基于虛擬化技術(shù)的高校信息系統(tǒng)整合研究

吳雙江 郭梁 徐加新

摘 要：本文分析了高校信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于虛擬化技術(shù)的信息系統(tǒng)整合方案。實(shí)踐表明，虛擬化整合后，服務(wù)器資源利用率提高顯著，信息系統(tǒng)管理維護(hù)方便可靠，整合效果良好。

關(guān)鍵詞：虛擬化；信息系統(tǒng)；整合

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及對信息化需求的不斷加強(qiáng)，高校已在教學(xué)科研方面建立了眾多信息系統(tǒng)。隨著教學(xué)科研任務(wù)的不斷增加，對這些信息系統(tǒng)的應(yīng)用需求越來越大，對其穩(wěn)定性、可拓展性、經(jīng)濟(jì)性等要求也越來越高，高校信息系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。因此，如何提高信息系統(tǒng)使用效益和管理維護(hù)水平，為教學(xué)科研提供穩(wěn)定、高效的服務(wù)支撐，是當(dāng)前高校信息化建設(shè)亟待解決的重要問題。

一、高校信息系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

（一）資源利用率低下

經(jīng)過多年發(fā)展，高校信息系統(tǒng)建設(shè)已產(chǎn)生眾多新老各類服務(wù)器。但是這些服務(wù)器大部分采用“一臺(tái)服務(wù)器、一個(gè)操作系統(tǒng)、一種應(yīng)用”的傳統(tǒng)模式運(yùn)行，如果沒有相關(guān)任務(wù)，一些服務(wù)器將處于長期閑置狀態(tài)，服務(wù)器總體資源利用率僅在15%—20%之間，大量資源被浪費(fèi)。

（二）信息系統(tǒng)兼容性差

由于建設(shè)的時(shí)間和需求不同，已有信息系統(tǒng)所需運(yùn)行環(huán)境不盡相同，硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、開發(fā)語言、數(shù)據(jù)庫類型等存在不同程度的差異，比如，操作系統(tǒng)有Windows Server 2003 32位和64位、Windows Server 2008 32位和64位，以及Linux系統(tǒng)等；數(shù)據(jù)庫有SQL Server、Oracle、MySQL等。面對各類系統(tǒng)對運(yùn)行環(huán)境的不同要求，很難整合到現(xiàn)有某一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行。

（三）管理維護(hù)困難

較多的服務(wù)器造成管理難度加大，系統(tǒng)管理員不得不經(jīng)常應(yīng)付不同服務(wù)器和不同應(yīng)用的管理維護(hù)，服務(wù)器的運(yùn)行狀況不能及時(shí)掌握，操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件也無法及時(shí)升級(jí)更新，這使得系統(tǒng)服務(wù)器經(jīng)常在教學(xué)過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至崩潰的情況，影響了教學(xué)效果。

針對上述問題，可以利用虛擬化技術(shù)，合理整合信息系統(tǒng)資源，充分提高服務(wù)器利用率、維護(hù)性和再部署能力。根據(jù)高校教學(xué)科研應(yīng)用需求，本文討論了基于浪潮oCloud云計(jì)算平臺(tái)的虛擬化整合方案，對如何高效合理利用信息系統(tǒng)資源為教學(xué)提供服務(wù)進(jìn)行了研究和探討。

二、虛擬化技術(shù)

虛擬化是云計(jì)算得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺(tái)物理服務(wù)器變成幾臺(tái)甚至上百臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，從而可以讓原先的幾臺(tái)服務(wù)器集成到一臺(tái)服務(wù)器中，使得信息系統(tǒng)不再受到物理上的限制。通過讓服務(wù)器CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，來提高資源的利用率，簡化信息系統(tǒng)的維護(hù)和管理，實(shí)現(xiàn)整合。虛擬化允許不同配置的多個(gè)虛擬機(jī)在同一物理機(jī)上獨(dú)立并行運(yùn)行，互不干擾。每個(gè)虛擬機(jī)都有自己的一套虛擬硬件，可以在這些硬件上加載不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。可以通過虛擬服務(wù)器管理平臺(tái)對所有虛擬機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)配，極大地提高了服務(wù)器資源利用率。

浪潮是國內(nèi)知名的IT基礎(chǔ)設(shè)施和云計(jì)算解決方案供應(yīng)商，其云計(jì)算平臺(tái)oCloud技術(shù)先進(jìn)，在大規(guī)模資源監(jiān)控、虛擬化和資源調(diào)度等方面具有強(qiáng)大功能，性能穩(wěn)定，非常適合對指揮系實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行虛擬化整合。

三、基于oCloud云計(jì)算平臺(tái)的服務(wù)器整合和虛擬化部署

（一）硬件配置

由于高校有不少塔式服務(wù)器使用年限較長，硬件配置相差較大，需新購機(jī)架式服務(wù)器來取代原有服務(wù)器。機(jī)架式服務(wù)器在電源使用效率、空間占用以及硬件配置方面具有巨大優(yōu)勢，能夠滿足oCloud對硬件的要求，為此選擇浪潮英信機(jī)架式服務(wù)器。

