面向中小企業的虛擬化解決方案

摘 要:以虛擬機為核心的虛擬化技術已開始引入企業。虛擬化技術具有支持多種操作系統、安裝快捷、集成度高、方便移植、有較強的容災功能等特點，中小企業虛擬化的解決方案，是通過建立服務器池，建立桌面虛擬機環境，在同一系統上同時運行多臺虛擬機、快速部署操作系統和應用軟件等手段，構建靈活可靠的企業信息化環境。

關鍵詞:虛擬化技術 虛擬機 中小企業 信息化 解決方案

中圖分類號:TP399文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0192-02

當前，中小企業普遍把采用網絡和引入管理信息系統作為提高企業競爭力的信息化手段。但由于信息技術日新月異，軟硬件更新速度加快，企業用于信息化的投資費用日益增長。傳統的企業信息管理及網絡管理模式，已經不能充分滿足企業提高信息系統資源利用率、降低管理成本、提高安全性和可靠性等迫切要求。

近年來興起的虛擬化技術由于能有效利用各種IT資源，快速部署操作系統和應用軟件、減少對硬件性能的依賴及硬件更新速率、滿足客戶降低運營維護成本等優點，在大型企業、公共服務機構等領域得到日益廣泛的應用，將來也有望引入中小企業，成為中小企業提高信息管理效率與服務效能的有效解決方案。本文在研究虛擬化技術與虛擬機概念及其發展狀況基礎上，分析虛擬化技術的優勢及其引入對于中小企業信息管理困境的作用，提出利用虛擬技術構建中小企業信息環境的解決方案。

1 虛擬化技術與虛擬機

1.1 虛擬化技術

虛擬化技術，原本指資源的抽象化，就是把物理資源轉變為邏輯上可以管理的資源，以打破物理結構之間的壁壘，資源的管理都將按邏輯方式進行，完全實現資源的自動化分配。

虛擬化本質上是一種物理資源封裝手段，通過虛擬化技術可以最大限度地屏蔽軟硬件資源的差異性，還可以根據需要靈活分配這些資源，減少總體成本[1]。

虛擬化技術通過虛擬機監控器對底層硬件資源進行管理，支持多個操作系統實例同時運行。虛擬化技術的目標是實現資源利用率的最大化，同時將底層的物理設備與上層操作系統、應用軟件分離，從而實現計算資源的靈活性[2]。

虛擬化從實現層次可以分為:硬件虛擬化、操作系統虛擬化、應用程序虛擬化;從被應用的領域可以分為:服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化、桌面虛擬化。

1.2 虛擬機

虛擬機即Virtual Machine(VM)，是針對真正的計算機而言的概念，是一個模擬真實計算機進行工作的軟件系統。按IBM的定義，虛擬機是物理主機(Host)的一個或多個拷貝，每個拷貝都是完全受保護的獨立系統，可以像主機一樣運行自己的操作系統和應用程序，通常稱作客戶機(Guest)[3]。

換句話說，虛擬機是通過軟件模擬的、具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。虛擬機是一個抽象的計算機，和實際的計算機一樣，具有一個指令集并使用不同的存儲區域。它負責執行指令，還要管理數據、內存和寄存器。這臺虛擬的機器在任何平臺上都提供給編譯程序一個的共同的接口。編譯程序只需要面向虛擬機，生成虛擬機能夠理解的代碼，然后由解釋器來將虛擬機代碼轉換為特定系統的機器碼執行。使虛擬機發揮作用的虛擬機軟件是一層位于操作系統和計算機硬件之間的代碼[4]。

1.3 虛擬機技術的歷史與現狀

虛擬機技術出現于20世紀60年代，主要目的是提高當時極為珍貴的計算資源的利用率，本世紀初，在計算機硬件強大性能的前提下，如何降低系統成本、提高系統資源利用率、降低管理成本、提高安全性和可靠性、增強可移植性以及提高軟件開發效率等迫切需求，使虛擬機技術重新成為計算機技術研究的焦點之一[5]。

目前，在虛擬化技術方面，影響較大的解決方案有:SWsoft公司的Virtuozzo、VMware公司的第三代虛擬架構軟件(VI3)、 Citrix公司基于開源項目的Xen、Microsoft公司的Hyper-V項目等。在系統成熟度和市場占有率方面，VMware公司的VI3具有較明顯的優勢[6]。而在系統軟件方面，Microsoft的Windows 2003企業版及以上版本的許可協議，亦可支持虛擬服務，Microsoft Server 2008更內置了虛擬化服務，極大地促進了虛擬服務環境的普及[7]。

2 中小企業信息管理的困境及虛擬化技術的引入

2.1 中小企業信息管理面臨的困境

中小企業信息系統及網絡環境構建、信息資源管理上面臨的突出困境主要表現為以下幾個方面。

(1)獨立部署的信息應用較多。受傳統組網技術的影響，不同的信息系統相互獨立，易形成信息孤島。

(2)企業服務器數量大，總擁有成本高，但服務器的硬件資源利用率低，為保證企業信息系統運行的流暢，需經常購置性能更高的服務器，從而造成IT成本的增加。

(3)管理任務量巨大。信息技術人員必須經常進行軟硬件資源的部署，同時卸載不需要的資源，造成管理任務量巨大。

(4)服務保障水平及系統的安全性較低。

2.2 中小企業引入虛擬化技術的依據

中小企業引入虛擬化技術，主要是基于虛擬化技術的特性及其所具有的優點。

概括來講，以虛擬機技術為核心的虛擬化解決方案，可以利用服務器池等方式，在物理機上虛擬多臺計算機;同一臺PC上可使用兩種以上的操作系統;安裝和配置新系統的時間極大縮短;應用程序以及操作系統的錯誤不至于影響系統的整體狀態;降低了異質資源管理的難度[8]。

