基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)設計

徐霞

（長江職業(yè)學院 湖北省武漢市 430074）

伴隨著全球信息化技術的快速普及，人們對于虛擬化技術的重視程度日漸加深，在現(xiàn)代諸多領域之中也獲得應用。當代虛擬化技術在發(fā)展中歷經(jīng)了多個環(huán)節(jié)，首先是純軟件虛擬化階段，其次是純硬件虛擬化階段，最后是通過利用硬件設施對虛擬化發(fā)展提供輔助的階段。服務器虛擬化技術的本質(zhì)是將虛擬化的軟件加載到主機之上，從而達到在一臺主機之上可以實現(xiàn)多個不同虛擬機同時運行的技術。另外，不同的虛擬機程序相互之間并不存在著互相干擾問題，能夠?qū)⑽锢韺用嫠a(chǎn)生的限制予以突破，強化利用服務器硬件設備的效率，將維護和保養(yǎng)服務器系統(tǒng)時的成本支出降到最低，實現(xiàn)整合服務器端數(shù)據(jù)的目的。

1 整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)設計思路

1.1 整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)總體框架

在服務器端利用虛擬化技術可以最大限度的整合資源，提升利用服務器資源的質(zhì)量和效率，為管理服務器提供有力支持。為了有效整合服務器數(shù)據(jù)，加快提升利用服務器端數(shù)據(jù)的效率，在設計以虛擬化技術為基礎的整合服務端數(shù)據(jù)系統(tǒng)時，強化與虛擬化技術相結合完成設計工作。設計完成的整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)的基本框架結構如圖1 所示。

圖1：整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)基本框架圖

整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)的總體結構可以大體劃分為三個部分。第一部分是整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)的客戶終端。客戶終端其實質(zhì)是整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)的操作終端，客戶通過使用客戶終端完成運行系統(tǒng)的工作任務。在操作的過程中主要通過圖形文字相結合的方式作出展示，完成相關的操作指令下達。

第二部分是服務器端。該終端所包含的內(nèi)容主要是視圖服務器以及整合數(shù)據(jù)服務器兩部分。服務器端所需要落實的工作內(nèi)容歸納總結為三種類型。

（1）管理數(shù)據(jù)信息，基于各個不同的節(jié)點，完成數(shù)據(jù)信息的采集工作，同時需要實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)操作。

（2）完成來自于客戶端下達的操作執(zhí)行任務。同時將客戶端所需要的數(shù)據(jù)信息快速提供。

（3）對所有節(jié)點在運動過程中的狀態(tài)作出監(jiān)測。

第三部分是采集數(shù)據(jù)信息單元。在整合數(shù)據(jù)信息的服務器節(jié)點上安裝整合數(shù)據(jù)信息的程序組件。

1.2 整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能模塊

想要完整的實現(xiàn)整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能，在系統(tǒng)之中將需要通過使用提取參數(shù)模塊、存儲數(shù)據(jù)模塊以及數(shù)據(jù)圖形整合模塊三個功能模塊予以實現(xiàn)。各個功能模塊在系統(tǒng)當中所實現(xiàn)的功能與不同模塊之間的聯(lián)系如圖2 所示。

從圖2 可以得知，三個功能模塊之間呈現(xiàn)出相互影響的狀態(tài)。提取數(shù)據(jù)性能參數(shù)模塊的組成結構分為三個部分，分別為掃描多線程子模塊、提取異常信息子模塊以及明確數(shù)據(jù)性能子模塊。在整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，明確數(shù)據(jù)性能模塊的功能實現(xiàn)主要是得益于整合數(shù)據(jù)守護程序構件。

圖2：整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能模塊關系圖

存儲數(shù)據(jù)信息的模塊組成結構分為四個部分，分別為整合數(shù)據(jù)信息子模塊、存儲數(shù)據(jù)信息子模塊、數(shù)據(jù)報警子模塊、管理用戶數(shù)據(jù)子模塊。存儲數(shù)據(jù)信息子模塊所實現(xiàn)的主要功能是整合與存儲服務器終端的數(shù)據(jù)信息，并且對用戶信息以及報警信息作出動態(tài)性監(jiān)測。在數(shù)據(jù)檔案中，將物理機節(jié)點與虛擬機域兩者至今的部署數(shù)據(jù)信息做好存儲，在管理檔案中存儲數(shù)據(jù)信息，均需要通過使用XML 格式予以實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)圖形整合與展示模塊的組成結構分為三個部分，分別為對數(shù)據(jù)信息和圖形作出展現(xiàn)子模塊、數(shù)據(jù)信息報警子模塊以及傳達操作命令子模塊。通過使用將整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)所整合完成的數(shù)據(jù)信息作出展示，同時將相關的操作指令作出傳達。

