Moodle虛擬化集群研究

馮華麗+韓小燕

摘 要：為解決Moodle在單服務(wù)器上負(fù)載壓力過大的問題，應(yīng)創(chuàng)建一個集群將過于集中的負(fù)載分?jǐn)偨o多臺服務(wù)器。但是，資源浪費、結(jié)構(gòu)不靈活等缺陷存在于物理集群之中。因此，為了統(tǒng)一管理和動態(tài)分配各種資源，設(shè)計一個Moodle虛擬化集群，結(jié)果證明，Moodle虛擬化集群能夠縮短響應(yīng)時間和提高事務(wù)處理能力。

關(guān)鍵詞：Moodle集群；虛擬化；LAMP架構(gòu)

中圖分類號：TP93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-8454（2016）19-0028-02

引言

Moodle是由澳大利亞Martin Dougiamas博士基于社會構(gòu)建主義教育和以人為本的設(shè)計思想主持開發(fā)的一個免費的、開放源代碼的網(wǎng)站管理、課程管理和學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，包含諸如論壇、資源、測驗、投票、作業(yè)、問卷調(diào)查、Blog、聊天室和Wiki等模塊。在虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通過借助多種交互、協(xié)作、分享的軟件，注重學(xué)習(xí)者和助學(xué)者（教師、專家、導(dǎo)員等）之間平等、對話、協(xié)作，具有門檻低、便于操作、功能強大、開放兼容等優(yōu)勢。它是目前世界上應(yīng)用最廣泛的在線教學(xué)平臺之一[1]。

我校采用LAMP架構(gòu)分別于2008年在聯(lián)想萬全R520 G7、2011年在惠普BL680c G5單服務(wù)器上部署了Moodle，并在全校廣泛使用。經(jīng)經(jīng)驗估算，在單服務(wù)器下，每1GB內(nèi)存大約可支持最多50個并發(fā)用戶，支持最多250個瀏覽用戶[2]。內(nèi)存為4GB的聯(lián)想萬全R520 G7服務(wù)器，按照前面的經(jīng)驗估算，可支持200人左右使用數(shù)據(jù)庫的用戶，可約保1000臺電腦同時瀏覽該系統(tǒng)網(wǎng)頁；內(nèi)存為8GB的惠普BL680c G5服務(wù)器，按照前面的經(jīng)驗估算，可支持400人左右使用數(shù)據(jù)庫的用戶，可約保2000臺電腦同時瀏覽該系統(tǒng)網(wǎng)頁。Moodle在部署前期，服務(wù)器所提供的訪問基本能夠滿足用戶需求。根據(jù)無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院〔2014〕15號《關(guān)于深化內(nèi)涵建設(shè) 提升辦學(xué)質(zhì)量和水平的意見》文件精神，學(xué)校3年期間（2015-2017年）在Moodle平臺改建新建校級精品課程資源300門的需要，原有的單服務(wù)器架構(gòu)無法滿足大規(guī)模課程建設(shè)的需要，單服務(wù)器負(fù)載的壓力過大，無法滿足需求，需要采用多服務(wù)器。在這種情形下，我們考慮采用服務(wù)器集群。

一、Moodle物理集群

在單服務(wù)器上部署的Moodle包含三部分①創(chuàng)建空數(shù)據(jù)庫，用來動態(tài)存放用戶和課程等數(shù)據(jù)。②Moodle子目錄，用來存放Moodle源程序安裝的所有文件，保護(hù)Moodle程序文件不可以被Web服務(wù)器的用戶隨意更改。③創(chuàng)建（moodledata）數(shù)據(jù)目錄，用來存儲Moodle系統(tǒng)的所用文件，包括系統(tǒng)上傳的文件，臨時數(shù)據(jù)，會話數(shù)據(jù)等，如教師的教學(xué)常規(guī)、學(xué)生參與的活動以及提交的作業(yè)。Web服務(wù)器需要這個目錄具有寫入權(quán)限，在大型的Moodle安裝實例中，這個目錄越大越好。

在單服務(wù)器之后，我們曾嘗試采用物理集群的方式。具體為：采用兩臺物理服務(wù)器的形式。一臺為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，一臺為網(wǎng)絡(luò)存儲器及負(fù)載均衡服務(wù)器。雖然物理集群解決了在單服務(wù)器上部署Moodle負(fù)載能力趨于飽和的問題，能夠基本滿足用戶大量訪問的需求，但卻有如下缺點，物理集群的多臺服務(wù)器能夠滿足全校師生的使用需求，但是很多資源并未能得到充分使用，造成了一定程度的資源浪費；結(jié)構(gòu)不夠靈活，不便于擴展新節(jié)點。

二、基于無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的Moodle虛擬化集群構(gòu)建實例

通過虛擬化技術(shù)可以提高資源的利用率，提高IT架構(gòu)的可管理性和管理效率，提高系統(tǒng)可靠性、業(yè)務(wù)連續(xù)性，實現(xiàn)靈活、快速地部署，提高安全性。運用虛擬化技術(shù)構(gòu)建Moodle集群，可以彌補物理集群的不足。

