探究應(yīng)用虛擬化技術(shù)構(gòu)建新型應(yīng)用云平臺

徐炫東 池燕清 杜舒明

摘 ?要：隨著虛擬技術(shù)不斷發(fā)展，通過使用虛擬化技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，將傳統(tǒng)的服務(wù)器、交換機(jī)和存儲進(jìn)行集成，并通過VMware虛擬化技術(shù)將所有服務(wù)器硬件資源集成到一個(gè)統(tǒng)一的資源池中，然后根據(jù)業(yè)務(wù)需求將現(xiàn)有的硬件資源劃分為多臺虛擬機(jī)，并通過統(tǒng)一的軟件界面管理所有硬件和虛擬機(jī)。因此，大大提高了數(shù)據(jù)中心的安全性、穩(wěn)定性、維護(hù)性和可伸縮性。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù) ?云平臺 ?數(shù)據(jù)

中圖分類號：TP39 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）03（b）-0007-02

虛擬化技術(shù)出現(xiàn)在1970年代，到了21世紀(jì)初，在計(jì)算機(jī)硬件功能強(qiáng)大的前提下，如何降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)資源利用率，降低管理成本，提高安全性和可靠性，增強(qiáng)可移植性和提高效率，軟件開發(fā)的興起使得虛擬機(jī)技術(shù)的重要性變得越來越明顯，虛擬化技術(shù)再次成為計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的重點(diǎn)之一。

1 ?虛擬化技術(shù)的特性優(yōu)勢

虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)展硬件容量，簡化軟件重新配置過程，可以使用單個(gè)CPU模擬多個(gè)CPU并行性，啟用一個(gè)平臺，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)以及在獨(dú)立的房間中運(yùn)行應(yīng)用程序而不會互相影響顯然，計(jì)算器Slovak3 Arctic的效率[1]。強(qiáng)大的服務(wù)器、交換機(jī)、存儲和管理模塊被集成到一系列統(tǒng)一的計(jì)算系統(tǒng)中。通過功能強(qiáng)大的虛擬化軟件將所有硬件資源劃分為資源池，以便服務(wù)器的硬件資源可以動態(tài)地滿足企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)可調(diào)整的需求[2]。虛擬化數(shù)據(jù)中心具有以下功能：更少的硬件設(shè)備、更少的互連電纜、更輕松的服務(wù)和維護(hù)監(jiān)控、更低的功耗、更高的資源重用率，以及在出現(xiàn)硬件故障的情況下自動遷移軟件系統(tǒng)以及零停機(jī)時(shí)間。

2 ?現(xiàn)狀及問題

2.1 管理困難

目前，人們使用的都是獨(dú)立的PC機(jī)，尤其是電力和營業(yè)廳中的PC機(jī)，部門分散，而國家網(wǎng)絡(luò)公司對終端信息安全的要求卻越來越高。如果遠(yuǎn)程操作員的IT級別不能滿足維護(hù)機(jī)器的軟件和硬件要求，則面對應(yīng)用程序錯(cuò)誤通常沒有任何事可做。

2.2 高維護(hù)成本，工作量大

盡管PC機(jī)的硬件成本較低，但它無法承受高昂的管理和維護(hù)成本。在任何時(shí)候，軟件使用、更新和補(bǔ)丁安裝都是PC機(jī)維護(hù)的一部分。這些要求IT人員到現(xiàn)場提供技術(shù)支持，這不可避免地導(dǎo)致運(yùn)輸、餐飲和其他費(fèi)用，從而降低了工作效率并增加了運(yùn)營和維護(hù)成本。每臺計(jì)算機(jī)都必須安裝軟件，并且客戶端軟件的安裝和使用需要很長時(shí)間和大量工作。

2.3 數(shù)據(jù)保護(hù)性差

一些圖形和數(shù)據(jù)存儲在計(jì)算機(jī)上，通過分散存儲很難更有效地控制文檔，技術(shù)人員經(jīng)常需要在PC上失敗。如果數(shù)據(jù)丟失或丟失，則無法恢復(fù)數(shù)據(jù)。隨時(shí)備份數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步威脅了重要數(shù)據(jù)的機(jī)密性[3]。

