高校信息中心服務(wù)器虛擬化方案研究

羅敏 王淑艷

摘 要 近年來，隨著高校信息化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)涉及到高校教學(xué)、管理、生活、服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域，所需要的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也各不相同，傳統(tǒng)的信息化管理已經(jīng)不能滿足人們的日常需求。所以，將高校信息中心服務(wù)器虛擬化就迫在眉睫。

【關(guān)鍵詞】信息化 高校信息中心 虛擬化方案

隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力也在不斷進(jìn)步，但在實(shí)際應(yīng)用中，高校信息中心的資源利用率普遍低下，而信息中心的管理費(fèi)用卻逐年上升。傳統(tǒng)的信息化管理，只是用一臺(tái)電腦運(yùn)行一個(gè)服務(wù)平臺(tái)，使得處理器的應(yīng)用效率低下，期間的維護(hù)工作也很困難，造成維護(hù)成本過高等問題。

1 什么是虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是一種資源信息管理技術(shù)，它最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代的BM系統(tǒng)，并在70年代的System370系列中逐漸流行。這些機(jī)器利用VMM，也就是虛擬機(jī)監(jiān)控器的程序來生成多個(gè)可以運(yùn)行獨(dú)立操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)。

近年來，隨著多核系統(tǒng)、集群甚至是云計(jì)算的廣泛應(yīng)用和部署，虛擬化技術(shù)在校園和商業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢也越來越明顯。它不僅降低了IT成本，還加強(qiáng)了服務(wù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，并且使虛擬化這一概念逐漸深入到人們的日常生活和學(xué)習(xí)中去。

虛擬化技術(shù)對(duì)于不同職業(yè)的人來說可能意味著不同的東西，這主要取決于他們所處的環(huán)境。打個(gè)比方說，在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，虛擬化不僅僅局限于虛擬機(jī)，它還對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行抽象處理，比如運(yùn)用虛擬化技術(shù)對(duì)物理內(nèi)存的抽象，就可以使應(yīng)用程序認(rèn)為它本身擁有連續(xù)可用的空間，就算物理內(nèi)存不足，應(yīng)用程序也能在虛擬化技術(shù)下順利運(yùn)行。

它可以讓計(jì)算機(jī)相關(guān)模塊在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行；也能把固定資源按照不同的需求重新規(guī)劃和整合，以達(dá)到提高處理器利用效率的目的。

現(xiàn)在的虛擬化技術(shù)不僅僅包括虛擬服務(wù)器，我們已經(jīng)發(fā)展出了網(wǎng)絡(luò)虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化和CPU虛擬化等技術(shù)。它成功地使人們可以用一臺(tái)服務(wù)器做到幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)服務(wù)器都做不到的事，為一些高校信息中心管理提供了很多的幫助。

2 高校信息中心服務(wù)器信息化的新要求

高校信息化建設(shè)在逐步深入到日常校園生活中時(shí)，會(huì)遇到很多困難和問題。

（1）信息中心服務(wù)器的資源和數(shù)據(jù)相對(duì)分散，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，使信息中心的資源利用率不高；

（2）維持系統(tǒng)的服務(wù)平臺(tái)數(shù)量過多，日常維護(hù)難度大、成本高，平臺(tái)的安全性和穩(wěn)定性也不能夠保證；

（3）信息中心建設(shè)過程中各自為政，維護(hù)和實(shí)施相對(duì)分散，很難做到統(tǒng)一的管理和監(jiān)督；

（4）每當(dāng)有新的服務(wù)系統(tǒng)實(shí)施時(shí)，系統(tǒng)安裝的成本高、安裝到實(shí)施的周期長等等。

適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用虛擬化技術(shù)，可以有效的緩解以上問題，提高資源的利用率，減少整個(gè)信息中心的管理和維護(hù)成本，為高校建設(shè)提供更為便利的服務(wù)。

3 高校信息中心服務(wù)器虛擬化的技術(shù)方向

在虛擬化技術(shù)的應(yīng)用中，主要是從兩個(gè)方向來合理的分配高校信息中心服務(wù)器中的龐大資源。

一種方向就是化整為零，把一個(gè)物理的服務(wù)器虛擬成一個(gè)或者若干個(gè)獨(dú)立的邏輯服務(wù)器，使用戶可以在這些看似獨(dú)立的邏輯服務(wù)器上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)以及應(yīng)用，而這個(gè)方向最典型的代表就是分區(qū)。分區(qū)可以將物理服務(wù)器上的資源劃分到若干個(gè)虛擬的邏輯服務(wù)器上，使各個(gè)服務(wù)器能夠獨(dú)立操作。

