高校信息中心服務器虛擬化方案研究

羅敏 王淑艷

摘 要 近年來，隨著高校信息化進程的迅猛發展，信息技術已經涉及到高校教學、管理、生活、服務等各個領域，所需要的網絡環境也各不相同，傳統的信息化管理已經不能滿足人們的日常需求。所以，將高校信息中心服務器虛擬化就迫在眉睫。

【關鍵詞】信息化 高校信息中心 虛擬化方案

隨著信息化技術的飛速發展，計算機的計算能力和存儲能力也在不斷進步，但在實際應用中，高校信息中心的資源利用率普遍低下，而信息中心的管理費用卻逐年上升。傳統的信息化管理，只是用一臺電腦運行一個服務平臺，使得處理器的應用效率低下，期間的維護工作也很困難，造成維護成本過高等問題。

1 什么是虛擬化技術

虛擬化技術是一種資源信息管理技術，它最早出現在20世紀60年代的BM系統，并在70年代的System370系列中逐漸流行。這些機器利用VMM，也就是虛擬機監控器的程序來生成多個可以運行獨立操作系統的虛擬機。

近年來，隨著多核系統、集群甚至是云計算的廣泛應用和部署，虛擬化技術在校園和商業應用的優勢也越來越明顯。它不僅降低了IT成本，還加強了服務系統的安全性和可靠性，并且使虛擬化這一概念逐漸深入到人們的日常生活和學習中去。

虛擬化技術對于不同職業的人來說可能意味著不同的東西，這主要取決于他們所處的環境。打個比方說，在計算機科學領域，虛擬化不僅僅局限于虛擬機，它還對計算機資源進行抽象處理，比如運用虛擬化技術對物理內存的抽象，就可以使應用程序認為它本身擁有連續可用的空間，就算物理內存不足，應用程序也能在虛擬化技術下順利運行。

它可以讓計算機相關模塊在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行；也能把固定資源按照不同的需求重新規劃和整合，以達到提高處理器利用效率的目的。

現在的虛擬化技術不僅僅包括虛擬服務器，我們已經發展出了網絡虛擬化、存儲虛擬化和CPU虛擬化等技術。它成功地使人們可以用一臺服務器做到幾臺甚至幾十臺服務器都做不到的事，為一些高校信息中心管理提供了很多的幫助。

2 高校信息中心服務器信息化的新要求

高校信息化建設在逐步深入到日常校園生活中時，會遇到很多困難和問題。

（1）信息中心服務器的資源和數據相對分散，缺乏統一的規劃，使信息中心的資源利用率不高；

（2）維持系統的服務平臺數量過多，日常維護難度大、成本高，平臺的安全性和穩定性也不能夠保證；

（3）信息中心建設過程中各自為政，維護和實施相對分散，很難做到統一的管理和監督；

（4）每當有新的服務系統實施時，系統安裝的成本高、安裝到實施的周期長等等。

適當的運用虛擬化技術，可以有效的緩解以上問題，提高資源的利用率，減少整個信息中心的管理和維護成本，為高校建設提供更為便利的服務。

3 高校信息中心服務器虛擬化的技術方向

在虛擬化技術的應用中，主要是從兩個方向來合理的分配高校信息中心服務器中的龐大資源。

一種方向就是化整為零，把一個物理的服務器虛擬成一個或者若干個獨立的邏輯服務器，使用戶可以在這些看似獨立的邏輯服務器上運行不同的操作系統以及應用，而這個方向最典型的代表就是分區。分區可以將物理服務器上的資源劃分到若干個虛擬的邏輯服務器上，使各個服務器能夠獨立操作。

另一種方向就是化零為整，把一個或者若干個分散的物理服務器虛擬成為一個大的邏輯服務器，使用戶在一臺服務器上可以同時使用和支配若干個物理服務器，而這個方向的典型代表就是網格。網格化這一創新模式就是依托網絡信息技術建立一個全面、準確的綜合管理服務系統，高校通過這個系統可以整合信息中心服務器的所有資源，為高校內的所有學生和老師提供便利的、有針對性的服務，從而提高高校信息中心服務器的管理和服務效率。

4 虛擬化技術在高校信息中心服務器的運用

4.1 存儲虛擬化在高校信息中心服務器的應用

存儲虛擬化，簡單的來說，就是將一個或多個存儲設備整合成一個容量很大的存儲空間，并統一的對外提供便捷的存儲功能服務。存儲虛擬化將所有的存儲資源虛擬成一個“存儲池”，將許多零散的存儲資源整合起來，進行資源分配，統一管理，能大大的提高資源利用率，還能有效的降低系統管理和維護的費用。

4.2 系統虛擬化在高校信息中心服務器的應用

系統虛擬化，就是在一臺計算機上，虛擬出一個或多個操作系統。每個虛擬操作系統可以占用比較低的資源來運行更多的應用程序；在運行虛擬操作系統時，還可以快速的啟動和停止，而不會影響其他任務；減少維護系統造成的中斷時間，加強系統恢復能力，極大的保證了信息中心的數據安全。

4.3 網絡虛擬化在高校信息中心服務器的應用

網絡虛擬化，就是在一個固定的物理網絡上虛擬出一個或多個邏輯網絡來。目前，比較常見的網絡虛擬技術包括虛擬專用網絡（VPN）、虛擬局域網（VLAN）和虛擬專用局域網業務（VPLS）等。

