(wù)器進行利舊處理。同時需要考慮兩個問題：一是業(yè)務(wù)系統(tǒng)在原有物理服務(wù)器上的CPU和內(nèi)存使用情況，二是該業(yè)務(wù)系統(tǒng)本身的關(guān)鍵程度，關(guān)鍵的業(yè)務(wù)系統(tǒng)在服務(wù)器硬件配置和虛擬機數(shù)量上都要進行單獨劃分，配置較高性能的服務(wù)器。比如，教務(wù)管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)等對學校的日常工作運行比較關(guān)鍵的應(yīng)用系統(tǒng)，將采用高性能刀片服務(wù)器，輔以較高級別的存儲設(shè)備，并配備高級別的運維值守。而網(wǎng)站發(fā)布系統(tǒng)、學生違紀管理系統(tǒng)等次關(guān)鍵的應(yīng)用系統(tǒng)，將采用IBM服務(wù)器，存儲及運維值守將降低一個等級。

虛擬化技術(shù)項目實施后，我校服務(wù)器數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機架、其它支撐外部設(shè)備會大量減少，通過對服務(wù)器整合，從原來的15臺服務(wù)器成功整合到7臺服務(wù)器和1套存儲設(shè)備里，明顯地提高了每臺物理服務(wù)器的CPU資源利用率，減少了物理服務(wù)器的擴充規(guī)模，大大地降低硬件運維成本。耗電量每年從6500千瓦左右降到了3100千瓦左右，每年的電費開銷可以節(jié)約47%左右。從管理角度觀察，虛擬化技術(shù)平臺環(huán)境一目了然，運行狀態(tài)、功能信息等隨時掌握。對于新應(yīng)用系統(tǒng)的部署和測試，均在虛擬機內(nèi)進行，大大降低了服務(wù)器得建和應(yīng)用加載時間，提高了管理和工作效率。由于虛擬化構(gòu)架可使虛擬機具有動態(tài)可遷移性，不需要像以前那樣，一遇到硬件故障或維護需要數(shù)天的變更管理維護時間，現(xiàn)在可以進行快速的維護和升級，不用擔心某臺服務(wù)器出現(xiàn)問題，會影響到整個應(yīng)用系統(tǒng)。

虛擬化技術(shù)對許多學校單位來說是一門新的技術(shù)，合理整合利用虛擬化技術(shù)將為計算機產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展帶來極大的推動，也為學校等單位的系統(tǒng)管理帶來深刻變革。

參考文獻

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