淺談虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

梁青 王茜

【摘要】本文從虛擬化技術(shù)的產(chǎn)生背景引入，結(jié)合論述了虛擬化技術(shù)的概念并重點(diǎn)闡述了虛擬化技術(shù)在企業(yè)中應(yīng)用的方法和優(yōu)勢(shì)。對(duì)服務(wù)器資源的規(guī)劃、如何創(chuàng)建虛擬機(jī)以及虛擬化技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)的效益做了詳細(xì)論述。引入虛擬化技術(shù)，使得系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間增加，成本下降，減少計(jì)劃內(nèi)計(jì)和劃外停機(jī)時(shí)間，高可用性，低復(fù)雜性，災(zāi)難恢復(fù)更加簡(jiǎn)單。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù) 應(yīng)用

一、虛擬化技術(shù)應(yīng)用背景

在二十世紀(jì)90年代，隨著Windows的廣泛采用和Linux的出現(xiàn)，x86服務(wù)器成為了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但基礎(chǔ)架構(gòu)的低利用率、物理基礎(chǔ)架構(gòu)成本不斷增加、IT管理成本不斷增加、故障恢復(fù)及災(zāi)難保護(hù)的缺乏、臺(tái)式機(jī)管理和安全性的問題的出現(xiàn)，使管理和保障企業(yè)臺(tái)式機(jī)安全面臨一系列挑戰(zhàn)。強(qiáng)化管理、接人和安全策略的同時(shí)，還要不削弱用戶的工作效率，復(fù)雜且成本高同時(shí)必須不斷地將多種補(bǔ)丁和升級(jí)程序安裝到臺(tái)式機(jī)環(huán)境中來(lái)消除安全漏洞。于是虛擬化技術(shù)被提出， 1999年，VMware公司提出了針對(duì)x86系統(tǒng)的虛擬化，作為有效應(yīng)對(duì)大多數(shù)挑戰(zhàn)的手段，并將x86系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為可用于一般用途、可共享的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)，為應(yīng)用環(huán)境提供了完全的隔離性、可移動(dòng)性和操作系統(tǒng)可選擇性。

二、虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，在計(jì)算機(jī)方面通常是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，可擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程，模擬多CPU并行。通過(guò)虛擬化技術(shù)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)，每個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)可運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化使用軟件的方法重新定義劃分IT資源，可以實(shí)現(xiàn)IT資源的動(dòng)態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高IT資源利用率，使IT資源能夠真正成為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于各行各業(yè)中靈活多變的應(yīng)用需求。

三、虛擬化計(jì)術(shù)應(yīng)用

（一）虛擬化技術(shù)在企業(yè)管理上的應(yīng)用

1 服務(wù)器資源規(guī)劃。服務(wù)器虛擬化就是采用虛擬化技術(shù)，將單個(gè)物理服務(wù)器所擁有的物理計(jì)算資源（如CPU、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡(luò)等）按需分割成大量的、細(xì)粒度的虛擬計(jì)算資源、并進(jìn)而將這些細(xì)粒度資源按需整合成多個(gè)彼此獨(dú)立的邏輯計(jì)算實(shí)體的過(guò)程。數(shù)據(jù)中心計(jì)算資源虛擬化體系由一組不同屬性的計(jì)算資源池和服務(wù)器池組成，從不同的角度，這些資源池可以有多種分類方式。

從服務(wù)器是否為虛擬化設(shè)備的角度，可以分為：虛擬化服務(wù)器池和物理服務(wù)器池。在一個(gè)服務(wù)器群內(nèi)部，各種應(yīng)用系統(tǒng)可以有多種方式獲得所需的計(jì)算資源，當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器放置到服務(wù)器群后，就加入和與其具有相同平臺(tái)屬性的物理服務(wù)器池，物理服務(wù)器也可以通過(guò)各種虛擬化技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的虛擬服務(wù)器池，也可以直接被應(yīng)用系統(tǒng)使用或組成群集系統(tǒng)。物理服務(wù)器池中的一組相同屬性的物理服務(wù)器，通過(guò)各種虛擬化技術(shù)和手段實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的虛擬化，構(gòu)成虛擬服務(wù)器池，通過(guò)分配虛擬服務(wù)器的方式為應(yīng)用系統(tǒng)提供計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的服務(wù)器整合。

更進(jìn)一步，在一組物理服務(wù)器或虛擬服務(wù)器上，可以構(gòu)建應(yīng)用服務(wù)器池。這部分工作可以在需要進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)整合時(shí)，通過(guò)業(yè)務(wù)梳理，確定可以整合的應(yīng)用系統(tǒng)，并逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的應(yīng)用系統(tǒng)整合，同時(shí)逐步加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心管理體系的管理能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用服務(wù)池的管理。

2 創(chuàng)建虛擬機(jī)