近年來，通過虛擬專用網絡技術，學生們可以在任何地方訪問校內資源和校內圖書館的電子期刊，老師們也可以通過虛擬專用網絡技術，實現網絡辦公的資源共享。使高校在提供網絡信息化服務的同時，加大對網絡資源的整合與優化。

5 虛擬化技術在高校信息中心服務器運用中的優點和缺點

5.1 服務器虛擬化的優點

5.1.1 節省能源損耗

虛擬化技術可以將一個或者若干個不同功能的服務器整合到一臺物理的服務器上，充分徹底的利用多核多線程CPU的性能，來達到國家提倡的節能環保的目的；

5.1.2 節省空間

由于網絡應用的不斷更新和增加，服務器的數量也在增長，這就使互聯網數據中心（IDC）的空間壓力增大。而虛擬化技術可以將這些服務器進行整合，極大的降低了IDC成本；

5.1.3 保證操作的連續性

信息中心有很多服務都是24小時運行，但是只要某臺服務器出現故障，就勢必會中斷服務業務，造成數據流失，而虛擬化技術可以在某臺物理服務器出現故障時，讓所有的虛擬機可以安全迅速的遷移到集群中的其他設備上，而不會中斷任意操作；

5.1.4 縮短新系統的部署時間

一臺新系統從提出建議到最終的應用，要經歷規劃、申請經費、采購新服務器、安裝服務器、配置服務器和測試服務器等幾個階段，而虛擬化技術可以在新服務器還沒有到貨時，利用集群中剩余的資源來進行先行配置并測試，等新服務器到貨后稍微調整一下就能投入使用；

5.1.5 減少硬件支出

虛擬化技術可以將多余出來的計算資源整合到一起，加以利用，而且生成的虛擬機也不用單獨購買光纖卡等附件，極大地減少了硬件支出；等等。

相信在以后的使用中，虛擬化技術的優點會被更多地發掘出來，為高校信息中心能夠提供更好的服務保證技術支持。

5.2 服務器虛擬化的缺點和漏洞

沒有一種技術可以徹底解決高校信息中心服務器出現的全部問題，虛擬化技術也不可避免地存在一些缺點和漏洞。它主要可以影響以下幾個方面：

5.2.1 虛擬機性能比不上物理服務器

目前最好的虛擬機技術也會或多或少的給系統帶來性能損失，所以說，現有的虛擬機性能不可能超越物理機；

5.2.2 增壓維護成本

使高校信息中心服務器虛擬化，考驗的不僅是管理人員的水平，還必須提高技術維護人員的專業技能，這也從另一方面增加了維護成本。

5.2.3 故障判斷比較復雜

傳統方式下出現故障時，技術人員只需要檢查硬件系統和軟件系統就能發現故障原因，而使用了虛擬化技術后，除了檢查硬件和軟件以外，還要確定虛擬化系統是否正常運行，這就為故障排查增加了一定的難度；

5.2.4 增加學校許可證成本

由于每個虛擬機上的操作系統和應用軟件都要求是正版的，所以，一旦無節制的建立虛擬機，會極大地增加學校許可證的成本，并且在許可證的管理上帶來許多的困難。

虛擬化技術在運用中雖然存在很多漏洞，但是它為高校信息中心服務器運作提供的便利是不可忽視的。

6 高校信息中心服務器虛擬化方案

為了更加合理的實現高校信息中心服務器的虛擬化，在虛擬服務器部署之前，首先將原有的服務器硬件重新規劃，改變用途，集成必要的硬件組成部分，隨后集成網絡和存儲系統。當這些都準備就緒以后，就可以安裝虛擬化軟件了，安裝完畢后，將現有的應用程序遷移到虛擬系統中，并投入使用。

學校可以根據不同的操作系統來建立相對應的虛擬服務器，了解物理服務器的各項參數，如存儲空間、平臺負載量及最大用戶在線量等，來建設虛擬服務器，并為各個服務器分配對應的CPU、內存及網絡類型等，來滿足正常運行的基本條件。

基于虛擬化技術的諸多優勢，高校可以分期投入建設，先把訪問量最大的服務系統遷移到該平臺，比如說校園網、郵件和教務系統等。等到老師、學生和技術維護人員習慣和熟悉了該應用之后，再考慮在信息中心全面實行虛擬化。而替換下來的老舊服務器也能夠作為備份存儲，用于日常的數據備份，減少硬件資源的浪費。

通過管理軟件也可以快速的對現有的操作系統進行復制，大大縮短了新程序的建設與實施；對服務器平臺進行集中統一管理，既能降低管理難度，又提高了信息中心服務器資源的使用率。

7 結語

合理的利用虛擬化技術，對于整個高校信息中心服務器是很必要的。它不僅降低了物理設備的采購成本，提高了系統的安全性和可靠性，節省了運行設備的能源消耗，統一管理和維護，還能以較小的成本來提供更好地網絡服務，對建立智慧節約型的大學校園有著深遠意義。

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作者單位

1.河南醫學高等專科學校現代教育技術中心 河南省鄭州市 451191

2.河南醫學高等專科學校護理系 河南省鄭州市 451191