服務器虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)集成中的應用分析

◆唐玉新 丁 峰

（神華國能焦作電廠有限公司 河南 454350）

服務器虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)集成中的應用分析

◆唐玉新 丁 峰

（神華國能焦作電廠有限公司 河南 454350）

我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，同時網(wǎng)絡信息技術(shù)水平也在不斷提升。就目前來看，網(wǎng)絡信息技術(shù)與各行各業(yè)的融合日益緊密，凸顯了數(shù)據(jù)資源的價值，加大了系統(tǒng)管理的難度。在服務系統(tǒng)中記錄著大量的信息數(shù)據(jù)。如果沒有對這些信息數(shù)據(jù)進行儲存和分類管理，就會阻礙各項工作的順利開展，為了避免出現(xiàn)這種情況，必須應用服務器虛擬化技術(shù)。本文將具體探討服務器虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)集成中的應用，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

服務器虛擬化技術(shù)；系統(tǒng)集成；信息數(shù)據(jù)；應用

0 引言

進入新世紀以來，網(wǎng)絡信息技術(shù)的應用范圍不斷擴展。虛擬化技術(shù)是網(wǎng)絡信息技術(shù)的分支，以計算機作為基礎(chǔ)，將其應用在系統(tǒng)運行中，可以保障各個分系統(tǒng)的獨立性。當今時代是信息化的時代，大量的信息數(shù)據(jù)被儲存在系統(tǒng)中，將服務器虛擬化技術(shù)應用在系統(tǒng)集成中，可以提高數(shù)據(jù)信息的處理效率，優(yōu)化資源配置，因此應該進一步發(fā)揮服務器虛擬化技術(shù)的實用價值。

1 服務器虛擬化技術(shù)的簡要概述

1.1 具體內(nèi)涵

所謂的服務器虛擬化技術(shù)，就是以計算機技術(shù)作為基點，對系統(tǒng)資源進行優(yōu)化組合，實現(xiàn)資源利用效能最大化的現(xiàn)代技術(shù)。在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中，有多個虛擬機，每個虛擬機都記錄著不同的數(shù)據(jù)，為了合理配置不同虛擬機的資源，需要應用服務器虛擬化技術(shù)形成總操作系統(tǒng)，實現(xiàn)虛擬機的分治和總治。在未應用服務器虛擬化技術(shù)之前，如果想要將虛擬機的分系統(tǒng)進行集成，需要耗費大量的人力資源和物力資源，在不同平臺上運行多個服務器。在應用服務器虛擬化技術(shù)之后，系統(tǒng)操作步驟得到了簡化，技術(shù)效能得到了充分發(fā)揮，提高了集成系統(tǒng)的整體性能[1]。

1.2 技術(shù)思想

在應用服務器虛擬化技術(shù)的過程中，需要遵循以下幾個技術(shù)思想：第一是優(yōu)先思想。在進行資源配置的過程中，應該按照工作強度來確定資源配置的順序，工作強度越大，獲取資源的時間越短。第二是服務思想，服務器虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)特性就是服務性，因此應該降低分系統(tǒng)的工作荷載，為分系統(tǒng)的峰值期儲備必要的資源。

1.3 服務方向

從整體上來看，服務器虛擬化技術(shù)有兩個服務方向：第一個服務方向是系統(tǒng)的邏輯性。在進行系統(tǒng)集成的過程中，需要按照邏輯順序，把關(guān)聯(lián)性較大的子系統(tǒng)聯(lián)結(jié)在一起，并在獨立的虛擬服務器上記錄不同的數(shù)據(jù)信息，形成分散數(shù)據(jù)庫。因此集成系統(tǒng)經(jīng)常要劃分成各個模塊和區(qū)域。第二個服務方向是系統(tǒng)的虛擬性。在進行系統(tǒng)集成的過程中，應該形成若干虛擬服務器，為不同層次的用戶提供資源服務，實現(xiàn)網(wǎng)絡空間數(shù)據(jù)資源的共享[2]。

2 服務器實現(xiàn)虛擬化的具體路徑

2.1 硬件虛擬化

隨著服務器虛擬化技術(shù)應用范圍的不斷擴展，我國的虛擬化技術(shù)已經(jīng)由理論階段上升到了實踐階段，服務器虛擬化技術(shù)的實現(xiàn)路徑也呈現(xiàn)出多元化的特征。不同的虛擬器性能不同，基礎(chǔ)參數(shù)也有較大的差異性，因此可以按照虛擬器的類型，對服務器虛擬化的具體路徑進行劃分。硬件虛擬化是服務器虛擬化技術(shù)的實現(xiàn)路徑之一，這種實現(xiàn)方式以硬件資源作為基礎(chǔ)，可以把硬件數(shù)據(jù)信息記錄在虛擬機中，并應用單臺服務器，對硬件資源進行優(yōu)化配置。應用這種實現(xiàn)路徑時，需要配備現(xiàn)代化的硬件系統(tǒng)，如BIOS等，在硬件虛擬化的過程中，服務器硬盤彼此獨立，在出現(xiàn)故障問題時不會影響關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的應用。當前國內(nèi)外許多處理器都應用了硬件虛擬化的操作方法，如Intel等。

