虛擬化技術在計算機機房管理中的應用

周 健

（常州信息職業技術學院 江蘇 常州 213000）

1 引言

信息技術的發展和多媒體技術的發展在某種程度上影響了計算機教學的方法和內容，而又由于計算機機房是培訓課程的主要地點，所以目前對計算機機房的有效管理的要求也變得更高。計算機機房管理的傳統模式已經過時了，存在許多不可忽視的缺陷，需要我們運用虛擬化技術來管理計算機機房[1]。

2 虛擬化技術概述

2.1 虛擬化技術

虛擬化技術能夠區分和模擬計算機的不同部分，讓計算機的全部技術及功能都能得以展現。這種技術只需要一個操作系統就可以讓用戶在子計算機端對計算機進行操控，因為它可以讓硬盤儲存虛擬化，還可以讓計算機的網絡和桌面等部分都虛擬化，這是通過集中管理文件和信息等得以實現的，還能提升安全水平還有效率。

2.2 應用類型

虛擬化技術的主要目的是優化高性能物理軟件在運行中所帶來的一些問題，如產能過剩或過度陳舊的物理硬件和軟件產能過低等，通過合理的配置來進行優化管理，然后可以讓現有的硬件或軟件資源得到充分的利用。

一般的虛擬化技術包括：硬件和軟件虛擬化、網絡虛擬化、數據庫虛擬化、桌面虛擬化以及文件虛擬化。而在這中間，硬件虛擬化也包括虛擬記憶、虛擬外部設備、虛擬計算機VM、虛擬存儲等，網絡虛擬化則包括虛擬專用網絡VPN和虛擬局部網絡。

（1）硬件虛擬化。使計算機變得虛擬化或虛擬計算機的硬件設備，可以像真實計算機一樣操作計算機的功能。它可以被描述為一種模擬計算機環境的工具，需要建立計算機的完整數據來管理計算機狀態，包括虛擬記憶的使用、虛擬中央處理器的完整寄存器和虛擬設備的使用狀態。

（2）存儲虛擬化。將實際儲存空間分成不同的儲存空間，從而發現網絡用戶使用計算機桌面顯示的虛擬邏輯存儲空間視圖所需的相關信息和數據，基本上包括網絡存儲虛擬化和存儲設備虛擬化。

（3）網絡虛擬化。網絡虛擬化可以分為局域網虛擬化和專用網虛擬化兩個主要組件。它可以對計算機里所有的軟件和硬件資源進行統一的管理，在為用戶提供網絡連接方面，能夠更加的方便和簡潔。對于局域網虛擬化而言，它的工作方法主要是將大型物理局域網劃分為多個小型虛擬局域網。同時，虛擬局域網也可以連接不同計算機的網絡，將區域網絡擴展到整個虛擬局域網。而對于專用網虛擬化而言，則是指讓各種計算機通過網絡連接在一起。從而可以大大減少網絡上信號的騷擾，讓信息安全得以保證，也能讓計算機的管理更加方便。一般來說，公共機構中使用專用網虛擬化的情況會更多一些，因為這樣可以在確保公共機構工作人員工作效率的同時，還能起到保護其自身信息安全的作用。

（4）桌面虛擬化。桌面虛擬化的使用，可以讓計算機桌面的使用更加靈活和安全。其最重要之處就是服務器，因為服務器將創建許多單獨的桌面操作系統，可以將終端服務器上虛擬的桌面協議，發送到終端設備上，當用戶登錄的時候，只需要通過確認用戶名和密碼之后請求虛擬機即可。也就是說，只要記住了賬號和密碼，也可以在其他移動設備上隨時隨地登錄臺式機系統。由于數據中心同意托管和管理所有用戶的桌面系統，所以用戶都可以使用。

（5）文件虛擬化。也就是所謂的借助虛擬化技術，讓多臺計算機上面的文檔數據，可以被整合到一臺計算機上，從而可以讓用戶在檢索文件時不必需要多臺計算機的重復模擬，而只需用一臺計算機就可以檢索需要的文件，從而大大減少了工作時間，提高了效率。

2.3 虛擬化技術的優勢

（1）在計算機機房管理中運用虛擬化技術可以節約成本，也可以提高計算機設備的效率。使用虛擬化技術可以減少計算機程序和軟件的安裝，從而減少學生在計算機程序上花費的時間，也減少學生在計算機實驗上的額外時間。虛擬化技術也可以減少對計算機設備的需求，可以大大提高計算機的使用效率，也可以降低建造計算機機房的成本。

（2）提高計算機教學質量。在目前的計算機系統中，虛擬化技術可以幫助資源重新組合，并大大提高教育質量。此外，該系統的虛擬化大大減少了每臺計算機所需負載的工作量，提高了工作人員的使用效率，并加快了數據傳輸和處理的速度。

（3）由于計算機操作系統更加靈活，總體上改進了計算機機房的管理。如果在計算機機房里采用虛擬化技術，那么教師只需要操作一臺電腦，就可以控制整個電腦室的所有設備。同樣，教師可以統一操作密碼讓學生學習相關軟件，這樣學生只需輸入登錄密碼就可以學習操作。另一方面，傳統的管理方式要求學生通過固定的座位學習相關的計算機技術，而虛擬化技術保證了學生學習過程的靈活性，所以在提高學生學習效率這一方面，虛擬化技術的作用是顯著的。