3 ?解決方法

Citrix XenApp虛擬化平臺的核心是虛擬化技術(shù)，而虛擬化計(jì)算的核心是ICA協(xié)議[4]。ICA協(xié)議連接應(yīng)用程序客戶端運(yùn)行環(huán)境和在Citrix應(yīng)用程序虛擬化平臺上運(yùn)行的遠(yuǎn)程終端，并從32個(gè)虛擬通道傳輸各種輸入和輸出數(shù)據(jù)，例如鼠標(biāo)、鍵盤、圖像、聲音、端口、打印、USB設(shè)備等。在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用程序環(huán)境的輸入和輸出數(shù)據(jù)被重定向到遠(yuǎn)程客戶端終端的輸入和輸出設(shè)備，因此，盡管應(yīng)用程序客戶端軟件未在客戶端設(shè)備上運(yùn)行，但用戶仍未進(jìn)行任何更改。與在客戶端上安裝正在運(yùn)行的客戶端軟件相比，操作感覺更好。Citrix ICA協(xié)議是一種高效的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，可處理數(shù)據(jù)壓縮、加密和連接優(yōu)化。每個(gè)用戶的連接僅占用少量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而實(shí)際運(yùn)行的客戶端軟件處于局域網(wǎng)的后臺，因此最終用戶可以在少量的網(wǎng)絡(luò)帶寬下享受局域網(wǎng)的速度。如果系統(tǒng)的客戶端和服務(wù)器之間存在大量數(shù)據(jù)交互，則使用集中式Citrix模式可以有效減少數(shù)據(jù)傳輸并顯著提高整體性能。ICA協(xié)議的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高了數(shù)據(jù)安全性。ICA協(xié)議不會在整個(gè)傳輸過程中傳輸真實(shí)數(shù)據(jù)，而只是在屏幕上傳輸客戶端的鼠標(biāo)移動，擊鍵和圖像更改，并且正在運(yùn)行的整個(gè)程序在后端執(zhí)行，以確保所有數(shù)據(jù)都不來自數(shù)據(jù)中心。

4 ?系統(tǒng)架構(gòu)

通過VMware ESXi軟件將所有硬件資源集成到一個(gè)高可用性群集中，然后根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要求將虛擬機(jī)拆分為服務(wù)器。虛擬機(jī)服務(wù)器最多可以分配32個(gè)核心CPU和1T內(nèi)存。所有硬件監(jiān)視、資源分區(qū)和虛擬機(jī)操作均在vCenter軟件中執(zhí)行。從物理數(shù)據(jù)中心界面，您可以看到整個(gè)系統(tǒng)中只有7個(gè)設(shè)備，它們位于3個(gè)機(jī)柜中，并且僅通過16根電線連接。技術(shù)人員花了一周的時(shí)間，將先前部署在26臺服務(wù)器上的所有應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)遷移到新的虛擬數(shù)據(jù)中心，而這些虛擬機(jī)僅使用了現(xiàn)有硬件資源的50%。使用具有最大數(shù)據(jù)量的OA系統(tǒng)，該系統(tǒng)最初用于具有16GB內(nèi)存的4CPU HP-DL580服務(wù)器，數(shù)據(jù)量約為460GB。在預(yù)先計(jì)劃了具有4核心處理器和8G內(nèi)存的虛擬機(jī)之后，使用VMware Company軟件在大約9h內(nèi)將整個(gè)系統(tǒng)遷移到了新的虛擬機(jī)。系統(tǒng)立即成功啟動。經(jīng)過測試，CPU和內(nèi)存使用率未超過20%。到目前為止，系統(tǒng)運(yùn)行正常。在遷移以測試系統(tǒng)的過程中，計(jì)劃了僅具有1個(gè)核心CPU，2G內(nèi)存的虛擬機(jī)，然后遷移了一個(gè)備用桌面管理服務(wù)器。遷移后，vCenter監(jiān)視軟件會向虛擬機(jī)發(fā)出警報(bào)，提示資源不足。關(guān)閉虛擬機(jī)后，將添加虛擬機(jī)資源，然后立即成功啟動虛擬機(jī)資源，整個(gè)過程不會超過2min。

5 ?性能評估

（1）服務(wù)器少。與機(jī)架無關(guān)的機(jī)架式機(jī)架式刀片服務(wù)器或刀片服務(wù)器，虛擬化技術(shù)意味著更少的服裝數(shù)量是虛擬化技術(shù)的關(guān)鍵功能的代理數(shù)量。繁體中文機(jī)架式機(jī)箱和新的數(shù)據(jù)中心虛擬化數(shù)據(jù)中心。（2）能耗少。更少的服務(wù)器意味著更少的電源和冷卻成本。（3）更少的空間。數(shù)據(jù)中心虛擬化的集成大大減少了占地面積，降低了房間和機(jī)柜側(cè)的成本。（4）更少的鏈接和故障。服務(wù)器和交換機(jī)數(shù)量的減少意味著互連的顯著減少和潛在故障點(diǎn)的顯著減少。

6 ?結(jié)語

虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展為促進(jìn)信息資源的匯集和云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)以及“應(yīng)用即服務(wù)”的概念提供了解決方案。該技術(shù)的“一次管理，無處不在交付”路徑為用戶提供了快速、便捷和安全的應(yīng)用程序，并且是企業(yè)IT體系結(jié)構(gòu)的桌面應(yīng)用程序的創(chuàng)新。隨著虛擬技術(shù)，遠(yuǎn)程桌面協(xié)議和配置管理工具的增強(qiáng)，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用正變得越來越普遍，因此正處于強(qiáng)大的“應(yīng)用程序即服務(wù)”的云信息時(shí)代。

參考文獻(xiàn)

[1] 李兵.基于Citrix虛擬化的桌面云教學(xué)平臺構(gòu)建與應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013（12）：184-185.

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[3] Xu X， Song W， Shi X， et al. CRANE： a Cloud Computing Platform Based on Personalized IaaS Service[A].E-Science Technology & Application[C].2012.

[4] 茍潔.基于VMware vSphere技術(shù)的虛擬云平臺的研究與設(shè)計(jì)[D].成都理工大學(xué)，2016.