2 整合服務器端數(shù)據(jù)的流程分析

設定具有可行性的整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能夠為實現(xiàn)服務器數(shù)據(jù)整合提供支持。為了保證整合數(shù)據(jù)資源的合理性，使得數(shù)據(jù)信息日漸完備，加快推進服務器端數(shù)據(jù)信息的使用效率，歸納與理順整合服務器端數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合流程尤為關鍵。如圖3 所示。

圖3：數(shù)據(jù)整合基礎流程圖

3 虛擬數(shù)據(jù)中心的管理架構設計

3.1 設計網(wǎng)絡架構

VMware Infrastructure 能夠為系統(tǒng)提供一種解決虛擬網(wǎng)絡元素的措施，形成的問題解決方案相對較為簡單，如同物理網(wǎng)絡環(huán)境一般，由此以來將會更將簡單的將虛擬網(wǎng)絡建設在虛擬數(shù)據(jù)中心，并且可以將在物理網(wǎng)絡環(huán)境中所出現(xiàn)的多種不同的限制因素予以突破[1]。設計完成的虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡結構如圖4 所示。

PAM4技術在光通信應用中的系統(tǒng)分析………………………………………………………朱梅冬，陸建鑫 24-4-33

圖4：虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡結構圖

通過圖4 可以得知，虛擬的網(wǎng)絡環(huán)境，同樣能夠為相關的網(wǎng)絡環(huán)境提供所需要的網(wǎng)絡元素。與物理機相同，不同的虛擬機均具有專屬vNIC，雖然vNIC 是虛擬的，但是它能夠與以太物理網(wǎng)卡相同，具有專屬MAC 地址和IP 地址。并且在操作的過程中，可以利用標準或者是設備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)應用程序與操作系統(tǒng)兩者之間的信息通訊，設備驅(qū)動程序需要完成VMware 優(yōu)化才可以投入使用。所以，在實際的通信環(huán)節(jié)，使用人員幾乎感覺不到與用戶展開數(shù)據(jù)交換的設備本質(zhì)上是一臺虛擬機[2]。

在端口位置執(zhí)行策略的時候，通過使用相關而配置實現(xiàn)，并且可以將網(wǎng)絡的可用性、安全性予以強化，控制網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡分段的功能可以分為以下幾個方面。

（1）安全選項。通過對雜亂模式作出控制、更改MAC地址以及偽信號實現(xiàn)虛擬機當中的網(wǎng)卡所具備的功能。

（2）VLAN 支持。允許通過利用虛擬網(wǎng)絡實現(xiàn)與物理VLAN 之間的連接，或者是對QOS 策略予以支持。

（3）調(diào)整流量。在對流量作出管理的時候，可以通過脈沖大小、峰值帶寬以及平均帶寬作出設置。

（4）網(wǎng)卡成組。為了能夠在最短的時間內(nèi)將流量進行分擔或者是發(fā)生故障的時候提供切換的功能。

3.2 設計虛擬中心存儲架構

VMware VMFS 是為了將虛擬機文件進行存儲，屬于性能較高的集群文件系統(tǒng)。在虛擬磁盤文件中存儲虛擬機數(shù)據(jù)文件，這些虛擬機文件不僅能夠集中存儲，還可以在虛擬服務器本地完成存儲。這樣以來，任何ESX Server 均可以選擇使用共享存儲設備實施存儲，在對所有的虛擬機進行訪問的時候，可以選擇使用VMFS 實現(xiàn)[3]。

在設置讀寫文件權限的時候，常規(guī)文件系統(tǒng)相對比較嚴格，在對讀寫文件系統(tǒng)進行訪問的時候，只能夠允許在特定時間內(nèi)使用特定服務器。常規(guī)文件系統(tǒng)作為整個虛擬中心的性能較高的群集文件系統(tǒng)，VMware VMFS 能夠?qū)崿F(xiàn)較多ESX Serve 在相同的時間內(nèi)完成對同一個虛擬機存儲的相關讀寫任務。為了有效規(guī)避多臺服務器對虛擬機發(fā)出啟動指令的情況，需要VMFS 具備鎖定磁盤的功能，倘若是在集群之中出現(xiàn)服務器故障的時候，將會解除在其服務器上的磁盤鎖定。這樣將會使得該服務器上的虛擬機被移動到其他的物理服務器設備上。當在集群上仍舊存在著運轉正常的虛擬服務器的時候，將會使得故障主機虛擬機重新啟動[4]。VMware VMFS 群集文件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一些相對新穎和獨特的分布式服務，但前提是分布式服務要以虛擬化作為基礎。在共享存儲設備中存儲虛擬機數(shù)據(jù)，其他的數(shù)據(jù)資料將會在本地磁盤中進行存放，若是需要將虛擬機進行遷移，管理人員不必修改虛擬機存儲的配置[5]。

