服務器虛擬化在校園信息化建設中的應用

王鑫

【摘要】隨著校園信息化建設的不斷深入發展，學校中心機房的服務器數量逐漸增多，管理難度越來越大。本文介紹了武漢市第一商業學校通過實施服務器虛擬化項目，降低了管理難度，提高了服務器的使用效率，提升了校園信息化的管理水平。

【關鍵詞】校園信息化；服務器虛擬化；VMware

【中圖分類號】G717；TP391.9 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）19-0281-02

隨著教育信息化的高速發展，各地中職學校在信息化建設和應用方面不斷深入，數字化校園中各類應用平臺也不斷上線，學校中心機房服務器數量也急劇增加。如何更有效的、合理的管理、分配這些服務器資源，提高服務器的利用率，是數字化校園建設中必須認真解決的問題。[1]

一、武漢市第一商業學校數字化校園建設現狀

武漢市第一商業學校是一所專門培養中、高級商業人才的公辦全日制國家級重點普通中等職業學校，武漢市示范性中等職業學校。學校中心機房經過幾年的建設，現有服務器10多臺，有購置多年的塔式服務器、機架服務器，也有近年來新購的刀片服務器。這些設備面向學校全體教師提供電子化教學平臺，面向全體學生提供教學資源平臺，面向各個部門提供OA辦公系統、即時通訊系統、教務系統、學工系統、迎新系統、人事系統、宿舍管理系統、學校網站等服務。由于建設時間、需求和經費等原因，這些信息化系統在硬件平臺、操作系統、數據庫結構等方面存在不同程度的差異。大多是采取傳統的一對一服務器部署模式。相當數量的服務器，僅運行規模很小的B/S或C/S架構的應用程序，如OA辦公系統、網站等基礎服務類型，而新型的多核心處理器處于嚴重的空閑狀態，但這些空閑資源又無法被整合、利用。應急處理響應時間慢、服務保障差。當故障發生時，運維人員在故障定位到服務器后，往往要花費數小時的時間，備份數據，更換硬件，重新安裝操作系統，重新安裝應用軟件，重新導入以前備份的數據，并做各種安全加固。一次完整的故障處理到重新上線，恢復過程一般在4個小時左右。并且每增加一個應用系統就需要增加一臺物理服務器，如此數量的服務器，造成了如下的眾多問題：

為了解決以上在學校信息化建設中出現的問題，學校引入了服務器虛擬化技術。

二、基于虛擬化技術的改造

（一）服務器虛擬化概述

將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統管理，實現服務器整合，讓IT對業務的變化更具適應力--這就是服務器的虛擬化。[2]

多臺虛擬服務器共享物理服務器硬件資源，物理資源根據各個虛擬服務器的負載情況來進行動態的分配和回收。從而提高了服務器資源的利用率，簡化了管理流程，提高了工作效率。

經過前期的考察、調研，我校招標采購使用了VMware軟件來實現服務器虛擬化。VMware虛擬化技術的工作原理是直接在物理主機上安裝一個管理軟件層，用來監視和動態分配硬件資源。

（二）學校服務器虛擬化建設

我校將8臺華為的刀片服務器，作為虛擬化平臺的硬件，在每臺服務器上安裝VMware虛擬化軟件，采用VMware VSAN技術搭建VSAN存儲，實現服務器虛擬化。利用vSphere的HA、vMotion、DRS等功能構建一個高可用的業務環境。運行在這個集群下的虛擬服務器可以動態的在各物理服務器之間遷移。并在其中任何一臺物理服務器出現故障的情況下其它物理服務器快速接管其上運行的業務；以保障業務高效連續。

虛擬化技術的引入，現有的網絡架構不會發生本質上的顛覆，原先的架構仍然是延續的。在數據中心機房的基礎設施方面，大大減少了需要維護和管理的設備，如服務器、交換機、機架、網線、UPS、空調等。原先設備可以根據學校相關資產管理制度進行折舊報廢、或者利舊更新。

下圖是實施了VMware虛擬化方案之后的IT整體架構：

服務器虛擬化后，我們搭建了虛擬化集群，并統一進行管理。原有的服務器設備仍然可以正常運行，并且與虛擬化服務器融合在一起。

隨著虛擬化的不斷應用，可以不斷動態地增加虛擬化集群的規模，搭建更健康的IT體系架構。應用系統方面，延續了原先的訪問模式，對于虛擬服務器的數據交互等操作，等同于原先傳統物理服務器的的訪問模式，不會對業務系統造成任何不利影響。

