服務(wù)器虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用研究

鄭筱筠

【摘要】 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是以更低的計(jì)算機(jī)硬件成本構(gòu)建更加先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺，使得對現(xiàn)有硬件實(shí)驗(yàn)平臺得到有效整合，大大提高現(xiàn)有服務(wù)器的使用效率。基于虛擬技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺將以簡單的方式模擬各種IT環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的支撐作用，是未來計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵字】 虛擬化技術(shù) 服務(wù)器虛擬化 安全性 應(yīng)用研究

計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)是對實(shí)踐性要求極高的學(xué)科，但由于高校IT設(shè)備投入較大，同時(shí)由于各個(gè)設(shè)備更新速度較快，使得設(shè)備使用段時(shí)間后又落后于技術(shù)的發(fā)展，無法滿足高校教育的需求。

針對這一問題，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中引入服務(wù)器虛擬化技術(shù)和產(chǎn)品，建立新一代的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺的方法被提出，該方法不僅提高了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)能力和技術(shù)支持水平，同時(shí)也會大大降低資金投入，有效提高了資金和投入的利用效率。

一、服務(wù)器虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用分析

1.1服務(wù)器虛擬化計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺的教學(xué)優(yōu)勢

通過服務(wù)器虛擬化計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員可以根據(jù)學(xué)生的數(shù)量對應(yīng)劃分出相應(yīng)的虛擬機(jī)，同時(shí)該平臺可以支持Unix、Linux、Solaris和Windows等操作系統(tǒng)，因此在實(shí)際教學(xué)的過程中，可以根據(jù)不同的教學(xué)需要進(jìn)行基于各個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件的配置和優(yōu)化等。

此外，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺還支持多系統(tǒng)同時(shí)共存和多個(gè)系統(tǒng)的物理隔離，因此在單機(jī)上可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)彼此隔離的虛擬機(jī)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置正確時(shí)在虛擬機(jī)之間、虛擬機(jī)和宿主之間可實(shí)現(xiàn)虛擬的交換機(jī)互聯(lián)。學(xué)生可以在一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)上調(diào)試自己編寫的程序，檢驗(yàn)兼容性，使學(xué)生實(shí)踐能力得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。

1.2服務(wù)器虛擬化計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺的管理優(yōu)勢

服務(wù)器虛擬化計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺可采用備份和復(fù)制虛擬機(jī)文件的方法進(jìn)行虛擬機(jī)的模板化安裝，因此可以有效的減少實(shí)驗(yàn)環(huán)境的部署時(shí)間，并且可以快速搭建更加復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而能夠支持更多門類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。其物理隔離的特性使得各個(gè)虛擬機(jī)和宿主系統(tǒng)之間擁有良好的物理隔離性，當(dāng)某個(gè)虛擬機(jī)發(fā)生故障時(shí)不會影響到虛擬機(jī)系統(tǒng)，只需要單獨(dú)處理相應(yīng)的故障系統(tǒng)即可，避免多次移植或重建虛擬機(jī)，確保了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室操作的聯(lián)系性。

二、服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺的搭建

2.1服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺的需求分析

在教學(xué)資金有限的情況下，搭建計(jì)算機(jī)虛擬化教學(xué)平臺既需要滿足學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)需要，還要保證教師科研工作的順利開展。

因此服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺要利用最少的物理服務(wù)器和虛擬化軟件完成搭建，并支持多操作系統(tǒng)同時(shí)共存，且有較好的兼容性。構(gòu)架上盡量簡單，將每個(gè)虛擬機(jī)都可視為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，保證運(yùn)行多個(gè)彼此隔離的虛擬機(jī)。要求該實(shí)驗(yàn)平臺可以提供先進(jìn)的系統(tǒng)管理方案，方便技術(shù)人員可以輕松的維護(hù)和管理系統(tǒng)。教師可完成對該教學(xué)平臺的輕松管理，可以在不同的教學(xué)任務(wù)下對不同的學(xué)生分配不同的教學(xué)任務(wù)。

2.2服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺的搭建步驟

VMware Workstation 是一種靈活高效且便于維護(hù)管理的服務(wù)器虛擬化軟件，該軟件可以將服務(wù)器虛擬成多個(gè)基本的應(yīng)用平臺，因此可以滿足不同專業(yè)和不同課程的需要，方便了不同實(shí)踐環(huán)境的切換。應(yīng)用該軟件首先需要在主機(jī)上安裝VMware Workstation宿主操作系統(tǒng)，并且該軟件支持Windows 和 Linux兩個(gè)版本。

隨后需要在宿主操作系統(tǒng)上安裝VMware Workstation軟件，該軟件是實(shí)現(xiàn)虛擬化實(shí)驗(yàn)室安裝的基礎(chǔ)，完成安裝、配置和管理虛擬機(jī)的工作。在安裝虛擬機(jī)之前，首先需要進(jìn)行選擇必要的硬件配置、選擇網(wǎng)絡(luò)模式、選擇虛擬的操作系統(tǒng)等，在虛擬硬件設(shè)置之后接著就安裝虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)。啟動(dòng)VMware Workstation進(jìn)入操作系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)中安裝各種所需要的服務(wù)和應(yīng)用軟件。

2.3服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺的安全問題

服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺為計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來極大的便利，但是從另一個(gè)方面來看，安全問題角度仍存在較多威脅。在虛擬服務(wù)器環(huán)境中，幾個(gè)虛擬機(jī)共享主機(jī)服務(wù)器上的資源，當(dāng)某個(gè)虛擬機(jī)過度消耗硬件資源時(shí)，將會導(dǎo)致其他虛擬機(jī)無法工作，并有可能導(dǎo)致攻擊者會對單個(gè)虛擬服務(wù)器進(jìn)行攻擊。

在某些的服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)架中，虛擬機(jī)直接接到一個(gè)虛擬機(jī)交換機(jī)上，再與物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)適配器相連，在這種構(gòu)建下每個(gè)虛擬機(jī)會共享物理網(wǎng)絡(luò)適配器和虛擬交換機(jī)，因此虛擬機(jī)之間可以直接通信，數(shù)據(jù)可能不通過物理網(wǎng)絡(luò)，因此不會受到硬件防火墻的保護(hù)。

三、結(jié)束語

服務(wù)器虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用證明，通過構(gòu)建高性能的服務(wù)器基礎(chǔ)上，并在此基礎(chǔ)上采用虛擬化技術(shù)建設(shè)虛擬化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺既可以節(jié)省設(shè)備投入，又可以滿足教學(xué)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的要求。目前由于服務(wù)器虛擬化技術(shù)仍在發(fā)展中，因此該技術(shù)還需要進(jìn)一步的發(fā)展，但隨著虛擬化技術(shù)的不斷成熟，服務(wù)器虛擬化技術(shù)將會在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中得到廣泛應(yīng)用。