2.2 并行虛擬化

并行虛擬化是服務器虛擬化技術(shù)的實現(xiàn)路徑之一，從實現(xiàn)方式上來看，并行虛擬化和硬件虛擬化具有相似之處，都以物理服務器作為操作基礎(chǔ)。當然二者也存在較大的區(qū)別，應用并行虛擬化方法可以減少硬件資源和軟件資源的消耗，提高并行系統(tǒng)的運行效率，從這個角度看，并行虛擬化比硬件虛擬化的收益性更好，目前 XEN廣泛采用了并行虛擬化方式，實現(xiàn)了分布式環(huán)境下系統(tǒng)服務器的集成[3]。

2.3 系統(tǒng)虛擬化

系統(tǒng)虛擬化也是服務器虛擬化技術(shù)的實現(xiàn)路徑之一。操作系統(tǒng)的虛擬化以公用操作系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，可以對總系統(tǒng)的資源數(shù)據(jù)進行管理，對子系統(tǒng)的資源數(shù)據(jù)進行調(diào)取。在應用操作系統(tǒng)虛擬化方法時，必須滿足內(nèi)核處理的需求和操作系統(tǒng)對處理器的技術(shù)要求。操作系統(tǒng)虛擬化的實現(xiàn)路徑有一定限制，集成系統(tǒng)需要設(shè)置多臺服務器，并對物理服務器和虛擬服務器進行有效區(qū)分。

3 服務器虛擬化技術(shù)的不足之處

3.1 性能優(yōu)化不足

就當前的服務器虛擬化技術(shù)來看，存在性能優(yōu)化不足的問題。從整體上來看，服務器虛擬化技術(shù)突飛猛進，取得了良好的應用效果[4]。值得注意的是，和物理服務器相比，虛擬化服務器存在明顯的弊端。從性能的角度來看，虛擬化服務器比物理服務器的性能低，在應用的過程中，虛擬化服務器會給系統(tǒng)帶來較大的性能損失，比物理服務器的性能損失多出了10%。

3.2 維修難度較大

就當前的服務器虛擬化技術(shù)來看，存在維修難度較大的問題。服務器虛擬化技術(shù)屬于現(xiàn)代集成性技術(shù)，在出現(xiàn)故障時，很難對故障進行維修和診斷。當系統(tǒng)出現(xiàn)問題，維修人員不僅需要對集成系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行檢查，還需要對虛擬化服務器的軟件和硬件進行檢查，這就在無形之中加大了維修人員的工作量，加大了人力資源的輸出。

3.3 軟件缺乏規(guī)范

就當前的服務器虛擬化技術(shù)來看，存在軟件缺乏規(guī)范的問題。我國的服務器虛擬化技術(shù)正處在發(fā)展階段，與國外相比，我國服務器虛擬化技術(shù)還不夠成熟，因此在應用過程中缺乏統(tǒng)一的規(guī)范。就目前來看，社會還沒有對服務器虛擬化技術(shù)的軟件購買流程進行規(guī)定，很多個人或企業(yè)在沒有核對許可證的情況下，購買了粗制濫造的虛擬化服務器，阻礙了服務器虛擬化技術(shù)實用價值的發(fā)揮。

3.4 服務存在局限

就當前的服務器虛擬化技術(shù)來看，存在服務存在局限的問題。服務器虛擬化技術(shù)的最突出性能就是服務性，但是就目前來看，服務器虛擬化技術(shù)的服務內(nèi)容比較有限，并不能滿足集成系統(tǒng)的實用需求。與物理服務器相比，虛擬化服務器無法對系統(tǒng)的負載情況進行調(diào)查，此外，在應用服務器虛擬化技術(shù)時，如果沒有對資源實用情況進行科學分析，就會造成集成系統(tǒng)的紊亂，對系統(tǒng)運行造成不利影響[5]。

4 服務器虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)集成中的應用

4.1 系統(tǒng)集成現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)信息資源的不斷豐富，使系統(tǒng)規(guī)模進一步擴大，系統(tǒng)管理的難度進一步提升。虛擬化的服務器為總系統(tǒng)服務器，不同的服務器有不同的操作要求。在現(xiàn)階段，虛擬化服務器的技術(shù)要求進一步提升，工作量和工作難度都在持續(xù)上升，為了提高服務器虛擬化技術(shù)的應用效率，技術(shù)人員將虛擬化技術(shù)和動態(tài)遷移技術(shù)結(jié)合，有效解決了系統(tǒng)集成過程中的問題。

