高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室VMware虛擬化平臺(tái)建設(shè)

張東曉+宣凱新

以紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院現(xiàn)有計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理，教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建存在的一些問(wèn)題為背景，探討基于Windows操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，搭建VMware虛擬化平臺(tái)的意義。通過(guò)課題的研究，探索出在不改變現(xiàn)有機(jī)房中計(jì)算機(jī)設(shè)備的條件下，可以更合理利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)設(shè)備，讓機(jī)房管理變得輕松。

實(shí)驗(yàn)室管理虛擬化技術(shù)軟件沖突數(shù)據(jù)遷移一、引言

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著大量的實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、虛擬仿真等教學(xué)任務(wù)以及提供教師科研任務(wù)的硬件支持等。但是，當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室面臨著諸多問(wèn)題。首先，實(shí)驗(yàn)室的硬件及軟件環(huán)境較為復(fù)雜，針對(duì)于不同的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，不同的實(shí)驗(yàn)室需要搭建不同的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如Java 平臺(tái)、.NET平臺(tái)以及Linux平臺(tái)等，同時(shí)也需要搭建多種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，如Oracle、SQL—Server、MySQL 等，并且不同的任課教師往往使用同一軟件的不同版本，各類教學(xué)用軟件隨著課程的變化不打反復(fù)安裝、更新和卸載。這就為實(shí)驗(yàn)室軟件環(huán)境管理增加了難度；其次，由于計(jì)算機(jī)學(xué)科技術(shù)發(fā)展迅速，軟件環(huán)境更新?lián)Q代較快，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理手段是每隔一段時(shí)間進(jìn)行整體的軟件升級(jí)與維護(hù)，維護(hù)人員不但工作量較大，并且管理難度較高；第三，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室往往承擔(dān)教師的科研任務(wù)，其中不同教師需要的軟硬件環(huán)境往往不同，這就要求實(shí)驗(yàn)室提供多臺(tái)不同軟硬件環(huán)境的計(jì)算機(jī)。

虛擬化平臺(tái)硬件由服務(wù)器搭建，在平臺(tái)中可以根據(jù)資源配置建立能夠滿足不同需求的虛擬機(jī)。虛擬機(jī)平臺(tái)提供給用戶個(gè)性化制定資源，并縮減信息服務(wù)器的管理成本，提高管理效率。

針對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的情況，本文以紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院為例，利用VMware虛擬化平臺(tái)建設(shè)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室軟硬件以及虛擬機(jī)的管理， 對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化配置，根據(jù)實(shí)際情況給出VMware虛擬化平臺(tái)建設(shè)方案。

二、技術(shù)架構(gòu)

1.虛擬化技術(shù)

虛擬化，原指資源的抽象化，就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘，所有的資源都透明地運(yùn)行在各種各樣的物理平臺(tái)上，資源的管理都按邏輯方式進(jìn)行，完全實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)化分配。虛擬化本質(zhì)上是一種物理資源封裝手段，是構(gòu)建云計(jì)算的基礎(chǔ)技術(shù)之一。通過(guò)虛擬化技術(shù)，可以最大限度地屏蔽軟硬件資源的差異性，根據(jù)需要靈活分配這些資源，減少總體成本。

虛擬化技術(shù)通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)控器對(duì)底層硬件資源進(jìn)行管理，支持多個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)例同時(shí)運(yùn)行。虛擬化技術(shù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)資源利用率的最大化，同時(shí)將底層的物理設(shè)備與上層操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件分離，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的靈活性。

對(duì)虛擬化可以根據(jù)不同方面屬性進(jìn)行分類。按照實(shí)現(xiàn)的層次可以分為硬件虛擬化、操作系統(tǒng)虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化；按其應(yīng)用的領(lǐng)域可分為服務(wù)器虛擬化、 存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化。

2.虛擬機(jī)

虛擬機(jī)是通過(guò)軟件模擬的、具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬機(jī)是一臺(tái)抽象的計(jì)算機(jī)，但和真實(shí)的計(jì)算機(jī)一樣具有一個(gè)指令集并使用不同的存儲(chǔ)區(qū)域。它負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，還要管理數(shù)據(jù)、內(nèi)存和寄存器。一臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)在任何平臺(tái)上都提供給編譯程序一個(gè)共同的接口。編譯程序只需要面向虛擬機(jī)，生成虛擬機(jī)能夠理解的代碼，然后由解釋器來(lái)將虛擬機(jī)代碼轉(zhuǎn)換為特定系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)碼執(zhí)行。使虛擬機(jī)發(fā)揮作用的虛擬機(jī)軟件（Hypervisor）是一層位于操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)硬件之間的代碼。

三、VMware虛擬化平臺(tái)建設(shè)方案

1.平臺(tái)建設(shè)環(huán)境

計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)為CPU采用英特爾Core（TM） i3 550 @3.20GHz處理器、內(nèi)存采用4GB（Hynix DDR3 1333MHz）、硬盤采用西部數(shù)據(jù)WD3200AAJS-60Z0A0 （320 GB SATAⅡ）、顯卡采用英特爾HD Graphics板載。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)采用WINDOWS 7 64位。虛擬機(jī)平臺(tái)：VMware Workstation 10版本下安裝Windows XP的虛擬機(jī)。測(cè)試軟件：AUTOCAD 2008、用友ERP、CrystalMark R3、PassMark PerformanceTest V6.1等。

2.平臺(tái)建設(shè)過(guò)程

（1）在虛擬機(jī)Windows XP中安裝AUTOCAD 2008，嘗試解決軟件的一機(jī)一碼問(wèn)題；

（2）在虛擬機(jī)Windows XP中安裝用友ERP運(yùn)行的環(huán)境，并測(cè)試其運(yùn)行穩(wěn)定性；

（3）在不同機(jī)房環(huán)境中，進(jìn)行虛擬機(jī)系統(tǒng)遷移，測(cè)試虛擬機(jī)系統(tǒng)可用性、穩(wěn)定性；

（4）測(cè)試物理主機(jī)與虛擬機(jī)的性能，并記錄數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論

VMware虛擬化平臺(tái)有效解決了機(jī)房安裝很多教學(xué)軟件時(shí)，引起的軟件沖突，導(dǎo)致軟件不能正常使用問(wèn)題；解決了某些軟件安裝時(shí)一機(jī)一碼的限制，從而保障相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)順利進(jìn)行；充分利用現(xiàn)有機(jī)房硬件設(shè)備，最大限度提升軟件運(yùn)行速度，提高效能；讓機(jī)房管理變得輕松，提高機(jī)房利用率，解決了教學(xué)科排課難的問(wèn)題。隨著虛擬化平臺(tái)的不斷發(fā)展以及VMware功能的不斷強(qiáng)大，未來(lái)虛擬化平臺(tái)將會(huì)提供更加便捷的管理模式。

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