高職院校信息化建設(shè)效率提升解決方案

孫靜　李曉旭

摘 要 使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)優(yōu)化和管理高職院校數(shù)據(jù)中心，能大幅提高物理服務(wù)器的使用效率和共享程度，減少系統(tǒng)的維護(hù)時(shí)間，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性，從而大幅節(jié)約高職院校信息化建設(shè)硬件資源的采購(gòu)經(jīng)費(fèi)，有效提升高職院校信息化的管理能效。本文探討了服務(wù)器虛擬化的功能，比較了當(dāng)今主流的虛擬化軟件優(yōu)長(zhǎng)，并結(jié)合高職院校實(shí)際情況，給出了適合高職院校信息化建設(shè)的虛擬化應(yīng)用方案。

【關(guān)鍵詞】服務(wù)器虛擬化 高職院校 信息化建設(shè) XenServer Hyper-V ESX

近年來(lái)，隨著高職院校信息化建設(shè)的加速推進(jìn)，信息化已拓展到學(xué)校建設(shè)發(fā)展的所有環(huán)節(jié)和層面。盡管計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施不斷升級(jí)，但基礎(chǔ)設(shè)施資源利用率低、管理成本高的問(wèn)題日漸顯現(xiàn)。應(yīng)運(yùn)而生的服務(wù)器虛擬化技術(shù)為解決日益凸顯的高職院校信息化高能耗、高成本運(yùn)行問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)低成本高效發(fā)展提供了可能。

1 目前高職院校信息化建設(shè)過(guò)程中面臨的突出問(wèn)題

隨著信息系統(tǒng)在高職院校的應(yīng)用的更加廣泛。如人事系統(tǒng)、迎新系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、離校系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)等等，可以說(shuō)高職院校管理的方方面面都已經(jīng)離不開(kāi)信息系統(tǒng)的支持與參與，信息系統(tǒng)數(shù)量的快速增長(zhǎng)導(dǎo)致了服務(wù)器的數(shù)量及管理維護(hù)成本的快速增長(zhǎng)，而且傳統(tǒng)的單機(jī)管理模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)有的集群環(huán)境。如何有效的使用和管理幾十甚至上百臺(tái)的同構(gòu)或異構(gòu)集群，使之發(fā)揮最大功效便成為了擺在高職院校信息化建設(shè)者們面前的問(wèn)題。帶著這個(gè)問(wèn)題我們有必要在了解和分析各種可能的技術(shù)之后，結(jié)合當(dāng)前服務(wù)器使用狀況，根據(jù)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，有針對(duì)性地提出實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化部署，以解決目前的一系列問(wèn)題，滿足學(xué)院信息化建設(shè)對(duì)于硬件資源的需求。

2 服務(wù)器虛擬化概述

2.1 虛擬化的應(yīng)用

當(dāng)今的 X86 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)使其在同一時(shí)間只能運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用。這樣一來(lái)，即使是小型數(shù)據(jù)中心也必須部署大量服務(wù)器，而每臺(tái)服務(wù)器的利用率只5%到15%，效率十分的低下。虛擬化軟件可使多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用在一臺(tái)物理服務(wù)器（即“主機(jī)”）上運(yùn)行，從而解決這一問(wèn)題。每個(gè)獨(dú)立的“虛擬機(jī)”都與其它虛擬機(jī)隔離，并可根據(jù)自身需要量使用主機(jī)計(jì)算資源。

2.2 虛擬化的工作原理

虛擬化的核心是“虛擬機(jī)”，它是一個(gè)嚴(yán)密隔離的軟件容器，其中包含了操作系統(tǒng)和應(yīng)用。由于每個(gè)虛擬機(jī)都是完全隔離和獨(dú)立的，因此一臺(tái)計(jì)算機(jī)上可以有很多虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行。名為“虛擬化管理程序”的精簡(jiǎn)軟件層可將虛擬機(jī)與主機(jī)分離開(kāi)來(lái)，根據(jù)需要為每個(gè)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)分配計(jì)算資源。

2.3 服務(wù)器虛擬化的優(yōu)勢(shì)

每臺(tái)服務(wù)器的利用率大幅提升，從而硬件投入需求減少到原來(lái)的十分之一甚至更少，并且大幅降低數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)開(kāi)銷(xiāo)。利用虛擬化管理程序，可以輕松實(shí)現(xiàn)快速部署服務(wù)器、服務(wù)器備份鏡像等操作，方便服務(wù)器管理，大幅減少維護(hù)成本。

