虛擬化技術在校園網服務器中的應用

金霈

摘 要：網絡數據中心的建設是中職學校實現信息化的前提和基礎，該文分析了傳統校園網服務器存在的問題，利用服務器虛擬化技術和SAN網絡存儲技術，有效提升了網絡中心的功能，為學校的信息化建設奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：校園網；服務器；虛擬化技術；SAN

一、傳統校園網服務器存在的問題

1、設備老化嚴重。服務器等設備保修期一般為三年，三年以后可以申請續保兩年。五年后，設備生產廠家一般不再提供相關服務，安裝在老服務器上應用系統的穩定運行沒有保障，數據、應用的轉移也比較麻煩，無法保證數據的安全和應用的正常提供。

2、服務器數量較多，管理難度較高。由于傳統中心機房建設周期長，逐漸補充硬件服務器，所以造成中心機房里有不同的硬件品牌、不同的操作系統，這些大大增加了管理難度，特別是當某一臺服務器出現故障時，很難找到配置相同的服務器來替代。

3、沒有統一的存儲備份，服務器數據存在極大的安全隱患。中心機房的服務器均獨立存在，沒有統一的存儲服務器。每種應用的數據只保存在某臺服務器中，當某臺服務器出現故障（如無法啟動或硬盤損壞等）時，里面的數據很難恢復，僅僅依靠單臺服務器做RAID備份或每周將數據備份至移動硬盤的方法無法保證數據的安全，必須有一臺存儲服務器做實時、異地備份。

4、服務器使用效率低。傳統校園網服務器應用單一，一般都是需要什么應用，就單獨購買一臺服務器。服務器資源沒有得到充分利用，特別是CPU，大部分服務器的CPU使用率均低于5%，極大的浪費了軟硬件資源。

5、隨著到學校的規模不斷擴大，特別是數字化校園、智慧校園的推進和普及，需要新增加很多新的系統應用，同時原有的部分應用也要改造升級，這些過程要產生大量重要的、過程性數據，因此必須通過改變傳統的存儲方式來確保數據的安全。

二、 虛擬化、SAN網絡存儲技術簡介

虛擬化是一個廣義的術語，是指計算元件在虛擬而不是真實的基礎上運行，是一個為了簡化管理，優化資源的解決方案。該技術實現了資源的邏輯抽象和統一表示，在服務器、網絡及存儲管理等方面都有著突出的優勢，大大降低了管理復雜度，提高了資源利用率，提高了運營效率，從而有效地控制了成本。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。

所謂服務器虛擬化，就是指通過虛擬化技術將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺服務器上同時運行多個邏輯服務器，每個虛擬機可運行不同的操作系統，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高服務器的工作效率。目前主流的服務器虛擬化軟件方有VMware vSphere、微軟Hyper-V、甲骨文VM VirturalBox、以及思杰XenServer。其中VMware公司在虛擬化和云計算基礎架構領域處于全球領先地位，該公司的vSphere 是業界領先且最可靠的虛擬化平臺，vSphere將應用程序和操作系統從底層硬件分離出來，是一款可以獨立安裝和運行在祼機上的系統，不需依存于宿主操作系統之上，選擇該軟件可以更簡單、更靈活、敏捷解決服務器虛擬化問題。

SAN是一個集中式管理的高速存儲網絡，可被用來繞過傳統網絡的瓶頸，它支持服務器與存儲設備之間的直接高速數據傳輸。SAN存儲區域網是獨立于服務器網絡系統之外的高速光纖存儲網絡，這種網絡采用高速光纖通道作為傳輸媒體，以SCSI-3協議作為存儲訪問協議，將存儲系統網絡化，實現真正的高速共享存儲，同時可實現平滑簡單的擴容要求。