（三）實施效果

1.易于管理

利用服務器虛擬化軟件，簡化了服務器的管理。在沒有實施服務器虛擬化之前，管理多臺服務器需要登錄到各個服務器，效率很低。使用服務器虛擬化技術后，通過VMware vSphere Client登陸到VMware vCenter Server，就可以對全部的虛擬服務器進行維護，簡化了管理方式，提高了管理效率。

2.節約經費

利用服務器虛擬化技術，將多臺刀片服務器虛擬成了一個資源池，在這個資源池內可以虛擬多臺虛擬服務器，如果有新的應用系統需要上線，這些虛擬服務器可以根據安裝應用系統的需求，安裝不同類型的操作系統，設置不同的硬件參數，不用再重新購置新的物理服務器，降低了購置硬件設備的整體資金，為學校節約了經費。

3.提高了使用率

利用服務器虛擬化技術，可以根據應用系統的負載情況進行動態的調整硬件資源。如我校每次學生選課，那幾天選課系統的并發訪問量會很大，需要高性能的硬件做支撐，但過了選課的時間，又幾乎沒有了訪問，為這幾天的使用去增加硬件設備肯定是十分浪費的。使用服務器虛擬化技術以后，我們可以在這需要集中使用的幾天為該虛擬服務器增加各項硬件資源，保證其系統能夠正常、快速、高效的運行。

待使用結束后，再將這些資源回收到資源池中，分配給其他需要資源的虛擬服務器使用。大大提高了物理服務器的使用率。我校的迎新系統、教務系統中的排課系統都可以采用此方法來提高其系統的使用性能。

4.提高了安全性和穩定性

利用服務器虛擬化技術，可以提高服務器的安全性和穩定性。虛擬化技術將所有的物理服務器作為一個資源池統一進行管理，通過VMware HA提供了簡單易用、高效、高可用的虛擬機應用運行環境。在物理服務器發生故障時，可以被集群中的其他物理節點偵測到并且自動在備用物理服務器或其他有空閑資源的物理服務器啟動故障節點在線的虛擬機。此外，如果虛擬機操作系統故障也可以被VMware HA偵測到并嘗試重啟該虛擬機，最大限度保持虛擬機應用的可用性，不用擔心因硬件故障原因需要長時間的維護，影響到相關應用系統無法使用。

對于需要對虛擬機所在物理服務器運行環境進行升級維護時，可以采用VMware VMotion技術在線將該物理服務器運行的虛擬機通過網絡遷移到其他物理服務器，并且確保遷移過程中對虛擬機應用沒有任何影響。

利用VMware DRS動態資源調配可以收集各物理服務器和虛擬機資源（CPU、內存等）使用情況，并且提供虛擬機最佳放置策略，可以自動或手動進行虛擬機的在線遷移功能滿足最佳負載平衡需求。利用DRS建立資源池，可以最大限度的保證學校虛擬化環境的核心應用，例如針對OA辦公系統的SQL數據庫設置高優先級別，確保其在資源池中CPU、內存等資源的配比保持最優。確保了應用系統使用的穩定性。

5.提高了容災性

利用服務器虛擬化技術，使服務器災難恢復簡單化。在完成虛擬服務器上應用的部署后，可以使用VMware vSphere Client客戶端的“快照”功能來備份更新虛擬服務器的軟件系統。當虛擬服務器的軟件系統發生故障時，可以通過“快照”快速對其系統進行恢復。大大節省了重裝操作系統和相關應用所需要的時

間。

使用服務器虛擬化技術以后，我校物理服務器的利用率得到了提升，解決了服務器資源使用不均衡、數據備份難、系統遷移慢等問題，大大降低了管理人員的運維難度，加強了學校各類應用平臺的安全性和穩定性，提升了校園信息化的管理水平，益處頗大。

參考文獻

[1]查黃英.服務器虛擬化技術在數字化校園建設中的應用.《科技視界》.

[2]何衛華.基于VMware的數字化校園服務器虛擬化平臺.《價值工程》.