虛擬化技術(shù)在校園升級網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用探究

司海峰 王艷娥 楊倩

西安思源學(xué)院 陜西省西安市 710038

0 前言

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，虛擬化是支撐云計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，就是把物理資源轉(zhuǎn)換成可管理的邏輯資源，打破物理資源之間的壁壘，讓資源的管理以邏輯方式來進(jìn)行。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)為使用效率高、隔離性強(qiáng)、可靠性高、兼容性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、降低部署成本等方面。虛擬化已成為目前信息化建設(shè)中經(jīng)常采用的主流技術(shù)，下面以某高校網(wǎng)絡(luò)升級改造項(xiàng)目為例，談?wù)勌摂M化技術(shù)在信息化建設(shè)中的應(yīng)用。

項(xiàng)目所在高校占地1600畝，建筑面積近40萬平方米，在校師生22000余人，隨著學(xué)校規(guī)模和信息化應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，原有的校園網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來越難以滿足需求，為此學(xué)校啟動(dòng)了校園網(wǎng)絡(luò)升級改造工程。

1 校園網(wǎng)核心層虛擬化構(gòu)建

此次升級改造采用了萬兆校園網(wǎng)極簡架構(gòu)，核心采用兩臺云架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)三層框式核心交換機(jī)RG-N18010，搭配SFP+萬兆光模塊，進(jìn)行“VSU+BFD”的典型虛擬化構(gòu)建，兩臺物理交換機(jī)虛擬成一臺邏輯交換機(jī)，統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理界面，實(shí)現(xiàn)性能的冗余疊加，從而保證核心網(wǎng)絡(luò)的高性能和高可靠性。

核心交換機(jī)下聯(lián)兩臺RG-S8605E高性能交換機(jī)，通過這兩臺高性能交換機(jī)連接數(shù)據(jù)中心服務(wù)器集群。這兩臺交換機(jī)也同樣采用VSU虛擬技術(shù)，其與核心交換機(jī)之間的光纖鏈路通過鏈路聚合技術(shù)虛擬化為一條鏈路，大大簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛥f(xié)議復(fù)雜度，有效提升可用帶寬。通過此種連接方式，在日后的運(yùn)行過程中，即使發(fā)生主機(jī)故障，其切換亦類似于單機(jī)雙引擎切換，時(shí)間為毫秒級別，保證業(yè)務(wù)不中斷；而鏈路故障，也能即時(shí)實(shí)現(xiàn)聚合組成員間切換，用時(shí)通常也為毫秒級。這相較于以前傳統(tǒng)的“MSTP+VRRP”組網(wǎng)技術(shù)，無論是整體性能，還是穩(wěn)定性和可靠性，都得到了大幅提升。

具體連接示意如圖1所示：

圖1 核心層虛擬化示意圖

2 服務(wù)器虛擬化構(gòu)建

以前學(xué)校數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，由于業(yè)務(wù)量的不斷增加，一直采取逐次增設(shè)的方式增加服務(wù)器數(shù)量，這使得許多應(yīng)用都部署在了多臺物理機(jī)器上，導(dǎo)致服務(wù)器資源利用率低、可擴(kuò)展性差、運(yùn)維不方便等問題。本次升級改造我們采用了服務(wù)器虛擬化解決方案。將全部服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件虛擬成可集中使用和管理的資源池，構(gòu)建服務(wù)器虛擬化集群。

服務(wù)器虛擬化主要分為一虛多、多虛一和多虛多三種形式。一虛多是將一臺物理服務(wù)器虛擬化為多臺邏輯服務(wù)器，各虛擬服務(wù)器之間相互獨(dú)立，互不干擾，為多個(gè)應(yīng)用同時(shí)提供服務(wù)，這種方式增強(qiáng)了單臺物理服務(wù)器的多用戶處理能力；多虛一是將多個(gè)物理上相互獨(dú)立的服務(wù)器虛擬化為一臺邏輯服務(wù)器，使多臺服務(wù)器可以協(xié)同工作，處理同一個(gè)任務(wù)，這種方式能夠最大程度地發(fā)揮服務(wù)器整體工作性能；而多虛多是前兩種方式的融合，即先將多臺物理服務(wù)器虛擬成一臺邏輯服務(wù)器，然后再將這臺邏輯服務(wù)器劃分出多個(gè)虛擬環(huán)境，讓多個(gè)業(yè)務(wù)在多臺虛擬服務(wù)器上運(yùn)行，這既能提高服務(wù)器的多用戶處理能力，又能很好地進(jìn)行資源分配。

通過對多家產(chǎn)品的對比測試，項(xiàng)目最終采用了VMware vSphere服務(wù)器虛擬化技術(shù)方案。VMware vSphere具有非常高的市場占有率，其具有功能強(qiáng)大，管理便捷，可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。通過該虛擬化平臺的部署，有效整合了學(xué)校數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器資源，大幅減少了相關(guān)硬件的維護(hù)工作量，提高了管理效率，增強(qiáng)了應(yīng)用的高可用性能。

3 云桌面虛擬化構(gòu)建

桌面虛擬化是一種基于服務(wù)器虛擬化，并允許用戶遠(yuǎn)程訪問桌面并進(jìn)行交互操作的技術(shù)。具體就是在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上，為每個(gè)用戶虛擬生成獨(dú)立的桌面操作系統(tǒng)鏡像，然后再通過遠(yuǎn)程訪問協(xié)議分發(fā)給各個(gè)用戶，用戶可以通過各種類型的終端隨時(shí)隨地訪問屬于自己的桌面操作系統(tǒng)。網(wǎng)管員只需要在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上進(jìn)行部署和維護(hù)即可。

一般說來，主流的云桌面技術(shù)主要有VDI、IDV、VOI三種不同的架構(gòu)，它們都有自己獨(dú)特的優(yōu)勢和應(yīng)用場景，如VDI架構(gòu)利用服務(wù)器資源，支持移動(dòng)辦公；VOI架構(gòu)采用前端資源，性能強(qiáng)大，軟硬件兼容性好，不依賴網(wǎng)絡(luò)；IDV架構(gòu)支持在新硬件上運(yùn)行XP。目前國產(chǎn)化的下一代云桌面VENGD已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了三種架構(gòu)的融合，但價(jià)格較為昂貴。

結(jié)合學(xué)校實(shí)際和預(yù)算情況，我們采用了VDI瘦終端虛擬云桌面應(yīng)用系統(tǒng)，通過學(xué)校數(shù)據(jù)中心的高性能服務(wù)器集群，可滿足500多個(gè)虛擬桌面終端的需求，解決了所有多媒體機(jī)房的統(tǒng)一管理問題，大大提升了運(yùn)維效率；同時(shí)該系統(tǒng)還滿足了廣大師生對應(yīng)用軟件的個(gè)性化需求，而且還支持多種常用終端，訪問也非常靈活，大大提升了用戶體驗(yàn)。

桌面虛擬化示意如圖2所示：

圖2 桌面虛擬化示意圖

4 結(jié)束語

整個(gè)校園網(wǎng)升級改造項(xiàng)目歷時(shí)4個(gè)月建設(shè)完成，經(jīng)過1個(gè)月試運(yùn)行，順利通過驗(yàn)收。本項(xiàng)目的建設(shè)完成使該高校的校園網(wǎng)絡(luò)性能提升明顯，改造后的校園網(wǎng)絡(luò)高速穩(wěn)定，有效地支撐了學(xué)校師生的聯(lián)網(wǎng)需求和各項(xiàng)信息化工作。