基于Linux的RHEL集群虛擬化系統的研究

鐘克英

(廣東省佛山市順德區中等專業學校 廣東 528300)

0 引言

隨著計算機技術的快速發展，信息網絡技術極大的改變了人類的生活與工作方式。特別是以云儲存、數據運營平臺的信息服務模式迎來了黃金發展時機，虛擬化技術的產生使得企業與個人能夠通過數據中心高效快速的處理數據業務，更好的降低運營成本。但現有的虛擬Web服務中越來越多地使用CGI、動態主頁等CPU密集型應用，這對服務器的性能有較高要求。

1 Linux的RHEL集群虛擬化系統的應用現狀

虛擬化是指計算機元器件通過一定的技術手段實現擴大硬件的容量，簡化軟件重新配置的過程。目前，虛擬化技術分為硬件虛擬化和軟件虛擬化。硬件虛擬化以CPU虛擬化技術最具代表性，目前較多的CPU虛擬化包括多任務技術和超線程技術。而軟件虛擬化多是通過虛擬機VMM（監視器）來與硬件建立聯系，用VMM來實現其對系統上所有虛擬機的訪問。在軟件虛擬化解決方案中，VMM與操作系統的作用與功能有了重要變換，即VMM成為傳統意義上的操作系統，操作系統的位置由應用程序所置換。因此，需要額外的通信層需要進行二進制轉換，獲得物理資源的接口，模擬硬件環境。但由于此項技術的復雜性難于實現，使得這一技術目前應用受限。

但隨著Linux操作系統不斷走向成熟，它的適應性和在網絡安全領域的獨特作用逐步顯現出來。Linux 為GNU軟件和標準化的PVM、MPI消息提供了一種新的傳遞機制，特別是Linux實現了對PC機提供高性能網絡支持的解決方案，這一特點能夠極大的滿足RHEL集群虛擬化對服務器的指標要求，極大的推動了基于Linux的集群系統的快速發展。目前，基于Linux的在集群產品和解決方案得到廣泛的應用，Linux集群大量在金融、電信、電子商務以及IT等行業有著非常廣泛的使用。如谷歌、Baidu和網易后臺均采用Linux集群服務器，2010年，谷歌公司采用linux集群解決方案的服務器達到300萬臺。值得注意的是這些集群產品大多是HA（High-Availability Linux）和LVS的集群解決方案，雖然具有可靠性、可用性和可服務性，上述兩種解決方案都存在不同的缺點。如HA集群是雙節點的形式，單機處理能力有限，一旦服務器處理量較大時，服務器處理能力的擴容方式通常是淘汰舊的服務器，造成非必要性的浪費；而LVS集群的真實服務器大多是依靠前端IP負載器進行調度分配的，一般存在單點故障，如果IP負載加重，可能會導致整個集群系統的癱瘓。因此，通過基于linux的HA和LVS整合就能夠有效克服上述問題。

2 基于Linux的RHEL集群虛擬化系統實現過程

2.1 系統實現環境

本系統實現環境及所需的硬件條件分別見圖1、表1。

表1 集群網絡節點IP分配

圖1 集群網絡拓撲圖

2.2 RHEL雙網卡負載均衡實現

在系統環境中，安裝RHEL5.6，并采用雙網卡綁定技術實現服務器網絡連接的高可用性及吞吐量，如圖2所示。

在具體設置中，網卡eth0和eth1虛擬成設備bond0，并且向外公布一個虛擬IP地址。存儲AS500N的root管理密碼為“1234567”。使用VI編輯器將標有//的內容添加到/etc/init.d/network中的相應位置。（//不用輸入，修改完后需要重啟服務器操作系統）mode為網卡工作方式，“1”為互援式工作方式（熱備份工作方式，當前工作鏈路或網卡出現故障時，備份網卡會自動接管網絡鏈路），“0”為集群式工作方式（同時在線提供兩倍帶寬，一條鏈路或網卡故障時，網絡帶寬為工作網卡帶寬，不需切換）

圖2 .實現存儲節點網絡負載均衡

2.3 AS500N存儲調試及服務器節點上ISCSI掛載

由于AS500N存儲管理系統出廠設置的IP 地址為192.168.1.1，通過瀏覽器地址欄中輸入出廠地址，登錄原始界面，系統默認管理員為admin，密碼：admin，進入后顯示AS500N存儲信息。首先，對物理磁盤進行管理。服務器一般列出了系統中一個raid 卡上當前所有可用的磁盤。通常該系統的物理磁盤狀態分為成員盤、全局熱備盤、游離盤和不可使用的死盤，分別標記為：member、hotspare、good 及bad 四種使用狀態，其中hotspare，good 狀態磁盤可相互轉換，bad狀態磁盤必須先進行掃描轉換，才可以正常使用。用戶可點擊按鈕執行磁盤狀態轉換及磁盤定位顯示操作。

其次，在雙臺節點服務器上安裝BCP，使用PC機端連接節點服務器，通過編輯java授權策略文件，進入集群配置模式后， 添加集群名稱并新建節點服務器，分別加入私網、公網IP信息，添加心跳分區、漂移ip信息、共享磁盤資源、添加資源的監控，及相關監控后，上傳配置文件。

最后，在節點一中安裝VMware-Workstation-6.5.2-156735.i386.bundle，設置橋模式，并將設備設置為指向bond0（雙網卡綁定模式)。登入系統后，創建虛擬機成（圖3）。在節點二重復節點一同樣配置。但是需要注意的是節點二中的location內容要修改為/data/VM2，File name修改為/data/VM2 Windows XP Professional，并在/data上為VM1和VM2創建新的分區文件，部署WINDOWS系統應用。

圖3 創建虛擬機

3 基于Linux的RHEL集群虛擬化系統的優點

本研究中使用了基于linux的IP-SAN技術，取代了傳統的價格昂貴的SCSI、SAN存儲。使得數據與服務器應用系統有效分離，數據被集中存放在RAID10盤陣上，不會因為節點失效（軟、硬件故障）而導致數據丟失的現象產生。這一技術的應用能夠有效降低RHEL集群服務器的使用成本，并能夠讓虛擬機實現快速切換，進一步提高了使用效率。即使出現任意節點失效的狀況，本技術的使用，能夠讓VM系統迅速在另一節點重新部署，該應用方案使用了虛擬化技術，減少了硬件成本投入，提高了系統資源的使用率。

隨著網絡技術的快速發展，基于Linux操作系統的計算機集群虛擬化技術正迅速在國民經濟領域中使用越來越廣泛，特別是隨著計算機應用技術的躍遷帶來的硬件設備的淘汰更新率加快，如何降低企業和數據服務商的運營成本、提升數據傳換速率、降低數據的流失風險都是目前需要亟待解決的重要問題。另外，云計算技術、物聯網技術的成熟和大規模投入使用，都需要服務器具備高可用，高可靠，均衡負載，高性能計算的綜合能力。因此，基于linux的集群虛擬化技術將會在這一領域有著廣泛深入的發展前景。

[1]虛擬化與云計算小組 .虛擬化與云計算.北京：電子工業出版社，2009.

[2]高俊峰.循序漸進Linux基礎知識、服務器搭建、系統管理、性能調優、集群應用[M].人民郵電出版社.2009-12.

[3]張展.用Apache架設WEB服務器[J].微電腦世界.2005.07期.