在系統(tǒng)集成的過程中，需要對總系統(tǒng)和分系統(tǒng)進行獨立操作，不同系統(tǒng)涉及的版本不同。以總系統(tǒng)為例，需要應用Windows等版本；以分系統(tǒng)為例，需要應用 Unix版本等等，在進行系統(tǒng)集成時，一些技術(shù)人員沒有對系統(tǒng)需求進行綜合考量，應用了不符合操作系統(tǒng)的版本，增加了集成系統(tǒng)的維護成本，耗費了大量的人力資源和物力資源[6]。

4.2 應用模式分析

在應用服務器虛擬化技術(shù)時，可以應用OS虛擬機進行工作環(huán)境的模擬。在系統(tǒng)集成的過程中，可以進行不同服務器的集群，把服務器和主機聯(lián)系在一起，并把主機內(nèi)容以直連的方式記錄下來。SAN協(xié)議可以對擴展存儲區(qū)域網(wǎng)絡的規(guī)模，因此應該利用SAN盤陣，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡數(shù)據(jù)資源的共享。為了避免集成系統(tǒng)出現(xiàn)問題，應該對OS進行動態(tài)監(jiān)測，如果OS的基礎(chǔ)參數(shù)發(fā)生變化，或是存儲的數(shù)據(jù)資源被他人竊取，應該在第一時間進行安全防護，調(diào)出數(shù)據(jù)備份，對信息資源進行恢復，避免造成更大的經(jīng)濟損失。在選擇網(wǎng)絡連接方式時，可以采用自動交替的模式，自動交替模式可以發(fā)揮服務器集群效應的優(yōu)勢，實現(xiàn)虛擬服務器的自動重啟，保障系統(tǒng)內(nèi)部資源的可靠性和穩(wěn)定性。在虛擬環(huán)境中，應該將OS機和虛擬化服務器的軟件資源、硬件資源連接起來，對資源分布情況進行分析，繪制成電子圖表的形式，然后按照工作強度的大小分配資源，對資源進行優(yōu)化配置。

在應用服務器虛擬化技術(shù)時，可以采用分布式的資源管理方式。不同的虛擬化服務器具有不同的特性，只有對服務器的基本參數(shù)、主要性能進行分析，才能把握虛擬化服務器的軟件差異和硬件差異，根據(jù)實際情況制定虛擬化服務器的應用方案。在應用分布式資源管理方式之后，子系統(tǒng)可以將資源發(fā)送到主系統(tǒng)之中[7]。利用 Vmotion技術(shù)，虛擬機之間的數(shù)據(jù)資源可以實現(xiàn)共享和轉(zhuǎn)移，如果子系統(tǒng)有信息交互的需要，可以應用Vmotion的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移功能，平均虛擬化服務器的資源。資源調(diào)度系統(tǒng)為虛擬化的服務器設(shè)置了控制參數(shù)，可以直接接受主系統(tǒng)的指令。服務器虛擬化技術(shù)以自動化技術(shù)作為支撐，想要提高系統(tǒng)集成的精確性，還需要根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況進行手動調(diào)節(jié)。在虛擬化的服務器中，資源調(diào)度系統(tǒng)分配了各項動態(tài)資源，提高了主機軟件的運行效率，同時，資源調(diào)度系統(tǒng)將不同的服務器連接起來，實現(xiàn)了資源的高效利用。值得注意的是，在應用Vmotion技術(shù)的過程中，應該注重虛擬化服務器的實時遷移性，具體來說，應該做到以下幾點：第一，應該提高CPU的兼容能力，如果CPU的兼容性有限，可以應用相同的 CPU進行聯(lián)合，并將指令進行復制粘貼。第二，應該判定CPU的指令層級，如果CPU的指令級數(shù)較低，應該朝著虛擬服務器的方向遷移，如果 CPU的指令級數(shù)較高，應該跨越ESX兼容硬件進行遷移。虛擬化服務器具有多種功能，如數(shù)據(jù)分析功能、數(shù)據(jù)計算功能等等，在應用服務器虛擬化技術(shù)之后，應該對數(shù)據(jù)信息進行分類，將硬件資源進行重組，實現(xiàn)資源數(shù)據(jù)的優(yōu)化配置。在系統(tǒng)集成的過程中，應該綜合考量系統(tǒng)集成需求，并根據(jù)子系統(tǒng)的重要程度進行資源分配。系統(tǒng)資源是保障系統(tǒng)正常運行的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此應該對資源的實用情況進行動態(tài)監(jiān)測，如果在這一過程中，虛擬化的服務器出現(xiàn)了高度負載問題，應該重新分配閑置資源，避免物理服務器受其不利影響，提高物理服務器的運行效率。

