隨著高校信息化不斷發展，學校的教學科研管理全部實現數字化，對服務器硬件的需求不斷加大。數據中心機房資源日趨緊張，然而通過對數據中心全局服務器設備使用情況的調查發現，大部分的服務器又存在嚴重的資源閑置和浪費情況。為了有效改變這種狀況，信息網絡中心經過多方面的調查研究，決定進行服務器虛擬化項目建設。
1.服務器虛擬化相關技術介紹
服務器虛擬化技術是將傳統的物理主機通過虛擬化軟件，將物理主機的CPU、內存和硬盤存儲空間整合成統一的邏輯資源池，再從邏輯資源池中創建幾個幾十甚至幾百個虛擬服務器為應用提供服務，從而提高資源利用率，簡化服務器管理。以分區為基礎的服務器虛擬化技術，目前主流的技術有硬件分區、虛擬機、準虛擬機和操作系統級虛擬化這四種。硬件分區技術通過對硬件資源劃分各個區域，每個區域都擁有各自獨立的硬件資源，并安裝獨立的操作系統。虛擬機技術即在底層硬件資源之上安裝一個主操作系統，并在其上加裝虛擬層，通過虛擬層模擬出的硬件設備來實現分區。而安裝在虛擬層上的從操作系統可以完全的使用底層的硬件資源，不會對資源造成浪費，而且物理機上運行的服務可以實時遷移到虛擬機上實現，靈活性較好。 VMware采用的就是虛擬機技術，使用全虛擬化技術。準虛擬機技術最為顯著的特點是通過修改操作系統的內核，加入一個Hypervisor層。操作系統級虛擬化是指服務器在操作系統層面進行虛擬化。Parallels的Virtuozzo/OpenVZ是操作系統級虛擬化的代表。
2.數據中心服務器虛擬化系統的構建
2.1 學校數據中心存在的問題
隨著信息化水平的不斷提高，數據中心規模的不斷擴大，各種服務器、存儲設備不斷增加，數據中心面臨的問題凸顯。
(1)中心機房空間日益緊張，機房建設與運營成本高。
(2)機房電力緊張，每天耗電超過2100度，每年超過78萬度。
(3)服務器的使用效率普遍較低。同時，各部門對服務器數量的需求越來越多，很難得到滿足，臨時增加服務器又十分困難，購置周期長。
(4)目前數據中心里存在著大量的異構系統，造成數據冗余，信息孤島隨處可見。
(5)安全控制與數據備份困難，災難恢復困難。
2.2 服務器虛擬化需求分析
學校數據中心需要合理有效地減少運營成本，降低管理復雜度和管理維護人員的工作量，使軟硬件資源的合理分配，提升軟硬件兼容性，使得服務安全性和數據穩定性得到有效提升。
學校數據中心服務器虛擬化項目要滿足三個層面的需求，管理層：期望以最小投資完成最大效益，不希望產生過多資源浪費情況;運維人員：希望硬件維護簡單易行，給每套業務系統足夠多的資源，有剩余資源應對突發事件;用戶：期望系統7x24小時高速穩定運行，即使出現問題也能夠及時恢復，不影響業務辦理和使用。
3.數據中心服務器虛擬化系統的實施
3.1 服務器虛擬化實施評估
根據學校的實際情況，數據中心服務器虛擬化的規劃主要就是在利用現有硬件設備的基礎上，適當增設新的設備，利用VMware vSphere對物理資源和系統資源作統籌調整。
首先需要對即將實施虛擬化的服務器硬件資源進行統計，學校數據中心現有各品牌服務器近50臺，運行著校內各種應用和業務系統。經調查，有些服務器的使用率嚴重不均衡，如OA系統，只有在上班工作時間才會被使用，其余時間均處于閑置狀態，而為了能保證服務質量，又不能降低服務器的硬件配置。利用 VMware vSphere對服務器進行整合，最大限度的利用現有的服務器資源，解決服務器資源利用率不均衡的問題。對于現有的部分老舊服務器并不適合構建 VMware虛擬化平臺，需要購置新服務器，只有數據存儲是新購置可以使用。
新購置6臺IBM X3650M4服務器，對其進行虛擬化設計，可以虛擬出40臺服務器。在原有服務器中選用一臺IBM X3650M3服務器安裝vCenter Server,用于管理多臺ESX Server,對整個虛擬數據中心作統一調控和管理。再另外選用一臺IBM X3650M3安裝VMware ConsolidationBackup(VCB)作為專用的備份服務器，及時對虛擬機進行備份。新購置的IBM DS5020作為存儲。其中：