三、利用虛擬化、SAN網絡存儲技術對傳統校園網服務器進行升級改造

通過VMware vSphere軟件構建一個虛擬化集群系統，同時通過負載均衡技術來提高服務器的使用效率。通過VMware-converter等軟件可以將原有服務器物理機上全部系統和數據轉移到虛擬化集群系統上，原有的物理服務器通過安裝相應的RAID卡等硬件也可加入到虛擬化集群系統中，以增添虛擬系統資源池的資源。虛擬化集群技術實現了內網任何一臺物理服務器宕機或損壞時，另外一臺服務器可以接管其上面的業務系統，不會造成應用停機，確保服務器的物理安全和數據安全。另外，通過對原有的服務器對新服務器進行容災備份，可以保證外網服務器如果出現故障也能得到及時的恢復和切換，進而確保學校對外服務的正常提供。

配置雙光纖存儲交換機和存儲盤柜，構成雙機冗余SAN存儲交換網絡，確保物理網絡的安全，可以避免因光纖交換機故障導致服務中斷。內、外網區域所有服務器通過光纖存儲交換機實現了與光纖存儲設備的高速連接，存儲為應用提供了很高的數據安全保障。此外，光纖存儲易于擴展，當信息量增加時，可以直接添加硬盤來進行擴容。通過SAN網絡存儲可以動態擴展磁盤容量，允許多臺機器同時訪問。有效提高了服務器的利用率、可靠性、可用性和安全性等，符合未來虛擬化發展趨勢。

改進后其性能主要在以下幾個方面有了很大的改進：

1、最大限度的利用硬件資源，使用效率全面提高

可對新舊服務器進行資源整合，根據資源池的資源大小，可以創建上若干個虛擬機，相對于對原有服務器的數量上有很大的擴充。另外，物理服務器數量的減少，占用空間、電源的消耗也隨之減少，達到了綠色、環保的效果。

2、服務器管理難度明顯降低，新應用部署簡單快捷

服務器實現虛擬化后，通過VMware vSphere Client客戶端軟件可以對所有的服務器進行遠程、集中管理；且界面簡潔、操作簡單，各虛擬機之間切換靈活；通過“摘要、虛擬機、IP池、性能、警報”等選項卡可以對服務器進行資源分配查看、權限分配、實時性能監視等具體操作等。通過“新建虛擬機”可以快速安裝各種版本的操作系統和新的應用；通過虛擬機克隆、遷移等功能可以實現虛擬機或應用的快速復制或遷移，極大地提高了工作效率。我們可以給虛擬機靈活的分配CPU資源，內存、硬盤空間，虛擬網卡數量等，不受物理機的限制，同時避免了物理機上安裝系統的硬件限制、兼容性要求以及資源的使用不平衡等問題。

3、服務器安全性、穩定性得到保障

服務器的虛擬化集群技術實現了任何一臺物理服務器出現故障時，其他服務器可以直接接管其應用；存儲盤柜中的硬盤采用磁盤陣列技術（RAID），可以避免因硬盤故障而導致的數據丟失或應用中止現象，確保服務器上應用的穩定性、連續性和數據的安全性。雙光纖交換機的冗余部署既實現了服務器與磁盤高速連接，也避免了交換機的單點故障，確保數據中心的安全、穩定運行。

通過虛擬化技術對校園網服務器的改造有助于使用者及維護人員方便的使用及維護這些應用程序及數據。減少移動硬件和軟件到它們想要的地方。虛擬化也為不熟帶來靈活性，從而改善網絡數據的運維和減少成本支出。

參考文獻：

[1] 劉豐， 虛擬化技術在中職機房管理中的應用，《計算機光盤軟件與應用》 2012（10）.

[2] 李健，程偉. 桌面虛擬化技術在中職學校機房建設中的運用與探究 ， 《課程教育研究：新教師教學》， 2016（9）.

[3] 王俊， 打造虛擬化技術下的中心機房管理模式， 《電腦知識與技術》2011（12）.

[4] 劉鑫國， 建好校園網，促進校園和諧發展，《遼寧教育行政學院學報》， 2009（12）.