服務器虛擬化技術在系統集成中的應用分析

◆唐玉新 丁 峰

（神華國能焦作電廠有限公司 河南 454350）

服務器虛擬化技術在系統集成中的應用分析

◆唐玉新 丁 峰

（神華國能焦作電廠有限公司 河南 454350）

我國的經濟社會不斷發展，同時網絡信息技術水平也在不斷提升。就目前來看，網絡信息技術與各行各業的融合日益緊密，凸顯了數據資源的價值，加大了系統管理的難度。在服務系統中記錄著大量的信息數據。如果沒有對這些信息數據進行儲存和分類管理，就會阻礙各項工作的順利開展，為了避免出現這種情況，必須應用服務器虛擬化技術。本文將具體探討服務器虛擬化技術在系統集成中的應用，希望能為相關人士提供一些參考。

服務器虛擬化技術；系統集成；信息數據；應用

0 引言

進入新世紀以來，網絡信息技術的應用范圍不斷擴展。虛擬化技術是網絡信息技術的分支，以計算機作為基礎，將其應用在系統運行中，可以保障各個分系統的獨立性。當今時代是信息化的時代，大量的信息數據被儲存在系統中，將服務器虛擬化技術應用在系統集成中，可以提高數據信息的處理效率，優化資源配置，因此應該進一步發揮服務器虛擬化技術的實用價值。

1 服務器虛擬化技術的簡要概述

1.1 具體內涵

所謂的服務器虛擬化技術，就是以計算機技術作為基點，對系統資源進行優化組合，實現資源利用效能最大化的現代技術。在現代計算機系統中，有多個虛擬機，每個虛擬機都記錄著不同的數據，為了合理配置不同虛擬機的資源，需要應用服務器虛擬化技術形成總操作系統，實現虛擬機的分治和總治。在未應用服務器虛擬化技術之前，如果想要將虛擬機的分系統進行集成，需要耗費大量的人力資源和物力資源，在不同平臺上運行多個服務器。在應用服務器虛擬化技術之后，系統操作步驟得到了簡化，技術效能得到了充分發揮，提高了集成系統的整體性能[1]。

1.2 技術思想

在應用服務器虛擬化技術的過程中，需要遵循以下幾個技術思想：第一是優先思想。在進行資源配置的過程中，應該按照工作強度來確定資源配置的順序，工作強度越大，獲取資源的時間越短。第二是服務思想，服務器虛擬化技術的基礎特性就是服務性，因此應該降低分系統的工作荷載，為分系統的峰值期儲備必要的資源。

1.3 服務方向

從整體上來看，服務器虛擬化技術有兩個服務方向：第一個服務方向是系統的邏輯性。在進行系統集成的過程中，需要按照邏輯順序，把關聯性較大的子系統聯結在一起，并在獨立的虛擬服務器上記錄不同的數據信息，形成分散數據庫。因此集成系統經常要劃分成各個模塊和區域。第二個服務方向是系統的虛擬性。在進行系統集成的過程中，應該形成若干虛擬服務器，為不同層次的用戶提供資源服務，實現網絡空間數據資源的共享[2]。

2 服務器實現虛擬化的具體路徑

2.1 硬件虛擬化

隨著服務器虛擬化技術應用范圍的不斷擴展，我國的虛擬化技術已經由理論階段上升到了實踐階段，服務器虛擬化技術的實現路徑也呈現出多元化的特征。不同的虛擬器性能不同，基礎參數也有較大的差異性，因此可以按照虛擬器的類型，對服務器虛擬化的具體路徑進行劃分。硬件虛擬化是服務器虛擬化技術的實現路徑之一，這種實現方式以硬件資源作為基礎，可以把硬件數據信息記錄在虛擬機中，并應用單臺服務器，對硬件資源進行優化配置。應用這種實現路徑時，需要配備現代化的硬件系統，如BIOS等，在硬件虛擬化的過程中，服務器硬盤彼此獨立，在出現故障問題時不會影響關聯系統的應用。當前國內外許多處理器都應用了硬件虛擬化的操作方法，如Intel等。

2.2 并行虛擬化

并行虛擬化是服務器虛擬化技術的實現路徑之一，從實現方式上來看，并行虛擬化和硬件虛擬化具有相似之處，都以物理服務器作為操作基礎。當然二者也存在較大的區別，應用并行虛擬化方法可以減少硬件資源和軟件資源的消耗，提高并行系統的運行效率，從這個角度看，并行虛擬化比硬件虛擬化的收益性更好，目前 XEN廣泛采用了并行虛擬化方式，實現了分布式環境下系統服務器的集成[3]。

2.3 系統虛擬化

系統虛擬化也是服務器虛擬化技術的實現路徑之一。操作系統的虛擬化以公用操作系統作為基礎，可以對總系統的資源數據進行管理，對子系統的資源數據進行調取。在應用操作系統虛擬化方法時，必須滿足內核處理的需求和操作系統對處理器的技術要求。操作系統虛擬化的實現路徑有一定限制，集成系統需要設置多臺服務器，并對物理服務器和虛擬服務器進行有效區分。