為了完整地實現(xiàn)無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院對VMware虛擬化應(yīng)用解決方案的要求，實施環(huán)境配置三臺X86服務(wù)器用于安裝VMware的ESX Server，每臺服務(wù)器配置4個千兆網(wǎng)口。為了實現(xiàn)VMotion、HA及DRS等VSPHERE的高可用性特性，采用光纖存儲方式，共配置4個8Gb/s FC+8個1Gb ISCSI主機通道；每臺服務(wù)器配置一塊單口8GB HBA卡。

1.服務(wù)器虛擬化設(shè)計

隨著師生利用網(wǎng)絡(luò)越來越頻繁，以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用平臺的日益增長的需要，學(xué)校的辦公和教學(xué)系統(tǒng)已達(dá)40多個，相關(guān)的配套服務(wù)器已經(jīng)超過50臺。由于各應(yīng)用平臺操作系統(tǒng)不同、軟件開發(fā)環(huán)境不同等因素限制，根據(jù)我校服務(wù)器虛擬化設(shè)計方案，只用3臺物理服務(wù)器就可以實現(xiàn)對40多個業(yè)務(wù)的應(yīng)用部署，服務(wù)器虛擬化采用設(shè)備清單見表1。

VCSA，即VMware vCenter Server Appliance 是預(yù)配置的基于 Linux 的虛擬機，并針對運行 vCenter Server 及關(guān)聯(lián)服務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化。VCSA包括自動部署、日志收集器、ESXi垃圾收集器以及vSphere Web Client服務(wù)。

安裝好ESXi后，便可以使用vClient登陸ESXi，在ESXi主機上安裝VCSA虛擬機，部署VCSA模版的過程：①選擇到本地存放的OVF模版文件或OVA模版文件；②部署虛擬機，包括自定義虛擬機的名稱、選擇磁盤格式；③右鍵編輯配置查看和修改虛擬機配置；④啟動虛擬機。

通過客戶端或瀏覽器登錄?？梢娡ㄟ^模版部署可以大大簡化安裝步驟，節(jié)省時間，同時vCenter使用的是Linux操作系統(tǒng)，而非Windows，其穩(wěn)定性和資源利用率較有優(yōu)勢。內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)庫是個免費的DB2，可以支持100臺主機和3000個VM。Windows操作系統(tǒng)比Linux虛擬機的受攻擊平面更大。即便你不是Linux專家，也可以在Linux上對vCSA進(jìn)行管理。部署之后，應(yīng)用就會為你提供一個簡單的訪問接口，引導(dǎo)你完成所有的配置步驟。

2.網(wǎng)絡(luò)虛擬化設(shè)計

Moodle虛擬化集群中，每臺物理服務(wù)器安裝 4 塊網(wǎng)絡(luò)接口卡（vmnic0～vmnic3），網(wǎng)絡(luò)接口卡vmnic0連接虛擬交換機vSwitch0，網(wǎng)絡(luò)接口卡vmnic1、vmnic2連接虛擬交換機vSwitch1，網(wǎng)絡(luò)接口卡vmnic3連接虛擬交換機vSwitch2。其中， vSwitch0的Service Console端口連接至管理網(wǎng)絡(luò)， vSwitch0連接校園一卡通VLAN172專網(wǎng)；vSwitch1利用vSwitch的地址轉(zhuǎn)換功能將VM接入到虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN250，從而實現(xiàn)各虛擬機的網(wǎng)絡(luò)通信功能；vSwitch2連接到銀行專網(wǎng)。如圖1所示。

3.存儲虛擬化設(shè)計

存儲虛擬化通過在物理存儲系統(tǒng)和服務(wù)器之間增加一個虛擬層，將服務(wù)器使用的物理存儲虛擬化成邏輯存儲。服務(wù)器只和邏輯存儲打交道，而存儲硬件增減、調(diào)換、分拆、合并對使用者完全透明[4]。目前VMware v Sphere 支持的共享存儲有 FC SAN、i SCSI SAN 和 NFS NAS 三種，我校采用共享存儲來承載虛擬機及其數(shù)據(jù)。

Moodle 虛擬化集群中的存儲采用光纖FC SAN 方式，是一種基于光通道體系的存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它可以提高系統(tǒng)運行和反應(yīng)的速率，進(jìn)而經(jīng)過多項高端的功能，加強數(shù)據(jù)安全的保障。

存儲設(shè)備的主要功能是存放 VM 和磁盤文件，包括 VM 本身的配置文件、虛擬磁盤、Snapshot 的Redo 文件等，moodledata 目錄中的所有文件都存放在該設(shè)備中。

三、小結(jié)

Moodle虛擬化集群，大大減少了物理服務(wù)器的數(shù)量，簡化了我們對服務(wù)器的管理，實現(xiàn)了對資源的快速調(diào)配[5]。我校在Moodle虛擬化集群運用一年時間內(nèi)，運行穩(wěn)定，值得研究、推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎加厚.信息化課程設(shè)計[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2007：1.

[2]常金娥，陳晉玲.Windows下Moodle平臺的構(gòu)建[J].科技信息，2007，1（36）：201-202.

[3]無錫中科新瑞系統(tǒng)集成有限公司.無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院服務(wù)器虛擬化實施方案[Z].2014：5.

[4]朱曉蒙. 基于云存儲的高校教育資源平臺[D].西安：西安科技大學(xué)，2012：22-23.

[5]林冬茂.基于虛擬技術(shù)的服務(wù)器“群”應(yīng)用的研究[J].微計算機信息，2010，26（3）：216-217.

（編輯：王曉明）