另一種方向就是化零為整，把一個(gè)或者若干個(gè)分散的物理服務(wù)器虛擬成為一個(gè)大的邏輯服務(wù)器，使用戶在一臺(tái)服務(wù)器上可以同時(shí)使用和支配若干個(gè)物理服務(wù)器，而這個(gè)方向的典型代表就是網(wǎng)格。網(wǎng)格化這一創(chuàng)新模式就是依托網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)建立一個(gè)全面、準(zhǔn)確的綜合管理服務(wù)系統(tǒng)，高校通過這個(gè)系統(tǒng)可以整合信息中心服務(wù)器的所有資源，為高校內(nèi)的所有學(xué)生和老師提供便利的、有針對(duì)性的服務(wù)，從而提高高校信息中心服務(wù)器的管理和服務(wù)效率。

4 虛擬化技術(shù)在高校信息中心服務(wù)器的運(yùn)用

4.1 存儲(chǔ)虛擬化在高校信息中心服務(wù)器的應(yīng)用

存儲(chǔ)虛擬化，簡單的來說，就是將一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備整合成一個(gè)容量很大的存儲(chǔ)空間，并統(tǒng)一的對(duì)外提供便捷的存儲(chǔ)功能服務(wù)。存儲(chǔ)虛擬化將所有的存儲(chǔ)資源虛擬成一個(gè)“存儲(chǔ)池”，將許多零散的存儲(chǔ)資源整合起來，進(jìn)行資源分配，統(tǒng)一管理，能大大的提高資源利用率，還能有效的降低系統(tǒng)管理和維護(hù)的費(fèi)用。

4.2 系統(tǒng)虛擬化在高校信息中心服務(wù)器的應(yīng)用

系統(tǒng)虛擬化，就是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，虛擬出一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)。每個(gè)虛擬操作系統(tǒng)可以占用比較低的資源來運(yùn)行更多的應(yīng)用程序；在運(yùn)行虛擬操作系統(tǒng)時(shí)，還可以快速的啟動(dòng)和停止，而不會(huì)影響其他任務(wù)；減少維護(hù)系統(tǒng)造成的中斷時(shí)間，加強(qiáng)系統(tǒng)恢復(fù)能力，極大的保證了信息中心的數(shù)據(jù)安全。

4.3 網(wǎng)絡(luò)虛擬化在高校信息中心服務(wù)器的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)虛擬化，就是在一個(gè)固定的物理網(wǎng)絡(luò)上虛擬出一個(gè)或多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)來。目前，比較常見的網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)包括虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)（VPLS）等。

近年來，通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，學(xué)生們可以在任何地方訪問校內(nèi)資源和校內(nèi)圖書館的電子期刊，老師們也可以通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)辦公的資源共享。使高校在提供網(wǎng)絡(luò)信息化服務(wù)的同時(shí)，加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的整合與優(yōu)化。

5 虛擬化技術(shù)在高校信息中心服務(wù)器運(yùn)用中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

5.1 服務(wù)器虛擬化的優(yōu)點(diǎn)

5.1.1 節(jié)省能源損耗

虛擬化技術(shù)可以將一個(gè)或者若干個(gè)不同功能的服務(wù)器整合到一臺(tái)物理的服務(wù)器上，充分徹底的利用多核多線程CPU的性能，來達(dá)到國家提倡的節(jié)能環(huán)保的目的；

5.1.2 節(jié)省空間

由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷更新和增加，服務(wù)器的數(shù)量也在增長，這就使互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）的空間壓力增大。而虛擬化技術(shù)可以將這些服務(wù)器進(jìn)行整合，極大的降低了IDC成本；

5.1.3 保證操作的連續(xù)性

信息中心有很多服務(wù)都是24小時(shí)運(yùn)行，但是只要某臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，就勢必會(huì)中斷服務(wù)業(yè)務(wù)，造成數(shù)據(jù)流失，而虛擬化技術(shù)可以在某臺(tái)物理服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，讓所有的虛擬機(jī)可以安全迅速的遷移到集群中的其他設(shè)備上，而不會(huì)中斷任意操作；

5.1.4 縮短新系統(tǒng)的部署時(shí)間

一臺(tái)新系統(tǒng)從提出建議到最終的應(yīng)用，要經(jīng)歷規(guī)劃、申請經(jīng)費(fèi)、采購新服務(wù)器、安裝服務(wù)器、配置服務(wù)器和測試服務(wù)器等幾個(gè)階段，而虛擬化技術(shù)可以在新服務(wù)器還沒有到貨時(shí)，利用集群中剩余的資源來進(jìn)行先行配置并測試，等新服務(wù)器到貨后稍微調(diào)整一下就能投入使用；