具體來講，虛擬化技術的特性和優點主要有以下幾點。

(1)可支持多種操作系統:支持包括運行在Windows和Linux等平臺上的各種操作系統，而且在客戶機上可以同時運行多個虛擬操作系統，所有的客戶機虛擬操作系統就是一臺獨立的PC。

(2)安裝快捷、克隆簡便。

利用虛擬化管理軟件，虛擬出來的硬件與宿主機的物理設備無關，可最大限度地保證虛擬機的硬件兼容性，通過復制虛擬機系統的相關文件就可快速衍生出新的虛擬機，安裝簡便、快捷[9]。

(3)虛擬機集成度高。

各類軟件可不經修改地運行在虛擬機中，虛擬機可以為軟件提供的運行時隔離、在線遷移等功能都無須修改軟件。虛擬機對軟件屏蔽了底層硬件平臺的異構性，支持軟件跨平臺運行。

(4)虛擬機隔離性強。

多個軟件可通過虛擬機互不影響地運行在一臺機器上，體現對底層硬件資源的共享。

(5)虛擬機可以方便地進行移植。

虛擬機實例中所有軟件都封裝在一個單獨的虛擬硬盤文件中，虛擬機的備份、安裝、復制、分發都可以通過復制虛擬硬盤文件的方式實現，增加了軟件部署的方便性和靈活性。

(6)虛擬機管理性強。

虛擬機的開機、關機、休眠，甚至虛擬硬件的添加、修改、刪除等操作都具有編程接口，用戶可以通過程序完成對虛擬機的硬件的管理和控制，可實現硬件資源的遠程和集中管理。

(7)有較強的容災功能。

虛擬管理軟件提供的在線遷移技術，可以在服務器池各服務器之間安全地備份和遷移整個虛擬環境而不會出現服務中斷;最大程度地減小了系統補丁失敗、病毒感染和升級帶來的影響，也可從計劃外的故障中立即恢復。

(8)提高資源利用率，降低運行維護成本。

虛擬化技術可將各種應用系統整合在一臺服務器上工作，減少服務器的數量。通過縮減物理基礎架構，服務器及相關IT硬件變少，從而有效地降低能耗成本，符合低碳經濟原則。

(9)降低PC機頻繁更新換代的成本。

虛擬化技術減少企業頻繁更新更高配置的計算機及各種硬件設備，還可以用瘦客戶機來替代PC機，從而大大降低了頻繁更換PC設備帶來的開支。

3 利用虛擬化技術構建靈活可靠的企業信息環境

中小企業利用虛擬管理軟件(如VMware)構建企業信息環境，主要可采取以下做法。

3.1 建立服務器池

通過建立服務器池，將企業的全部應用(如網站服務器、文件服務器、桌面系統管理服務器、數據庫、應用軟件和系統等)整合在幾臺高性能服務器中，改變過去一個應用或少數應用占用一臺服務器的局面。

3.2 建立與硬件無關的桌面虛擬機環境

企業信息管理人員可利用虛擬管理軟件生成桌面虛擬機，這些桌面虛擬機與物理環境(如PC、服務器等)無關。由于所有的應用均可安裝在相同的硬件環境里，管理員不用再擔心由于計算機硬件兼容性問題導致無法安裝某些軟件的問題。

3.3 在同一系統上同時運行多臺虛擬機

利用虛擬管理軟件，可以在同一系統上同時運行多臺虛擬機，且系統上每個虛擬機相互獨立、隔離。即使某臺虛擬機由于誤操作導致系統完全崩潰，也不會影響到其他虛擬機系統的正常操作。

3.4 快速部署操作系統和應用軟件

借助于虛擬管理軟件提供的模板功能，可以提前制作好完整的操作系統和應用軟件并將其轉換為模版，每當管理員需要部署新的虛擬桌面(把企業各部門和人員需要的操作系統和應用軟件分發給虛擬機)時，借助于事先制定好的模版，只需幾分鐘就可以部署一臺完整的安裝好所有應用軟件的虛擬桌面機，增加了管理員的管理效率。

3.5 為企業員工提供遠程使用企業信息資源的環境

企業可以為每位員工建立獨立的、大容量的虛擬存儲空間。員工可以利用企業網絡終端或遠程終端登陸來利用自己的專有空間存取信息資源，并可擺脫空間、時間、設備的限制，遠程使用這些資源。

4 結語

隨著虛擬化技術的日益普及，中小企業采用虛擬化管理系統進行信息資源管理與服務，將成為中小企業主流的信息化解決方案之一。因此，中小企業經營管理人員及技術人員，應當及早了解虛擬化技術及其應用問題，大力開展相關學術研究，為虛擬化技術的引入做好充分的準備，從而為企業構建基于先進信息技術的良好信息環境奠定堅實的基礎，在引入虛擬化技術時，應充分評估虛擬化給中小企業帶來的好處和風險，并與相關廠商合作開發適用系統。

參考文獻

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[9]王振華，章華.基于虛擬機技術實驗教學系統的探討[J].2008，21(5):111.