IBM X3650M4的配置為：中央處理器INTEL六核至強E5-2620 CPU,CPU主頻2GHz,2個CPU,內存為128GB(16x8GB)，硬盤為2塊300GB SAS 2.5寸，支持熱插拔，磁盤陣列為RAID 1,自帶2個雙端口千兆網卡，1個HBA卡，雙電源。
服務器虛擬化的系統拓撲圖如圖1所示。
圖1 服務器虛擬化的系統拓撲圖
3.2 服務器虛擬化實施步驟
(1)在服務器硬件層面上導入虛擬層，即在IBMX3650M4服務器上安裝配置VMware ESX Server，在IBMX3650M3服務器上安裝配置VMware vCenter Server，通過在辦公臺式機上安裝VMware vSphere Client來對服務器進行訪問和綜合調配，并在VMware ESX Server上創建虛擬機。根據之前的規劃評估，需要在6臺IBM X3650M4服務器上安裝VMware ESX Server ，服務器名稱為VPServer1-6，IP地址為10.1.18.201-206.在1臺IBMX3650M3上安裝VMware vCenter，服務器操作系統為Windows Server 2008.需要注意這臺vCenter Server必須和ESX Server設置為同一網段。vCenter Server的IP地址10.1.18.200，服務器名稱VPServer0.
在辦公臺式機上安裝VMware vSphere Client，輸入安裝vCenter Server的Windows Server 2008服務器的IP 地址10.1.18.200即可訪問。
(2)在部署的vSphere虛擬化平臺中，激活虛擬化群集的HA功能，在物理服務器宕機時其上所運行的虛擬機可以在其他物理機上自動的啟動，第一時間恢復所有虛擬機的狀態，達到在物理硬件發生故障等問題時服務可以自動恢復的目的。可以利用vMoiton完成動態遷移，并對資源和性能進行統一調配，管理服務器。
(3)安裝VMware Consolidation Backup作為專用的備份服務器，對虛擬機進行備份。
目前學校的信息門戶、辦公系統、學工系統、數據交換平臺、精品課程、網站群系統都已經運行在VMware虛擬化平臺上。
3.3 服務器虛擬化實施經驗
(1)服務器虛擬化的應用為學校數據中心帶來一種全新的資源管理模式，將系統中的有效資源合成一個資源池進行統一規范管理和分配。
(2)各業務虛擬機相互隔離，就像實體物理機一樣，邏輯更加清晰，維護更加方便，系統更加安全。
(3)簡化數據中心管理，更加適應動態業務需求，提升運作效率和管理便捷度。
(4)模板的功能使系統安裝簡便，部署方便快速，減少硬件維護工作量，提高管理效率，節約管理成本。
(5)改進了服務器的管理靈活性，簡化統一了資源調配，減輕了人員工作量，加快了應用程序開發和部署的生命周期。
(6)虛擬化也存在一定的局限性，對于運行過程中需要長時間消耗大量的磁盤I/O和內存資源的應用、大量需要備份的成果數據服務、大型數據庫服務器等目前還不適合服務器虛擬化。
4.結束語
在虛擬化實施中，需要分析現有平臺和應用系統，明確虛擬化范圍。大規模的虛擬化應用是目前基礎設施云計算的基礎，在時機成熟時，學校將于2015年平穩的向云計算中心轉型。同時，服務器虛擬化的安全問題也值得進一步研究，服務器虛擬化的安全問題是相對的，它在備份、恢復、遷移的功能外存在著一定的風險。據資料顯示，60%虛擬機的安全性低于物理服務器。為加強服務器虛擬化安全問題，學校會進一步完善相關方案。
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