（二）搭建虛擬化架構(gòu)

oCloud云計(jì)算平臺(tái)包括oCloud Server云操作系統(tǒng)和oClient遠(yuǎn)程管理客戶端工具兩部分。浪潮英信服務(wù)器安裝oCloud Server云操作系統(tǒng)，建立oCloud云服務(wù)器，并連接到高校網(wǎng)絡(luò)中，從而在虛擬環(huán)境中形成一個(gè)資源池。在oCloud云服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)VM（虛擬機(jī)），并為這些虛擬機(jī)分別安裝Windows Server或Linux操作系統(tǒng)，使之成為能提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的虛擬服務(wù)器。

oClient是一款針對oCloud Server開發(fā)的功能強(qiáng)大的圖形化管理工具。通過它，可以在Windows系統(tǒng)上采用遠(yuǎn)程控制的方式來管理資源池、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)等，同時(shí)也可以部署、管理以及監(jiān)視虛擬服務(wù)器的運(yùn)行。準(zhǔn)備一臺(tái)單獨(dú)的服務(wù)器，安裝Window Server 2008 64位操作系統(tǒng)，然后安裝配置oClient客戶端。

（三）部署虛擬服務(wù)器

針對高校已建成的眾多教學(xué)科研信息系統(tǒng)，均需要配置獨(dú)立的虛擬服務(wù)器。對于使用操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫大致相同的應(yīng)用系統(tǒng)，其需要的虛擬服務(wù)器可以通過模板克隆來快速建立，例如分別建立Windows Server、Linux等不同操作系統(tǒng)類型的虛擬機(jī)模板，通過模板來配置虛擬服務(wù)器，然后根據(jù)各應(yīng)用系統(tǒng)需求分配CPU、內(nèi)存、硬盤等資源，并在之上部署信息系統(tǒng)。這樣可以大大縮短虛擬服務(wù)器的部署時(shí)間，提高系統(tǒng)搭建效率。還可以通過P2V技術(shù)將原有物理服務(wù)器環(huán)境整體遷移到虛擬環(huán)境中，更加快速地建立和部署虛擬服務(wù)器。通過以上方法，最終將高校教學(xué)科研信息系統(tǒng)整合到物理服務(wù)器上，達(dá)到了預(yù)期目的。

四、基于oCloud云計(jì)算平臺(tái)的信息系統(tǒng)整合應(yīng)用效果

（一）虛擬服務(wù)器實(shí)時(shí)遷移，提高可維護(hù)性

借助oClient可以便捷、有效地集中管理所有物理主機(jī)和虛擬服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器實(shí)時(shí)遷移。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，通過oClient管理工具，能在實(shí)現(xiàn)零停機(jī)和服務(wù)連續(xù)可用的情況下將正處于運(yùn)行狀態(tài)的虛擬服務(wù)器在8—10分鐘內(nèi)從一臺(tái)物理服務(wù)器實(shí)時(shí)遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器上，并且能夠完全保證事務(wù)的完整性。這樣可以非常方便地對物理服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)，而不會(huì)妨礙信息系統(tǒng)的正常使用。

（二）服務(wù)器利用率提高，可擴(kuò)展性強(qiáng)

基于oCloud云計(jì)算平臺(tái)，物理服務(wù)器資源可供多個(gè)虛擬服務(wù)器共享，大大減少物理服務(wù)器的數(shù)量，服務(wù)器資源利用率提高到了50%—80%。同時(shí)，為增加新的信息系統(tǒng)提供了可擴(kuò)展性。當(dāng)需要增加新應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，無需購買新服務(wù)器，只需提前規(guī)劃資源增長，新建虛擬服務(wù)器，短時(shí)間內(nèi)即可完成一臺(tái)或多臺(tái)信息系統(tǒng)服務(wù)器的部署，大大降低了服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時(shí)間。

（三）實(shí)現(xiàn)服務(wù)器高可用性，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性

信息系統(tǒng)整合后，總體運(yùn)行穩(wěn)定，故障率降低，備份恢復(fù)簡便，服務(wù)質(zhì)量提高。虛擬化以前，服務(wù)器的備份都是通過專門的備份軟件進(jìn)行系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的備份，過程復(fù)雜而且恢復(fù)時(shí)間較慢。而服務(wù)器虛擬化后，只需通過oClient管理工具的快照功能，即可方便的備份虛擬服務(wù)器中的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，而且所需時(shí)間短，大大簡化了數(shù)據(jù)備份和虛擬服務(wù)器恢復(fù)工作。oCloud云計(jì)算平臺(tái)通過透明負(fù)載均衡、動(dòng)態(tài)遷移、故障自動(dòng)隔離、系統(tǒng)自動(dòng)重構(gòu)等功能建立起高可靠服務(wù)器應(yīng)用環(huán)境。

（作者單位：空軍勤務(wù)學(xué)院飛行保障指揮系）