在應用服務器虛擬化技術(shù)時，可以采用集中式的資源管理方式。在采用服務器虛擬化技術(shù)時，應該形成不同操作系統(tǒng)平臺，滿足不同層次用戶的需求。一些虛擬化服務器的硬件資源和軟件資源過多，使集成系統(tǒng)呈現(xiàn)出資源爆炸的趨勢，為了提高服務器的應用效率，應該按照資源類型，對信息數(shù)據(jù)進行優(yōu)化配置，滿足不同層次的需求。集中的資源管理模式可以將不同的虛擬化服務器進行重組，對若干服務器進行統(tǒng)一管理，當硬件升級之后，服務器可以將管理權(quán)限遷移到其他虛擬化服務器中，實現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)運行。在集中式的資源管理模式下，子系統(tǒng)的空間部署相對集中，提供的基礎(chǔ)性服務和各項功能會呈現(xiàn)出較差的狀態(tài)，在此時應該擴展虛擬化技術(shù)的應用范圍，依靠網(wǎng)絡信息技術(shù)建立總服務平臺，對服務器進行功能分配，避免出現(xiàn)職能交叉問題，同時為不同層次的用戶提供多元化的服務，實現(xiàn)軟件資源和硬件資源的共享[8]。

4.3 具體應用效果

對服務器虛擬化技術(shù)的應用效果進行分析，可以發(fā)現(xiàn)服務器虛擬化技術(shù)具有如下的幾個技術(shù)優(yōu)勢：第一，服務器虛擬化技術(shù)提高了集成系統(tǒng)的運行效率，整合了若干虛擬化服務器的工作內(nèi)容，實現(xiàn)了硬件資源和軟件資源的優(yōu)化配置。第二，服務器虛擬化技術(shù)提高了業(yè)務效率，保障了工作的連續(xù)性。第三，服務器虛擬化技術(shù)保障了數(shù)據(jù)信息資源的安全性，當出現(xiàn)信息竊取問題后，服務器虛擬化技術(shù)能在第一時間獲取備份，進行數(shù)據(jù)恢復。第四，服務器虛擬化技術(shù)提高了資源管理效率，當一臺虛擬化的服務器出現(xiàn)高強負載之后，服務器虛擬化技術(shù)可以重新分配資源。第五，服務器虛擬化技術(shù)提升了集成系統(tǒng)的服務水平，當用戶提出了新的服務要求，服務器虛擬化技術(shù)可以在第一時間模擬出新的服務器。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡信息技術(shù)水平不斷提升。在網(wǎng)絡信息技術(shù)不斷擴展的背景之下，虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)集成中的應用越來越普遍，為了發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)的實用價值，將服務器虛擬化技術(shù)應用在系統(tǒng)集成中勢在必行。

[1]邵志成．服務器虛擬化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用[J]．科技資訊，2016．

[2]戴聲，艾育華，陳芳炯．服務器虛擬化技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應用[J]．中國數(shù)字醫(yī)學，2012．

[3]王汗青，楊頔．服務器虛擬化技術(shù)在電視臺播出系統(tǒng)中的應用[J]．現(xiàn)代電視技術(shù)，2016．

[4]李新．服務器虛擬化技術(shù)在電視臺播出系統(tǒng)中的應用[J]．新媒體研究，2016．

[5]于強，康凌．服務器虛擬化技術(shù)在政務系統(tǒng)資源整合中的應用[J]．天津城建大學學報，2014．

[6]宣義友，林河，周宣．服務器虛擬化技術(shù)在生產(chǎn)管控系統(tǒng)的應用研究[J]．滁州職業(yè)技術(shù)學院學報，2016．

[7]萬鵬，楊釗，董韜，王蒙恩，黃國飛．服務器虛擬化技術(shù)在水文信息系統(tǒng)中的應用[J]．水利技術(shù)監(jiān)督，2017．

[8]寇曉芳，殷祥．服務器虛擬化技術(shù)在江蘇省生態(tài)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[A]．上海市環(huán)境科學學會、江蘇省環(huán)境科學學會、浙江省環(huán)境科學學會．第11屆長三角科技論壇環(huán)境保護分論壇暨上海市環(huán)境科學學會第 18屆學術(shù)年會論文集[C]．上海市環(huán)境科學學會、江蘇省環(huán)境科學學會、浙江省環(huán)境科學學會，2014．