3 服務器虛擬化技術的不足之處

3.1 性能優化不足

就當前的服務器虛擬化技術來看，存在性能優化不足的問題。從整體上來看，服務器虛擬化技術突飛猛進，取得了良好的應用效果[4]。值得注意的是，和物理服務器相比，虛擬化服務器存在明顯的弊端。從性能的角度來看，虛擬化服務器比物理服務器的性能低，在應用的過程中，虛擬化服務器會給系統帶來較大的性能損失，比物理服務器的性能損失多出了10%。

3.2 維修難度較大

就當前的服務器虛擬化技術來看，存在維修難度較大的問題。服務器虛擬化技術屬于現代集成性技術，在出現故障時，很難對故障進行維修和診斷。當系統出現問題，維修人員不僅需要對集成系統內部結構進行檢查，還需要對虛擬化服務器的軟件和硬件進行檢查，這就在無形之中加大了維修人員的工作量，加大了人力資源的輸出。

3.3 軟件缺乏規范

就當前的服務器虛擬化技術來看，存在軟件缺乏規范的問題。我國的服務器虛擬化技術正處在發展階段，與國外相比，我國服務器虛擬化技術還不夠成熟，因此在應用過程中缺乏統一的規范。就目前來看，社會還沒有對服務器虛擬化技術的軟件購買流程進行規定，很多個人或企業在沒有核對許可證的情況下，購買了粗制濫造的虛擬化服務器，阻礙了服務器虛擬化技術實用價值的發揮。

3.4 服務存在局限

就當前的服務器虛擬化技術來看，存在服務存在局限的問題。服務器虛擬化技術的最突出性能就是服務性，但是就目前來看，服務器虛擬化技術的服務內容比較有限，并不能滿足集成系統的實用需求。與物理服務器相比，虛擬化服務器無法對系統的負載情況進行調查，此外，在應用服務器虛擬化技術時，如果沒有對資源實用情況進行科學分析，就會造成集成系統的紊亂，對系統運行造成不利影響[5]。

4 服務器虛擬化技術在系統集成中的應用

4.1 系統集成現狀

數據信息資源的不斷豐富，使系統規模進一步擴大，系統管理的難度進一步提升。虛擬化的服務器為總系統服務器，不同的服務器有不同的操作要求。在現階段，虛擬化服務器的技術要求進一步提升，工作量和工作難度都在持續上升，為了提高服務器虛擬化技術的應用效率，技術人員將虛擬化技術和動態遷移技術結合，有效解決了系統集成過程中的問題。

在系統集成的過程中，需要對總系統和分系統進行獨立操作，不同系統涉及的版本不同。以總系統為例，需要應用Windows等版本；以分系統為例，需要應用 Unix版本等等，在進行系統集成時，一些技術人員沒有對系統需求進行綜合考量，應用了不符合操作系統的版本，增加了集成系統的維護成本，耗費了大量的人力資源和物力資源[6]。

4.2 應用模式分析

在應用服務器虛擬化技術時，可以應用OS虛擬機進行工作環境的模擬。在系統集成的過程中，可以進行不同服務器的集群，把服務器和主機聯系在一起，并把主機內容以直連的方式記錄下來。SAN協議可以對擴展存儲區域網絡的規模，因此應該利用SAN盤陣，實現不同網絡數據資源的共享。為了避免集成系統出現問題，應該對OS進行動態監測，如果OS的基礎參數發生變化，或是存儲的數據資源被他人竊取，應該在第一時間進行安全防護，調出數據備份，對信息資源進行恢復，避免造成更大的經濟損失。在選擇網絡連接方式時，可以采用自動交替的模式，自動交替模式可以發揮服務器集群效應的優勢，實現虛擬服務器的自動重啟，保障系統內部資源的可靠性和穩定性。在虛擬環境中，應該將OS機和虛擬化服務器的軟件資源、硬件資源連接起來，對資源分布情況進行分析，繪制成電子圖表的形式，然后按照工作強度的大小分配資源，對資源進行優化配置。

