虛擬化服務器技術及其運用

阿瑪吉

摘 要：虛擬化（Virtualization）服務器技術，就是使服務器同時運行多個操作系統環境，在統一硬件平臺上整合多種應用程序，提高系統整體的可靠性。本文綜述虛擬技術的基礎上，按照服務器應用整合、軟件虛擬和硬件虛擬化三種方式實現技術進行深入的探討。

關鍵詞：虛擬化技術；服務器集群；軟件虛擬；硬件虛擬

1 虛擬化技術分類與區別

虛擬化技術按照技術可分為服務器應用整合、軟件虛擬和硬件虛擬化化三種。服務器應用整合即將網絡服務按服務類型整合到多臺服務器上，WEB服務和數據庫服務各司其職，利用IIS的虛擬目錄進行網站前臺管理。此技術已經被網絡服務提供商廣泛使用，可有效提高服務器的使用率，減低能耗，技術成熟。軟件虛擬化是指通過專用軟件將多個操作系統集成在一臺物理服務器上，每個操作系統按一定規則占用服務器部分資源，操作系統間相對獨立，互不影響，可以獨立的運行軟件。現在比較成熟的軟件產品有VMWARE系列、Virtual-pc和Hyper-v。硬件虛擬化是在服務器硬件上提供特殊功能，滿足虛擬化技術的高級需要。一般需要和虛擬化軟件統一設計、配套使用，在大型的數據中心應用較多，造價昂貴。

2 虛擬化技術特點

2.1 提高服務器利用率

目前武警部隊支隊（團）級網管中心所部署的網站，占用空間約為20MB到3GB不等（不包括在線視頻和視頻下載網站），cpu使用率一般在2%～5%之間。在資源消耗不高的情況下，一個網站就部署一臺服務器完全沒有必要。虛擬化技術按照應用服務種類部署服務器，在基層網管中心只需要部署一臺iis服務器、一臺apache服務器、一臺sqlserver服務器和一臺oracle服務器，通過一定的調試，即能滿足部隊現有辦公管理系統的所有應用需要。在有視頻服務時，通過加載一個網絡存儲設備，例如磁盤陣列，在滿足大容量存儲需要的同時，又比原來普通硬盤提高了訪問速度。

2.2 簡化網絡管理和維護

按照部隊目前網絡使用情況，一個支隊級單位至少要部署4～5臺服務器，其中web應用服務器最少3臺，再考慮到今后新的部署，數量至少要翻一番。如果每周對每臺服務器做基本維護，例如升級防病毒軟件和防火墻、打系統補丁、系統備份等。現有支隊級編制下，網管員體力和技術負擔都較大，疲于應付各種可能發生的故障。此情況還不包括中隊架設的服務器。虛擬化整合了服務器，合理分配好維護人員，基本上可以使維護工作量減少一半，可能發生的故障點也大為減少，提高了網管員的工作效率。

2.3 強化網絡應用系統的安全性

統一安裝殺毒軟件、統一分發系統和軟件補丁，使服務器能及時保持最安全的防護狀態。web應用是網管員需要經常修改和調試的部分，也是最容易受到病毒等影響的部分，而數據庫是網站的核心，是網管員要盡量避免操作的部分。將數據存儲和處理獨立到一臺服務器，可以有效降低修改web帶來的不可預知性系統錯誤，減小數據所受的影響。在業務量大情況下，還可以通過服務器集群技術平衡負載，實現冗災熱備份。

2.4 降低能耗和減少資產浪費

假設每臺服務器功率為650W，北京市居民用電價為0.48元/度，則按照10臺服務器24小時運行服務，一年電費約為27331元；服務器如果能在機房集中管理，則只需要兩臺220W空調即可，即再需增加電費2516元。不考慮采光和其他設備，光電費每年就要29847元。利用虛擬化技術在保證服務質量不變的情況下，減少服務器數量，就能明顯降低能耗。虛擬化技術還使得在增加新服務時，不用購買新的服務器，直接在原有基礎上增加應用服務即可。即使在網絡負載過大時，也可以方便地通過集群技術，或者使用刀片服務器，降低后期投入。

2.5 方便網絡人才培養

雖然目前基層網絡比較發達，但是人才基本上還是先選拔后培養的模式，進入狀態較慢。其主要原因是基層缺乏服務器資源。利用虛擬化技術為基層提供服務器空間，鼓勵部、分隊和個人自建網站，由網管中心統一管理。通過自建網站進一步普及計算機和網絡知識，最后通過選拔，挑選出真正愿學、會學的戰士擔任網管員，并且由于有較好的基礎，新網管員只需有針對性的培訓即可迅速上崗執勤。

3 實施虛擬化的步驟

第一步，整合現有服務器。即配置域管理服務器一臺、SQLSERVER一臺、ORACLESERVER一臺、IIS服務器一臺，遇有大容量存儲需要則再配置網絡存儲器一臺。將現有SQL數據庫和ORACLE數據庫遷移至兩臺數據庫服務器上，將所有網頁主目錄遷移至IIS服務器上。第二步，實現操作系統虛擬化。隨著服務流量增加，達到現有服務器極限時，應視情況購入新的高配服務器，甚至是刀片式服務器。在新服務器上安裝虛擬操作系統，逐步將物理服務器遷移到虛擬機系統上，實現更為高效安全的服務器整合。第三步，建立服務器集群。對流量繼續增加的服務器可選地配置服務器集群，通過負載平衡等技術，進一步提高系統性能，由普通機房管理向數據中心管理轉變。

第一步為基礎應用，立足現有設備、提高效率、滿足需要為主，最為重要。第二步是基礎架構，為今后進一步發展夯實基礎，應著力研究，形成規范。第三步是對大單位提供服務的遠期規劃，應用可能性相對較小。

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