通過使用多種不同的虛擬層組合形成VMware Infrastructure 存儲架構，進而將物理存儲子系統(tǒng)的差異性與復雜性作出隱藏。存儲數(shù)據(jù)的過程可以比作為設備存儲的過程，通過使用合適的方式基于虛擬服務器上的虛擬機合理的分配存儲設備的空間[6]。

3.3 集中式管理的相關措施分析

在VMware Infrastructure 套件中，VMware VirtualCenter作為其重要組件，其虛擬機和主機十分強大，在集中管理企業(yè)虛擬架構的時候，具有積極意義。單獨管理虛擬機服務器的時候，利用VMware VirtualCenter 的時候，可以選擇不使用Service Console 命令予以實現(xiàn)[7]。在集中式管理虛擬服務器的時候，可以選擇通過圖形化管理的界面進行實現(xiàn)，其中包含有對虛擬服務器優(yōu)化處理，對相關配置合理調(diào)整，強化監(jiān)督和管理虛擬服務器。可以管理多種不同規(guī)模的虛擬數(shù)據(jù)中心，同時在管理活動中獲得較高的效率，實現(xiàn)遷移的自動化、保證管理界面更加簡潔，強化中心服務器的安全性能[8]。通過對虛擬服務器以及虛擬機性能展開動態(tài)性監(jiān)測，能夠快速部署虛擬機位置。

Virtual Center 組成組件有很多，分別有VI Web Access、VirtualCenter 數(shù)據(jù)庫、VirtualCenter Management Server、VI Client、VirtualCenterAgent 等。Virtual Center 和ESX Sever 兩者之間的相互通信，在本質(zhì)上是通過使用ESX Sever 代理與Virtual Center 代理而實現(xiàn)的，其代理實現(xiàn)通信功能主要是借助于使用VIAPI 和虛擬主機代理[9]。詳細如圖5 所示。

圖5：虛擬主機代理圖

4 基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)實踐應用

4.1 測試基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)功能

對設計完成的基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)各個功能模塊在使用過程中的穩(wěn)定性能和實用性能作出分析，對其整合數(shù)據(jù)的性能展開探究，得到的結果如表1 所示。

表1：基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)功能模塊運行結果表

從表1 中可以得知，設計完成的基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)相關性能，并且可以實現(xiàn)相應的應用要求。

4.2 測試基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)效率

通過使用設計完成的基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)多線程，對掃描的時間進行采集，整合單個節(jié)點數(shù)據(jù)信息、采集數(shù)據(jù)的存儲時間等多個角度[10-11]。測試系統(tǒng)效率的結果如表2 所示。

表2：測試基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)效率結果表

將本文設計的基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)與以XML 異構為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)和以PDI 數(shù)據(jù)為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)實施對比。這兩種系統(tǒng)的各測試節(jié)點的硬件配置情況與運行環(huán)境配置情況如表3 所示。

表3：兩種系統(tǒng)的相關配置參數(shù)表

以XML 異構為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)和以PDI 數(shù)據(jù)為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)效率的結果如表4 所示。

表4：測試以XML 異構為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)效率結果

通過表2、表3、表4 和表5 的結果顯示，基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)以及顯示的時候，其所消耗的時間均不超過以XML 異構為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)和以PDI 數(shù)據(jù)為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)。特別是基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)在整合被監(jiān)測物理點數(shù)據(jù)的時候，其節(jié)點平均消耗的時間均低于其他兩種系統(tǒng)。由此可以得出，基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)的時候所消耗的時間較少，并且擁有較高的效率。

表5：測試以PDI 數(shù)據(jù)為基礎的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)效率結果

5 結語

本文就當前服務器段數(shù)據(jù)整合時較低效率和較差安全性能的問題展開探究，通過運用虛擬化技術，完成基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)的設計工作。設計完成的系統(tǒng)管理對象為物理節(jié)點和虛擬機，通過借助于服務器端整合數(shù)據(jù)信息，對客戶端的相關命令進行執(zhí)行，同時要對物理節(jié)點的狀態(tài)展開監(jiān)測。另外還可以借助于使用網(wǎng)絡監(jiān)督控制軟件對服務器端數(shù)據(jù)實施采集與整合。本文通過設計基于虛擬化技術的服務器端數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)實踐分析，得知其對提升數(shù)據(jù)信息的利用率，提升數(shù)據(jù)安全性具有積極意義。