在應用服務器虛擬化技術時，可以采用分布式的資源管理方式。不同的虛擬化服務器具有不同的特性，只有對服務器的基本參數、主要性能進行分析，才能把握虛擬化服務器的軟件差異和硬件差異，根據實際情況制定虛擬化服務器的應用方案。在應用分布式資源管理方式之后，子系統可以將資源發送到主系統之中[7]。利用 Vmotion技術，虛擬機之間的數據資源可以實現共享和轉移，如果子系統有信息交互的需要，可以應用Vmotion的數據轉移功能，平均虛擬化服務器的資源。資源調度系統為虛擬化的服務器設置了控制參數，可以直接接受主系統的指令。服務器虛擬化技術以自動化技術作為支撐，想要提高系統集成的精確性，還需要根據系統實際運行情況進行手動調節。在虛擬化的服務器中，資源調度系統分配了各項動態資源，提高了主機軟件的運行效率，同時，資源調度系統將不同的服務器連接起來，實現了資源的高效利用。值得注意的是，在應用Vmotion技術的過程中，應該注重虛擬化服務器的實時遷移性，具體來說，應該做到以下幾點：第一，應該提高CPU的兼容能力，如果CPU的兼容性有限，可以應用相同的 CPU進行聯合，并將指令進行復制粘貼。第二，應該判定CPU的指令層級，如果CPU的指令級數較低，應該朝著虛擬服務器的方向遷移，如果 CPU的指令級數較高，應該跨越ESX兼容硬件進行遷移。虛擬化服務器具有多種功能，如數據分析功能、數據計算功能等等，在應用服務器虛擬化技術之后，應該對數據信息進行分類，將硬件資源進行重組，實現資源數據的優化配置。在系統集成的過程中，應該綜合考量系統集成需求，并根據子系統的重要程度進行資源分配。系統資源是保障系統正常運行的物質基礎，因此應該對資源的實用情況進行動態監測，如果在這一過程中，虛擬化的服務器出現了高度負載問題，應該重新分配閑置資源，避免物理服務器受其不利影響，提高物理服務器的運行效率。

在應用服務器虛擬化技術時，可以采用集中式的資源管理方式。在采用服務器虛擬化技術時，應該形成不同操作系統平臺，滿足不同層次用戶的需求。一些虛擬化服務器的硬件資源和軟件資源過多，使集成系統呈現出資源爆炸的趨勢，為了提高服務器的應用效率，應該按照資源類型，對信息數據進行優化配置，滿足不同層次的需求。集中的資源管理模式可以將不同的虛擬化服務器進行重組，對若干服務器進行統一管理，當硬件升級之后，服務器可以將管理權限遷移到其他虛擬化服務器中，實現系統的連續運行。在集中式的資源管理模式下，子系統的空間部署相對集中，提供的基礎性服務和各項功能會呈現出較差的狀態，在此時應該擴展虛擬化技術的應用范圍，依靠網絡信息技術建立總服務平臺，對服務器進行功能分配，避免出現職能交叉問題，同時為不同層次的用戶提供多元化的服務，實現軟件資源和硬件資源的共享[8]。

4.3 具體應用效果

對服務器虛擬化技術的應用效果進行分析，可以發現服務器虛擬化技術具有如下的幾個技術優勢：第一，服務器虛擬化技術提高了集成系統的運行效率，整合了若干虛擬化服務器的工作內容，實現了硬件資源和軟件資源的優化配置。第二，服務器虛擬化技術提高了業務效率，保障了工作的連續性。第三，服務器虛擬化技術保障了數據信息資源的安全性，當出現信息竊取問題后，服務器虛擬化技術能在第一時間獲取備份，進行數據恢復。第四，服務器虛擬化技術提高了資源管理效率，當一臺虛擬化的服務器出現高強負載之后，服務器虛擬化技術可以重新分配資源。第五，服務器虛擬化技術提升了集成系統的服務水平，當用戶提出了新的服務要求，服務器虛擬化技術可以在第一時間模擬出新的服務器。

5 結束語

綜上所述，隨著我國經濟社會的不斷發展，網絡信息技術水平不斷提升。在網絡信息技術不斷擴展的背景之下，虛擬化技術在系統集成中的應用越來越普遍，為了發揮現代技術的實用價值，將服務器虛擬化技術應用在系統集成中勢在必行。

[1]邵志成．服務器虛擬化技術在電力系統中的應用[J]．科技資訊，2016．

[2]戴聲，艾育華，陳芳炯．服務器虛擬化技術在醫院信息系統中的應用[J]．中國數字醫學，2012．

[3]王汗青，楊頔．服務器虛擬化技術在電視臺播出系統中的應用[J]．現代電視技術，2016．

[4]李新．服務器虛擬化技術在電視臺播出系統中的應用[J]．新媒體研究，2016．

[5]于強，康凌．服務器虛擬化技術在政務系統資源整合中的應用[J]．天津城建大學學報，2014．

[6]宣義友，林河，周宣．服務器虛擬化技術在生產管控系統的應用研究[J]．滁州職業技術學院學報，2016．

[7]萬鵬，楊釗，董韜，王蒙恩，黃國飛．服務器虛擬化技術在水文信息系統中的應用[J]．水利技術監督，2017．

[8]寇曉芳，殷祥．服務器虛擬化技術在江蘇省生態環境監控系統中的應用[A]．上海市環境科學學會、江蘇省環境科學學會、浙江省環境科學學會．第11屆長三角科技論壇環境保護分論壇暨上海市環境科學學會第 18屆學術年會論文集[C]．上海市環境科學學會、江蘇省環境科學學會、浙江省環境科學學會，2014．