隨著高校信息化不斷發(fā)展，學校的教學科研管理全部實現(xiàn)數(shù)字化，對服務器硬件的需求不斷加大。數(shù)據(jù)中心機房資源日趨緊張，然而通過對數(shù)據(jù)中心全局服務器設備使用情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分的服務器又存在嚴重的資源閑置和浪費情況。為了有效改變這種狀況，信息網(wǎng)絡中心經(jīng)過多方面的調(diào)查研究，決定進行服務器虛擬化項目建設。
1.服務器虛擬化相關(guān)技術(shù)介紹
服務器虛擬化技術(shù)是將傳統(tǒng)的物理主機通過虛擬化軟件，將物理主機的CPU、內(nèi)存和硬盤存儲空間整合成統(tǒng)一的邏輯資源池，再從邏輯資源池中創(chuàng)建幾個幾十甚至幾百個虛擬服務器為應用提供服務，從而提高資源利用率，簡化服務器管理。以分區(qū)為基礎(chǔ)的服務器虛擬化技術(shù)，目前主流的技術(shù)有硬件分區(qū)、虛擬機、準虛擬機和操作系統(tǒng)級虛擬化這四種。硬件分區(qū)技術(shù)通過對硬件資源劃分各個區(qū)域，每個區(qū)域都擁有各自獨立的硬件資源，并安裝獨立的操作系統(tǒng)。虛擬機技術(shù)即在底層硬件資源之上安裝一個主操作系統(tǒng)，并在其上加裝虛擬層，通過虛擬層模擬出的硬件設備來實現(xiàn)分區(qū)。而安裝在虛擬層上的從操作系統(tǒng)可以完全的使用底層的硬件資源，不會對資源造成浪費，而且物理機上運行的服務可以實時遷移到虛擬機上實現(xiàn)，靈活性較好。VMware采用的就是虛擬機技術(shù)，使用全虛擬化技術(shù)。準虛擬機技術(shù)最為顯著的特點是通過修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核，加入一個Hypervisor層。操作系統(tǒng)級虛擬化是指服務器在操作系統(tǒng)層面進行虛擬化。Parallels的Virtuozzo/OpenVZ是操作系統(tǒng)級虛擬化的代表。
2.數(shù)據(jù)中心服務器虛擬化系統(tǒng)的構(gòu)建
2.1 學校數(shù)據(jù)中心存在的問題
隨著信息化水平的不斷提高，數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大，各種服務器、存儲設備不斷增加，數(shù)據(jù)中心面臨的問題凸顯。
（1）中心機房空間日益緊張，機房建設與運營成本高。
�。�2）機房電力緊張，每天耗電超過2100度，每年超過78萬度。
（3）服務器的使用效率普遍較低。同時，各部門對服務器數(shù)量的需求越來越多，很難得到滿足，臨時增加服務器又十分困難，購置周期長。
�。�4）目前數(shù)據(jù)中心里存在著大量的異構(gòu)系統(tǒng)，造成數(shù)據(jù)冗余，信息孤島隨處可見。
�。�5）安全控制與數(shù)據(jù)備份困難，災難恢復困難。
2.2 服務器虛擬化需求分析
學校數(shù)據(jù)中心需要合理有效地減少運營成本，降低管理復雜度和管理維護人員的工作量，使軟硬件資源的合理分配，提升軟硬件兼容性，使得服務安全性和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性得到有效提升。
學校數(shù)據(jù)中心服務器虛擬化項目要滿足三個層面的需求，管理層：期望以最小投資完成最大效益，不希望產(chǎn)生過多資源浪費情況；運維人員：希望硬件維護簡單易行，給每套業(yè)務系統(tǒng)足夠多的資源，有剩余資源應對突發(fā)事件；用戶：期望系統(tǒng)7x24小時高速穩(wěn)定運行，即使出現(xiàn)問題也能夠及時恢復，不影響業(yè)務辦理和使用。
3.數(shù)據(jù)中心服務器虛擬化系統(tǒng)的實施
3.1 服務器虛擬化實施評估
根據(jù)學校的實際情況，數(shù)據(jù)中心服務器虛擬化的規(guī)劃主要就是在利用現(xiàn)有硬件設備的基礎(chǔ)上，適當增設新的設備，利用VMware vSphere對物理資源和系統(tǒng)資源作統(tǒng)籌調(diào)整。
首先需要對即將實施虛擬化的服務器硬件資源進行統(tǒng)計，學校數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有各品牌服務器近50臺，運行著校內(nèi)各種應用和業(yè)務系統(tǒng)。經(jīng)調(diào)查，有些服務器的使用率嚴重不均衡，如OA系統(tǒng)，只有在上班工作時間才會被使用，其余時間均處于閑置狀態(tài)，而為了能保證服務質(zhì)量，又不能降低服務器的硬件配置。利用VMware vSphere對服務器進行整合，最大限度的利用現(xiàn)有的服務器資源，解決服務器資源利用率不均衡的問題。對于現(xiàn)有的部分老舊服務器并不適合構(gòu)建VMware虛擬化平臺，需要購置新服務器，只有數(shù)據(jù)存儲是新購置可以使用。
