基于虛擬化技術的高校信息系統整合研究

吳雙江 郭梁 徐加新

摘 要：本文分析了高校信息系統建設現狀，在此基礎上提出了一種基于虛擬化技術的信息系統整合方案。實踐表明，虛擬化整合后，服務器資源利用率提高顯著，信息系統管理維護方便可靠，整合效果良好。

關鍵詞：虛擬化；信息系統；整合

隨著信息技術的快速發展以及對信息化需求的不斷加強，高校已在教學科研方面建立了眾多信息系統。隨著教學科研任務的不斷增加，對這些信息系統的應用需求越來越大，對其穩定性、可拓展性、經濟性等要求也越來越高，高校信息系統建設發展面臨新的挑戰。因此，如何提高信息系統使用效益和管理維護水平，為教學科研提供穩定、高效的服務支撐，是當前高校信息化建設亟待解決的重要問題。

一、高校信息系統現狀分析

（一）資源利用率低下

經過多年發展，高校信息系統建設已產生眾多新老各類服務器。但是這些服務器大部分采用“一臺服務器、一個操作系統、一種應用”的傳統模式運行，如果沒有相關任務，一些服務器將處于長期閑置狀態，服務器總體資源利用率僅在15%—20%之間，大量資源被浪費。

（二）信息系統兼容性差

由于建設的時間和需求不同，已有信息系統所需運行環境不盡相同，硬件平臺、操作系統、開發語言、數據庫類型等存在不同程度的差異，比如，操作系統有Windows Server 2003 32位和64位、Windows Server 2008 32位和64位，以及Linux系統等；數據庫有SQL Server、Oracle、MySQL等。面對各類系統對運行環境的不同要求，很難整合到現有某一臺服務器上運行。

（三）管理維護困難

較多的服務器造成管理難度加大，系統管理員不得不經常應付不同服務器和不同應用的管理維護，服務器的運行狀況不能及時掌握，操作系統以及應用軟件也無法及時升級更新，這使得系統服務器經常在教學過程中出現不穩定甚至崩潰的情況，影響了教學效果。

針對上述問題，可以利用虛擬化技術，合理整合信息系統資源，充分提高服務器利用率、維護性和再部署能力。根據高校教學科研應用需求，本文討論了基于浪潮oCloud云計算平臺的虛擬化整合方案，對如何高效合理利用信息系統資源為教學提供服務進行了研究和探討。

二、虛擬化技術

虛擬化是云計算得以實現的關鍵技術之一，它將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺物理服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，從而可以讓原先的幾臺服務器集成到一臺服務器中，使得信息系統不再受到物理上的限制。通過讓服務器CPU、內存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態管理的“資源池”，來提高資源的利用率，簡化信息系統的維護和管理，實現整合。虛擬化允許不同配置的多個虛擬機在同一物理機上獨立并行運行，互不干擾。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件，可以在這些硬件上加載不同的操作系統和應用程序。可以通過虛擬服務器管理平臺對所有虛擬機進行統一管理調配，極大地提高了服務器資源利用率。

浪潮是國內知名的IT基礎設施和云計算解決方案供應商，其云計算平臺oCloud技術先進，在大規模資源監控、虛擬化和資源調度等方面具有強大功能，性能穩定，非常適合對指揮系實驗室應用系統服務器進行虛擬化整合。

三、基于oCloud云計算平臺的服務器整合和虛擬化部署

（一）硬件配置

由于高校有不少塔式服務器使用年限較長，硬件配置相差較大，需新購機架式服務器來取代原有服務器。機架式服務器在電源使用效率、空間占用以及硬件配置方面具有巨大優勢，能夠滿足oCloud對硬件的要求，為此選擇浪潮英信機架式服務器。

（二）搭建虛擬化架構

oCloud云計算平臺包括oCloud Server云操作系統和oClient遠程管理客戶端工具兩部分。浪潮英信服務器安裝oCloud Server云操作系統，建立oCloud云服務器，并連接到高校網絡中，從而在虛擬環境中形成一個資源池。在oCloud云服務器上創建多個VM（虛擬機），并為這些虛擬機分別安裝Windows Server或Linux操作系統，使之成為能提供各種網絡應用服務的虛擬服務器。

oClient是一款針對oCloud Server開發的功能強大的圖形化管理工具。通過它，可以在Windows系統上采用遠程控制的方式來管理資源池、服務器、存儲設備和網絡等，同時也可以部署、管理以及監視虛擬服務器的運行。準備一臺單獨的服務器，安裝Window Server 2008 64位操作系統，然后安裝配置oClient客戶端。

（三）部署虛擬服務器

針對高校已建成的眾多教學科研信息系統，均需要配置獨立的虛擬服務器。對于使用操作系統和數據庫大致相同的應用系統，其需要的虛擬服務器可以通過模板克隆來快速建立，例如分別建立Windows Server、Linux等不同操作系統類型的虛擬機模板，通過模板來配置虛擬服務器，然后根據各應用系統需求分配CPU、內存、硬盤等資源，并在之上部署信息系統。這樣可以大大縮短虛擬服務器的部署時間，提高系統搭建效率。還可以通過P2V技術將原有物理服務器環境整體遷移到虛擬環境中，更加快速地建立和部署虛擬服務器。通過以上方法，最終將高校教學科研信息系統整合到物理服務器上，達到了預期目的。

四、基于oCloud云計算平臺的信息系統整合應用效果

（一）虛擬服務器實時遷移，提高可維護性

借助oClient可以便捷、有效地集中管理所有物理主機和虛擬服務器，實現虛擬服務器實時遷移。經實驗，通過oClient管理工具，能在實現零停機和服務連續可用的情況下將正處于運行狀態的虛擬服務器在8—10分鐘內從一臺物理服務器實時遷移到另一臺物理服務器上，并且能夠完全保證事務的完整性。這樣可以非常方便地對物理服務器進行維護，而不會妨礙信息系統的正常使用。

（二）服務器利用率提高，可擴展性強

基于oCloud云計算平臺，物理服務器資源可供多個虛擬服務器共享，大大減少物理服務器的數量，服務器資源利用率提高到了50%—80%。同時，為增加新的信息系統提供了可擴展性。當需要增加新應用系統時，無需購買新服務器，只需提前規劃資源增長，新建虛擬服務器，短時間內即可完成一臺或多臺信息系統服務器的部署，大大降低了服務器重建和應用加載時間。

（三）實現服務器高可用性，保證業務連續性

信息系統整合后，總體運行穩定，故障率降低，備份恢復簡便，服務質量提高。虛擬化以前，服務器的備份都是通過專門的備份軟件進行系統及數據的備份，過程復雜而且恢復時間較慢。而服務器虛擬化后，只需通過oClient管理工具的快照功能，即可方便的備份虛擬服務器中的系統和數據，而且所需時間短，大大簡化了數據備份和虛擬服務器恢復工作。oCloud云計算平臺通過透明負載均衡、動態遷移、故障自動隔離、系統自動重構等功能建立起高可靠服務器應用環境。

（作者單位：空軍勤務學院飛行保障指揮系）