虛擬化技術在校園網絡中的應用

摘 要 本文從學校校園網信息中心的現狀分析，目前的校園信息中心服務器的配備已不能滿足現在教學的需要。隨著虛擬化技術的發展，校園信息中心服務器的配備可以從實際系統到虛擬化方面發展，能帶的經濟、性能、管理方面較好的效果。

關鍵詞 虛擬化 校園網 服務器

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A

1本校的現狀

隨著學校辦學規模的不斷膨脹，校園網信息中心的服務器數量、網絡復雜程度以及存儲容量急劇增長，隨之帶來的是高昂的硬件成本支出以及運營成本支出（如電力、制冷、占地空間、管理人員等）。

本校的基礎結構成本：目前，我校信息中心擁有一個獨立的機房，服務器數量15余臺，承載的業務系統30套之多，如：教務管理系統、網站發布系統、科研管理系統、人事管理系統、工資查詢系統等。隨著我校招生規模的擴大，年服務器增長數量3臺以上，空間、電力、制冷、網絡等配套資源成本隨著服務器數量的增長而急劇增加。僅電力需求一項就占總成本的一大部分，以15臺服務器為例，每臺服務器24小時工作，一年的電力成本就在6萬元人民幣以上。

硬件成本：信息中心管理員遵循“根據最壞情況下的工作負載來確定所有服務器的配置”這一策略導致服務器的配置普遍過高。每個業務系統都獨立運行于高性能硬件服務器上，單臺服務器各項資源利用率較低，大部分的服務器利用率情況為：CPU小于15%，內存小于20%，磁盤小于30%。

管理成本：迄今為止，管理成本是服務器成本中占較大的一部分，信息中心管理人員需要不定時地對軟硬件進行升級、打補丁、備份和修復、部署新的服務器及應用、維護用戶賬戶并執行巡檢任務等。

2虛擬化技術

針對學校信息中心的現狀，經過分析和調研，我們認為目前的信息中心信息化建設已經投入了大量的人力和財力，既要充分利用現有的服務器資源，又要考慮到系統整合后的可擴展性，適合未來技術發展的趨勢，以此來實現對服務器的整合。要解決好信息中心面臨的困境，采用服務器虛擬化技術來進行資源整合是一條捷徑。

簡單來說，服務器虛擬化就是在一個物理服務器上獨立并行運行具有不同操作系統的虛擬機，而每個虛擬機都擁有一套獨立的虛擬硬件（如：CPU、內存、網卡、磁盤等）。

進一步說，虛擬化對傳統的物理服務器而言，在以下三個方面突破了傳統的應用模式：

（1）它是一個抽象層，它將物理硬件和操作系統分離，從而提供更高的 IT 資源利用率和靈活性。

（2）虛擬化允許具有不同操作系統的多個虛擬機在同一實體機上獨立并行運行。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件，可以在這些虛擬硬件上加載操作系統和應用程序。無論實際采用了什么物理硬件組件，操作系統都將它們視為一組標準化的硬件。

（3）虛擬機被封裝在文件中，因此可以快速對其進行保存、復制和部署。可在幾秒鐘內將整個系統（完全配置的應用程序、操作系統、BIOS和虛擬硬件）從一臺物理服務器遷移至另一臺物理服務器，以實現零停機維護和連續的工作負載整合。

虛擬化技術管理軟件，通過精簡信息中心服務器的數量，整合信息中心基礎設施資源，大幅度簡化了服務器管理的復雜性，提高了整體系統的可用性，同時還明顯的減少了投資成本，具有很好的技術領先性和性價比，達到提高物理資源利用率和降低整體擁有成本的目的。同時，建立安全的、可審核的網絡環境，為各個業務軟件提供成本更低、服務水平更高的基礎架構，從而能夠針對各個部門的需求做出快速的響應。

3虛擬化技術應用方案

學校根據現有服務器的CPU類型、型號、配置、物理位置等進行整合，對現有的4臺SUN刀片服務器和3臺IMB服務器進行利舊處理。同時需要考慮兩個問題：一是業務系統在原有物理服務器上的CPU和內存使用情況，二是該業務系統本身的關鍵程度，關鍵的業務系統在服務器硬件配置和虛擬機數量上都要進行單獨劃分，配置較高性能的服務器。比如，教務管理系統、科研管理系統等對學校的日常工作運行比較關鍵的應用系統，將采用高性能刀片服務器，輔以較高級別的存儲設備，并配備高級別的運維值守。而網站發布系統、學生違紀管理系統等次關鍵的應用系統，將采用IBM服務器，存儲及運維值守將降低一個等級。

虛擬化技術項目實施后，我校服務器數量、網絡設備、機架、其它支撐外部設備會大量減少，通過對服務器整合，從原來的15臺服務器成功整合到7臺服務器和1套存儲設備里，明顯地提高了每臺物理服務器的CPU資源利用率，減少了物理服務器的擴充規模，大大地降低硬件運維成本。耗電量每年從6500千瓦左右降到了3100千瓦左右，每年的電費開銷可以節約47%左右。從管理角度觀察，虛擬化技術平臺環境一目了然，運行狀態、功能信息等隨時掌握。對于新應用系統的部署和測試，均在虛擬機內進行，大大降低了服務器得建和應用加載時間，提高了管理和工作效率。由于虛擬化構架可使虛擬機具有動態可遷移性，不需要像以前那樣，一遇到硬件故障或維護需要數天的變更管理維護時間，現在可以進行快速的維護和升級，不用擔心某臺服務器出現問題，會影響到整個應用系統。

虛擬化技術對許多學校單位來說是一門新的技術，合理整合利用虛擬化技術將為計算機產業技術發展帶來極大的推動，也為學校等單位的系統管理帶來深刻變革。

參考文獻

[1] 王慶波等.虛擬化與云計算.電子工業出版社，2009.10.

[2] 王建永.虛擬化技術在電力企業的應用.硅谷，2012（18）.

[3] 沐士光.虛擬化技術探討.中小企業管理與科技，2009（19）.