創(chuàng)建虛擬機(jī)的方式有以下幾種，分別介紹如下：

2.1 常規(guī)分配方法。整合或者遷移——通過(guò)VirtualCenter整合轉(zhuǎn)換物理服務(wù)器到虛擬機(jī)，或者通過(guò)遷移工具將服務(wù)器遷移到虛擬架構(gòu)上的資源池中。使用新建虛擬機(jī)向?qū)А謩?dòng)創(chuàng)建全新的虛擬機(jī)，需要手動(dòng)安裝虛擬機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，為了優(yōu)化虛擬化性能及減少應(yīng)用程序沖突，也會(huì)采用這種方式創(chuàng)建虛擬機(jī)。

2.2快速分配方法?？焖俜峙浞椒òǎ嚎寺　梢詣?chuàng)建現(xiàn)有虛擬機(jī)的精確副本；從模板部署——可以從已有的虛擬機(jī)模板通過(guò)自定義基本配置創(chuàng)建虛擬機(jī)，目前支持Windows和主流Linux系統(tǒng)（RedHat和Novell Suse）虛擬機(jī)的快速分發(fā)；導(dǎo)入虛擬機(jī)——導(dǎo)入OVF格式的虛擬機(jī)，也可以導(dǎo)入Virtual Application，

2.3網(wǎng)絡(luò)資源的分配。對(duì)于每個(gè)虛擬機(jī)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)資源的分配將很容易實(shí)現(xiàn)，依賴于良好的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，虛擬機(jī)能夠選擇連接到特定的虛擬機(jī)專用端口組（端口組的命名可以用來(lái)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的VLan），還可設(shè)置是否連接選定的網(wǎng)絡(luò)、是否在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)連接。

2.4存儲(chǔ)資源的分配。虛擬的磁盤分配較為靈活，無(wú)論是關(guān)機(jī)狀態(tài)還是運(yùn)行狀態(tài)，都可以給虛擬機(jī)分配虛擬磁盤，分配磁盤空間的大小限制于：最大虛擬磁盤大?。?TB（塊大小為？8MB）、1TB（塊大小為？4MB）、512GB（塊大小為？2MB）、256B（塊大小為？1MB）；文件大小上限：2TB（塊大小為？8MB）、1TB（塊大小為？4MB）、512GB（塊大小為？2MB）、256B（塊大小為？1MB）；塊大?。?MB（默認(rèn)）、2MB，4MB？和？8MB。為虛擬機(jī)分配了磁盤后就可以在操作系統(tǒng)里面識(shí)別。

2.5虛擬機(jī)的遷移。虛擬機(jī)的遷移分三種情況：冷遷—將已關(guān)閉的虛擬機(jī)移至新的主機(jī)；通過(guò)VMotion在線遷移—將正在運(yùn)行的虛擬機(jī)移至新的主機(jī)；通過(guò)Storage VMotion在線遷移—將正在運(yùn)行的虛擬機(jī)移至新的存儲(chǔ)位置。能方便的在保障企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)行的前提下，改變虛擬機(jī)存儲(chǔ)位置。

3.虛擬化帶來(lái)的效益

3.1節(jié)省產(chǎn)品采購(gòu)、后期使用、維護(hù)成本。A通過(guò)將整合多個(gè)物理服務(wù)器到一個(gè)物理服務(wù)器降低軟件硬件成本；B提高每個(gè)服務(wù)器的平均利用率；C降低運(yùn)營(yíng)成本，包括數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本。

3.2提高運(yùn)營(yíng)效率。A部署時(shí)間從小時(shí)級(jí)到分鐘級(jí)，減少服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時(shí)間；B節(jié)省硬件維護(hù)需要以前的數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和小時(shí)維護(hù)窗口，現(xiàn)在可以進(jìn)行零宕機(jī)硬件維護(hù)和升級(jí)。

3.3提高服務(wù)水平。A建立業(yè)務(wù)和IT資源之間的關(guān)系，使IT和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)；B將所有服務(wù)器作為大的資源統(tǒng)一進(jìn)行管理，并按需自動(dòng)低動(dòng)態(tài)資源調(diào)配；C無(wú)中斷的按需擴(kuò)容。

（二）虛擬化技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用

目前，高校信息化建設(shè)已經(jīng)涉及到高校的教學(xué)、科研、管理、生活、服務(wù)等相關(guān)領(lǐng)域，所需要的計(jì)算機(jī)平臺(tái)、存儲(chǔ)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多種多樣，隨之也帶來(lái)了IT基礎(chǔ)設(shè)施的資源利用率低和管理成本高等問題。將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到高校信息化建設(shè)中，既能提高高校信息基礎(chǔ)設(shè)施的效率，也能提升信息化基礎(chǔ)平臺(tái)的可靠性和可維護(hù)性，降低IT相關(guān)管理成本。但企業(yè)的信息化建設(shè)更注重安全性和實(shí)用性。