3 主流虛擬化軟件分析比較

要有效地解決目前高職院校信息化建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的信息系統(tǒng)數(shù)量快速增長(zhǎng)導(dǎo)致的服務(wù)器的數(shù)量及管理維護(hù)成本快速增長(zhǎng)的突出問(wèn)題，合理使用和管理幾十甚至上百臺(tái)的同構(gòu)或異構(gòu)集群，使之發(fā)揮最大功效，就需要合理選用具有強(qiáng)適應(yīng)性和優(yōu)越性能的高職院校服務(wù)器資源虛擬化部署方案。下面就幾款主流虛擬化軟件進(jìn)行分析比較：

3.1 Xen

思杰基于Linux的虛擬化服務(wù)器Xenserver，是一種全面且易于管理的服務(wù)器虛擬化平臺(tái)。因?yàn)閄enServer最早用于Linux服務(wù)器，所以它與Linux兼容性一直保持很高，XenServer最大的價(jià)值也是體現(xiàn)在Linux服務(wù)器上的，所以如果用戶主要使用的是Linux服務(wù)器，嘗試使用XenServer應(yīng)該會(huì)更合適。

3.2 Hyper-V

Hyper-V是微軟開(kāi)發(fā)的一款虛擬化產(chǎn)品。Hyper-V底層的Hypervisor是運(yùn)行在最高的權(quán)限級(jí)別下的，微軟稱(chēng)其為ring -1（Intel稱(chēng)為root mode），而虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)核和驅(qū)動(dòng)運(yùn)行在ring 0，應(yīng)用程序運(yùn)行在ring 3下，可以進(jìn)一步提高安全性。其實(shí)微軟Hyper-V真正優(yōu)勢(shì)在于免費(fèi)上。因?yàn)镠yper-V是集成在Windows Server中的，所以如果主要使用微軟相關(guān)產(chǎn)品并且需要與微軟管理工具的集成度很高的話，Hyper-V應(yīng)該是不錯(cuò)的選擇。

3.3 ESXi

VMware公司的服務(wù)器虛擬化軟件ESXi專(zhuān)為運(yùn)行虛擬機(jī)并最大限度降低配置要求和簡(jiǎn)化部署而設(shè)計(jì)。ESXi的虛擬化架構(gòu)是裸金屬架構(gòu)。（裸金屬架構(gòu)是指虛擬化軟件直接安裝在服務(wù)器的硬件上，并允許多個(gè)未經(jīng)修改的操作系統(tǒng)及其應(yīng)用程序在虛擬機(jī)中運(yùn)行。）在ESXi中，虛擬機(jī)的虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)與ESXi內(nèi)核里的物理設(shè)備驅(qū)動(dòng)直接相互連接。這不僅能提高性能，還能提供更廣泛的操作系統(tǒng)兼容性。VMware ESXi提供儲(chǔ)存虛擬化的功能，可以兼并服務(wù)器而減少設(shè)備購(gòu)買(mǎi)及維護(hù)成本外，也可因效能的高低需求，以VMotion技術(shù)在各服務(wù)器之間動(dòng)態(tài)遷移系統(tǒng)平臺(tái)，讓系統(tǒng)管理員更有效的實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度，并且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，可以在最短時(shí)間，迅速恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)作。

可以說(shuō)VMware ESXi 是適用于任何系統(tǒng)環(huán)境的企業(yè)級(jí)虛擬機(jī)方案，其適應(yīng)性與穩(wěn)定性已經(jīng)得到實(shí)踐證明與廣泛認(rèn)可。ESXi可以讓大多數(shù)在x86上執(zhí)行的操作系統(tǒng)都能在虛擬機(jī)直接上運(yùn)行。

4 推薦采用的最佳解決方案

由于高職院校的信息化建設(shè)是逐年逐步展開(kāi)的，致使購(gòu)置的硬件配置不盡相同，甚至架構(gòu)都有可能不同，并且軟件信息系統(tǒng)部署的環(huán)境也可能情況各異，所以選用具有最強(qiáng)適應(yīng)性和性能優(yōu)越的ESXi進(jìn)行高職院校服務(wù)器資源的虛擬化部署應(yīng)是目前的最佳選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]馬博峰.VMware、Citrix和Microsoft虛擬化技術(shù)詳解與應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

作者單位

天津藝術(shù)職業(yè)學(xué)院 天津市 300000