基于VMware的服務器虛擬架構設計

姚軍光

（青島遠洋船員職業學院 山東 青島 266071）

0 引言

在高校的數據中心機房中，存在著很多高耗能設備，如服務器、存儲和網絡通信、UPS電源系統等，大多數服務器的利用率只有5%～15%，服務器最大能源的60%常常被閑置浪費。而研究表明，將服務器的利用率提高到50%時，能源使用量只會增加不到5%。而提高利用率的最佳方式就是虛擬化。通過實施服務器虛擬化，可以將多個服務整合到一臺物理服務器上。

1 架構設計

1.1 架構概要設計

對于高校，建議采用2CPU的物理服務器來逐漸代替，每臺物理服務器的內存增大到32GB以上。同時每臺物理服務器上都安裝配置VMware軟件，利用2CPU物理服務器強大的處理能力，生成多個虛擬服務器，而每一個虛擬服務器，從功能、性能和操作方式上，等同于傳統的單臺物理服務器，在每個虛擬服務器上，再安裝配置 Windows或Linux操作系統，進而再安裝應用軟件，這樣以前的每個物理服務器就變身成為VI3服務器上的虛擬機，從而大大提高資源利用率，降低成本，增強了系統和應用的可用性，提高系統的靈活性和快速響應，完美的實現了服務器虛擬架構的整合。

在具體實現中，可配置一套光纖存儲陣列產品，同時配置冗余的光纖交換機，組成標準的SAN集中存儲架構，由VMware虛擬架構套件生產出來的虛擬機的封裝文件都存放在SAN存儲陣列上。通過共享的SAN存儲架構，可以最大化的發揮虛擬架構的優勢。

1.2 架構詳細設計

1.2.1 主體部分

本架構的主體部分是4臺安裝了VMware ESX Server軟件的2CPU物理服務器。ESX Server 3.0是VMware虛擬架構套件VI3的基礎組成部分，是動態、自我優化的IT基礎結構的基礎。VMware ESX Server是一個強健、經過生產驗證的虛擬層，它直接安裝在物理服務器的裸機上，將物理服務器上的處理器、內存、存儲器和網絡資源抽象到多個虛擬機中。采用虛擬架構后，每個虛擬機所需使用的系統資源都是由虛擬架構軟件統一調配，使得任何一個應用都可以有充分保證的資源來穩定運行，并且該應用在此時用不到的資源又可以被其他更需要資源的應用臨時借用過去，最大限度的提高了整體系統的資源利用率。

每一臺虛擬服務器都可以利用VMware虛擬對稱式多重處理(SMP)技術，通過使單個虛擬機能夠同時使用多個物理處理器，增強了虛擬機性能。作為一項獨特的VMware功能，Virtual SMP支持虛擬化需要多處理器和密集資源的企業應用程序。

1.2.2 文件共享

在該架構中，可以采用IP-SAN集中存儲方式，這樣可以將每個虛擬機的文件系統創建在共享的SAN集中存儲陣列上，VMware VMFS虛擬機文件系統，是一種高性能的群集文件系統，允許多個ESX Server安裝同時訪問同一虛擬機存儲。支持通過VMware VirtualCenter、VMware VMotion技術、VMware DRS和VMware HA提供的基于虛擬化的分布式基礎結構服務。

由于VMware的虛擬架構系統中的虛擬機實際上是被封裝成了一個檔案文件和若干相關環境配置文件，通過將這些文件放在SAN存儲陣列上的VMFS文件系統中，可以讓不同服務器上的虛擬機都可以訪問到該文件，從而消除了單點故障。

1.2.3 集中管理、自動化及優化運行

為了對服務器虛擬架構進行有效的管理和監控，方案中建議配置一臺獨立的Windows 2003服務器來做為VI3套件中的 VirtualCenter服務器，VirtualCenter服務器為IT環境提供了集中化管理、操作自動化、資源優化和高可用性?；谔摂M化的分布式服務為數據中心提供了前所未有的響應能力、可維護性、效率和可靠性級別。

VirtualCenter提供了管理任意規模的虛擬IT環境所需的最高級別的簡便性、效率、安全性和可靠性。

1.2.4 整合備份

通過使用 VMware Consolidated Backup軟件，可以為虛擬服務器提供易于使用、集中化的備份工具，它使虛擬機內容能夠從一個集中的Windows 2003代理服務器 （而不是直接從 ESX Server）中進行備份，它可與其他商業備份軟件完美協調工作，由于只需要在備份代理服務器上配置商業備份軟件的Agent，而不是象傳統服務器群方式下，每臺服務器都需要配置備份軟件的Agent，因此可以大幅節省用戶購買這些Agent的費用。

2 架構設計的優勢

2.1 大大降低TCO

通過服務器整合，控制和減少物理服務器的數量，明顯提高每個物理 服務器及其 CPU的資源利用率，從而降低硬件成本；降低運營和維護成本，包括數據中心空間、機柜、網線，耗電量，冷氣空調和人力成本等。

2.2 提高運營效率

加快新服務器和應用的部署，大大降低服務器重建和應用加載時間；主動地提前規劃資源增長，這樣對客戶和應用的需求響應快速，不需要象以前那樣，需要長時間的采購流程，然后進行嘗試；不需要象以前那樣，硬件維護需要數天/周的變更管理準備和1-3小時維護窗口，現在可以進行快速的硬件維護和升級。

2.3 提高服務水平

幫助您的企業建立業務和IT資源之間的關系，使IT和業務優先級對應；將所有服務器作為大的資源統一進行管理，并按需進行資源調配。

2.4 舊硬件和操作系統的投資保護

不再擔心舊系統的兼容性，維護和升級等一系列問題。

3 結論

信息系統載體——數據中心面臨數據量急速膨脹、場地嚴重不足、運營成本高昂、能耗大、安全性差、業務連續能力低等一系列挑戰。因此，利用虛擬化實現高校數據中心的綠色節能、靈活性、高可用、高連續性、模塊化、自動化等諸多優勢。本文主要介紹了利用VMware對服務器虛擬化的設計及優勢，對于高校及中小企業應用服務器虛擬化有一定的意義。

［1］張巍.企業虛擬化實戰:VMware篇[M].北京:機械工業出版社,2009.

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