（4）可以使學校的學習資源得以共享。使用虛擬化技術不但可以提高計算機機房具體管理流程的工作效率，還可以迅速共享學校的學習資源。

3 當前計算機機房管理存在的問題

3.1 計算機的配置差異較大

根據大部分教室里目前的計算機配置情況，不同的房間差別很大，因此維修計算機設備也很困難。大多數高校購買計算機設備，通常是按批量購買的，因此很難確保制造商和品牌之間的一致性。如果計算機設備出故障，維修人員必須根據計算機設備的結構和特點進行詳細的分析，這樣維修人員就很難開展維修工作，要花更多的時間和精力來查找不同品牌和型號計算機可能出現的不同問題。

3.2 計算機軟件和設備更新緩慢

近年來，國際社會從機器時代發展到信息時代，計算機軟件和設備迅速現代化，但是我國大部分高校還跟不上這樣快速的步伐，畢竟學校的學生很多，需要購買更多的新計算機。此外，計算機軟件的數量和更新速度也在增加，為了讓學生學習最新的內容，學校必須開設更多的課程。由于計算機專業教育的特點，計算機相關實驗教育必須在計算機機房中完成，新課程改革要求學校配備計算機相關課程軟件。然而這些軟件的存在使得計算機內存嚴重不足，影響了學生的使用效率，更增加了機房管理員的負擔。

3.3 學生操作不當引起的問題

學生在使用計算機的時候，由于不熟悉經常會出現操作錯誤，這種時候就很容易導致計算機出現故障，而如果計算機故障，計算機系統就會受損，但是隨著時代的發展學生又對計算機有更多的需求，使用得越多操作錯誤就越多，引發的計算機故障也就越多，計算機損壞就更加嚴重。

此外，傳統的維修方法既繁瑣又耗時，特別是機房使用的是還原卡，計算機上的所有變化，例如卸載、修補缺陷和增加程序，都是通過這種改變進行的，這種改變將計算機轉移到另一個機器上，網絡必須在運行過程中保持穩定，每張還原卡的底層配置和功能重點各不相同，有時還有“掉線”或“傳輸不正確”的情況發生，這樣使得在每一次的維修過程中，都要費時費力[2-4]。

4 虛擬化技術應用于計算機機房管理中的策略

4.1 多個計算機操作系統管理中應用

在實踐中，不同類型的應用程序或不同版本的應用程序，往往需要不同的操作系統。為了解決多個操作系統和應用程序在一個基本系統中的操作問題，虛擬化技術取決于科學和技術需要，在一個或多個服務器上安裝了一些虛擬計算機系統，在一個虛擬計算機系統中安裝了不同教育需要的不同操作系統的多個版本，每個操作系統都是獨立運作的，沒有相互影響，并酌情自由轉換。通過虛擬化技術，資源得到了最佳分配，以滿足不同操作系統對各種教育和科研工作的需求，同時適當減少計算機機房設施設備的技術需求，并減少設施設備維護方面的財務需求和工作量。

4.2 網絡實驗管理過程中的應用

當下虛擬化技術在網絡實驗方面取得了初步成果，這大大提高了網絡實驗的直觀性，使學習者有了新的體驗，加深了他們的印象和記憶。在開發網絡實驗構建虛擬化模型時，需要密切關注虛擬網卡和虛擬交換機的情況，在此基礎上，建立有效、科學的局域網絡，并為網絡的順利運作提供了便利。與此同時，應高度重視網絡系統安全性，同時確保這些系統不受計算機癱瘓的影響。如果出現問題，及時進行檢查和分析，并以有條理的方式推進對網絡系統的保護，將消除影響系統安全的一些風險因素，減少工作人員的工作量，提高管理效率，并合理分配資源。管理人員也可以利用虛擬的計算機學習環境，適當處理傳統計算機機房的管理方面的不足之處，在這樣的情形下，學生只需要進入為自我學習設計的網絡學習平臺，就可以進行學習。

4.3 實訓平臺管理中的應用

為了滿足教育方案中計算機學習者的不同教育需要，計算機機房的管理人員需要利用虛擬化技術來建立實訓平臺。在計算機類型的專業課程中，實驗教育涉及許多實驗主題，如網絡安全及其系統、網絡和操作系統的維護等。不同模塊的計算機教育必須與教育的實際需要相結合，并使學習者能夠獨立進行實驗，從而幫助學習者有效地理解和消化理論知識。虛擬化技術可以防止傳統管理理念的缺陷，使計算機系統能夠在任何時候都能正常運作，并延長計算機的使用壽命。

由于虛擬計算機的信息數據以數據結構文檔的形式儲存在計算機機房管理員的計算機上，用戶如果想以獨立或共享的方式進行科研實驗，只要用戶模擬虛擬計算機的數據結構文件，并將這些文件復制并拷貝到與網絡有關的任何計算機上都可以[5]。

5 結語

綜上所述，在計算機機房管理中，虛擬化技術允許在計算機上運行多個不同的操作系統，從而快速設置計算機的操作系統。這為學生對計算機的使用提供了很大的便利。在這個階段，虛擬化還存在很多問題，所以需要巧妙地實施虛擬化技術，揚長避短，使虛擬化技術的作用最大化。