5.1.5 減少硬件支出

虛擬化技術(shù)可以將多余出來的計(jì)算資源整合到一起，加以利用，而且生成的虛擬機(jī)也不用單獨(dú)購買光纖卡等附件，極大地減少了硬件支出；等等。

相信在以后的使用中，虛擬化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)會(huì)被更多地發(fā)掘出來，為高校信息中心能夠提供更好的服務(wù)保證技術(shù)支持。

5.2 服務(wù)器虛擬化的缺點(diǎn)和漏洞

沒有一種技術(shù)可以徹底解決高校信息中心服務(wù)器出現(xiàn)的全部問題，虛擬化技術(shù)也不可避免地存在一些缺點(diǎn)和漏洞。它主要可以影響以下幾個(gè)方面：

5.2.1 虛擬機(jī)性能比不上物理服務(wù)器

目前最好的虛擬機(jī)技術(shù)也會(huì)或多或少的給系統(tǒng)帶來性能損失，所以說，現(xiàn)有的虛擬機(jī)性能不可能超越物理機(jī)；

5.2.2 增壓維護(hù)成本

使高校信息中心服務(wù)器虛擬化，考驗(yàn)的不僅是管理人員的水平，還必須提高技術(shù)維護(hù)人員的專業(yè)技能，這也從另一方面增加了維護(hù)成本。

5.2.3 故障判斷比較復(fù)雜

傳統(tǒng)方式下出現(xiàn)故障時(shí)，技術(shù)人員只需要檢查硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)就能發(fā)現(xiàn)故障原因，而使用了虛擬化技術(shù)后，除了檢查硬件和軟件以外，還要確定虛擬化系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，這就為故障排查增加了一定的難度；

5.2.4 增加學(xué)校許可證成本

由于每個(gè)虛擬機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都要求是正版的，所以，一旦無節(jié)制的建立虛擬機(jī)，會(huì)極大地增加學(xué)校許可證的成本，并且在許可證的管理上帶來許多的困難。

虛擬化技術(shù)在運(yùn)用中雖然存在很多漏洞，但是它為高校信息中心服務(wù)器運(yùn)作提供的便利是不可忽視的。

6 高校信息中心服務(wù)器虛擬化方案

為了更加合理的實(shí)現(xiàn)高校信息中心服務(wù)器的虛擬化，在虛擬服務(wù)器部署之前，首先將原有的服務(wù)器硬件重新規(guī)劃，改變用途，集成必要的硬件組成部分，隨后集成網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。當(dāng)這些都準(zhǔn)備就緒以后，就可以安裝虛擬化軟件了，安裝完畢后，將現(xiàn)有的應(yīng)用程序遷移到虛擬系統(tǒng)中，并投入使用。

學(xué)?？梢愿鶕?jù)不同的操作系統(tǒng)來建立相對(duì)應(yīng)的虛擬服務(wù)器，了解物理服務(wù)器的各項(xiàng)參數(shù)，如存儲(chǔ)空間、平臺(tái)負(fù)載量及最大用戶在線量等，來建設(shè)虛擬服務(wù)器，并為各個(gè)服務(wù)器分配對(duì)應(yīng)的CPU、內(nèi)存及網(wǎng)絡(luò)類型等，來滿足正常運(yùn)行的基本條件。

基于虛擬化技術(shù)的諸多優(yōu)勢，高?？梢苑制谕度虢ㄔO(shè)，先把訪問量最大的服務(wù)系統(tǒng)遷移到該平臺(tái)，比如說校園網(wǎng)、郵件和教務(wù)系統(tǒng)等。等到老師、學(xué)生和技術(shù)維護(hù)人員習(xí)慣和熟悉了該應(yīng)用之后，再考慮在信息中心全面實(shí)行虛擬化。而替換下來的老舊服務(wù)器也能夠作為備份存儲(chǔ)，用于日常的數(shù)據(jù)備份，減少硬件資源的浪費(fèi)。

通過管理軟件也可以快速的對(duì)現(xiàn)有的操作系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)制，大大縮短了新程序的建設(shè)與實(shí)施；對(duì)服務(wù)器平臺(tái)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，既能降低管理難度，又提高了信息中心服務(wù)器資源的使用率。

7 結(jié)語

合理的利用虛擬化技術(shù)，對(duì)于整個(gè)高校信息中心服務(wù)器是很必要的。它不僅降低了物理設(shè)備的采購成本，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，節(jié)省了運(yùn)行設(shè)備的能源消耗，統(tǒng)一管理和維護(hù)，還能以較小的成本來提供更好地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，對(duì)建立智慧節(jié)約型的大學(xué)校園有著深遠(yuǎn)意義。

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作者單位

1.河南醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)?，F(xiàn)代教育技術(shù)中心 河南省鄭州市 451191

2.河南醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校護(hù)理系 河南省鄭州市 451191