新購置6臺IBM X3650M4服務器，對其進行虛擬化設計，可以虛擬出40臺服務器。在原有服務器中選用一臺IBM X3650M3服務器安裝vCenter Server,用于管理多臺ESX Server,對整個虛擬數(shù)據(jù)中心作統(tǒng)一調(diào)控和管理。再另外選用一臺IBM X3650M3安裝VMware ConsolidationBackup（VCB）作為專用的備份服務器，及時對虛擬機進行備份。新購置的IBM DS5020作為存儲。其中：
IBM X3650M4的配置為：中央處理器INTEL六核至強E5-2620 CPU,CPU主頻2GHz,2個CPU,內(nèi)存為128GB（16x8GB），硬盤為2塊300GB SAS 2.5寸，支持熱插拔，磁盤陣列為RAID 1,自帶2個雙端口千兆網(wǎng)卡，1個HBA卡，雙電源。
服務器虛擬化的系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。
圖1 服務器虛擬化的系統(tǒng)拓撲圖
3.2 服務器虛擬化實施步驟
�。�1）在服務器硬件層面上導入虛擬層，即在IBMX3650M4服務器上安裝配置VMware ESX Server，在IBMX3650M3服務器上安裝配置VMware vCenter Server，通過在辦公臺式機上安裝VMware vSphere Client來對服務器進行訪問和綜合調(diào)配，并在VMware ESX Server上創(chuàng)建虛擬機。根據(jù)之前的規(guī)劃評估，需要在6臺IBM X3650M4服務器上安裝VMware ESX Server ，服務器名稱為VPServer1-6，IP地址為10.1.18.201-206.在1臺IBMX3650M3上安裝VMware vCenter，服務器操作系統(tǒng)為Windows Server 2008.需要注意這臺vCenter Server必須和ESX Server設置為同一網(wǎng)段。vCenter Server的IP地址10.1.18.200，服務器名稱VPServer0.
在辦公臺式機上安裝VMware vSphere Client，輸入安裝vCenter Server的Windows Server 2008服務器的IP 地址10.1.18.200即可訪問。
�。�2）在部署的vSphere虛擬化平臺中，激活虛擬化群集的HA功能，在物理服務器宕機時其上所運行的虛擬機可以在其他物理機上自動的啟動，第一時間恢復所有虛擬機的狀態(tài)，達到在物理硬件發(fā)生故障等問題時服務可以自動恢復的目的。可以利用vMoiton完成動態(tài)遷移，并對資源和性能進行統(tǒng)一調(diào)配，管理服務器。
（3）安裝VMware Consolidation Backup作為專用的備份服務器，對虛擬機進行備份。
目前學校的信息門戶、辦公系統(tǒng)、學工系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換平臺、精品課程、網(wǎng)站群系統(tǒng)都已經(jīng)運行在VMware虛擬化平臺上。
3.3 服務器虛擬化實施經(jīng)驗
（1）服務器虛擬化的應用為學校數(shù)據(jù)中心帶來一種全新的資源管理模式，將系統(tǒng)中的有效資源合成一個資源池進行統(tǒng)一規(guī)范管理和分配。
（2）各業(yè)務虛擬機相互隔離，就像實體物理機一樣，邏輯更加清晰，維護更加方便，系統(tǒng)更加安全。
�。�3）簡化數(shù)據(jù)中心管理，更加適應動態(tài)業(yè)務需求，提升運作效率和管理便捷度。
（4）模板的功能使系統(tǒng)安裝簡便，部署方便快速，減少硬件維護工作量，提高管理效率，節(jié)約管理成本。
�。�5）改進了服務器的管理靈活性，簡化統(tǒng)一了資源調(diào)配，減輕了人員工作量，加快了應用程序開發(fā)和部署的生命周期。
（6）虛擬化也存在一定的局限性，對于運行過程中需要長時間消耗大量的磁盤I/O和內(nèi)存資源的應用、大量需要備份的成果數(shù)據(jù)服務、大型數(shù)據(jù)庫服務器等目前還不適合服務器虛擬化。
（4）模板的功能使系統(tǒng)安裝簡便，部署方便快速，減少硬件維護工作量，提高管理效率，節(jié)約管理成本。
4.結(jié)束語
在虛擬化實施中，需要分析現(xiàn)有平臺和應用系統(tǒng)，明確虛擬化范圍。大規(guī)模的虛擬化應用是目前基礎(chǔ)設施云計算的基礎(chǔ)，在時機成熟時，學校將于2015年平穩(wěn)的向云計算中心轉(zhuǎn)型。同時，服務器虛擬化的安全問題也值得進一步研究，服務器虛擬化的安全問題是相對的，它在備份、恢復、遷移的功能外存在著一定的風險。據(jù)資料顯示，60%虛擬機的安全性低于物理服務器。為加強服務器虛擬化安全問題，學校會進一步完善相關(guān)方案。
