虛擬化技術在技工院校數字化校園建設中的應用

張建村

摘 要：教育信息化是衡量一個學校教學管理水平的重要標志，實現教育現代化、創新教學模式、提高教育質量，迫切需要大力推進教育信息化。本文主要通過采用服務器虛擬化技術，探索技工學校如何充分利用現有條件，推進學校信息化建設。

關鍵詞：服務器 虛擬化 VMware 數字化校園

2001年，筆者學校開始進行校園網絡的建設，但由于受到當時條件的限制，學校只有2臺服務器，主要用于對外發布信息的網站，基本上沒有信息系統，教學、管理全是單機加人工模式。

根據學校的發展及上級部門的要求，學校開始考慮如何通過信息化手段提升學校教學及管理水平，但由于資金短缺及管理人員不夠，無法實現。2009年，筆者學校開始接觸虛擬化技術。

一、服務器虛擬化的優點

通過服務器虛擬化，可以將服務器資源分配到多個虛擬機，并支持不同的應用，甚至不同的操作系統在服務器上同時運行，每個虛擬機就像一臺獨立的服務器。

在一臺服務器上運行多個應用能夠進一步提高服務器效率，并減少需要管理和維護的服務器數目。當應用需求增加時，可以迅速創建更多虛擬機，從而無需增加物理服務器即可靈活地響應不斷變化的需求。

總體來看，服務器虛擬化主要有以下幾個方面的優點：一是減少服務器的數目，提供一種服務器整合的方法，減少初期硬件采購成本；二是簡化服務器的部署、管理和維護工作，降低管理費用；三是提升服務器資源的利用率，提升服務器計算能力；四是降低空間、散熱以及電力消耗等方面的費用；五是通過動態資源配置提高對業務的靈活適應力；六是提高可用性，帶來具有透明負載均衡、動態遷移、故障自動隔離、系統自動重構的高可靠服務器應用環境；七是支持異構操作系統的整合，支持老應用的持續運行；八是支持快速轉移和復制虛擬服務器，提供一種簡單便捷的災難恢復解決方案。

二、虛擬化服務器軟件部署

服務器虛擬化軟件主要有Citrix XenServer、VMware vSphere、Windows Server 2008 Hyper-V、和信VEMS等。經過調研，根據這幾個軟件的特點及筆者學校具體情況，我們選用了最為成熟、用戶最多的VMware vSphere。

VMware vSphere（目前最新版本為5.5）可直接安裝在物理服務器裸機上，并將物理服務器上的處理器、內存、存儲器和網絡資源抽象到多個虛擬機中。根據統計，對于傳統的服務器應用方式，通常服務器的平均利用率在5%～15%。而采用虛擬架構整合后，服務器的平均利用率可達到60%～80%。我們完全可以通過在較高配置的服務器上創建多個虛擬服務器的方式，來完成傳統方式需要多臺服務器才能完成的工作，在降低成本的同時，還大大減小了環境的復雜性，降低了對機房環境的需求，同時具有更靈活穩定的管理特性。

服務器虛擬化架構如圖1所示。

圖1

（1）安裝ESX server（ESXi）。VMware vSphere 的安裝非常簡單，和安裝普通的Linux 服務器基本一樣（VMware vSphere 采用的就是Linux 內核）。

在裸機上可以通過交互方式開始安裝：選擇安裝磁盤、選擇鍵盤布局、設置root密碼，按F11開始安裝，完成后重啟系統，進行服務器IP、DNS、VLAN等關鍵參數的配置。重啟系統后即完成了VMware vSphere 的安裝。

（2）安裝vCenter Server。vCenter是vSphere套件中一個強大的主機和虛擬機集中管理組件。vSphere許多高級功能只有在vCenter下才可以配置實現，并且vSphere許多管理模塊只能集成安裝在vCenter環境中，無法獨立安裝運行。

在Windows Server2003上，安裝SQL Server2005、創建數據庫、為數據庫創建系統DSN ODBC連接、安裝vCenter Server。完成安裝后，即可使用VMware vSphere Client登錄到vCenter Server 進行多個主機管理，或登錄到ESXi主機進行單個主機管理。登錄界面如圖2所示。

圖2

三、VMware在數字化校園建設方面的應用

根據筆者學校數字化校園系統規劃，主要有系統平臺、OA、教學管理、學生管理、人事管理、圖書管理、網絡學習中心等子系統。

完成VMware虛擬化服務器軟件部署后，我們就可以通過vCenter Server建立虛擬機了。首先必須規劃各虛擬機的配置（用途、名稱、IP地址、操作系統、管理員賬號、相關服務、空間需求等），建立相應規劃單，如下表所示。

表

序號 服務器名稱 數量 內存 CPU 空間（GB） 主機名 IP（192.168.100.X） 備注

1 統一身份認證1 1 16 8核 200 IDS1 126 Linux 5.8

2 統一身份認證2 1 16 8核 200 IDS2 127 Linux 5.8

3 OA服務器1 1 16 8核 500 OA1 133 Linux 5.8

4 OA服務器2 1 16 8核 500 OA2 134 Linux 5.8

5 移動OA 1 16 8核 500 OA3 135 Linux 5.8

6 LMS應用服務器 1 8 8核 200 Lmsapp 137 Windows2008

7 LMS資源服務器 1 8 8核 4000 LmsResources 128 Windows2008

8 門戶與業務系統1 1 16 8核 500 portal1 131 Linux 5.8

9 門戶與業務系統2 1 16 8核 500 porta2 132 Linux 5.8

10 辦公設備管理 1 8 8核 300 equipment 136 Linux 5.8

11 ODI數據交換 1 16 8核 500 Odi 125 Windows2008

12 遠程桌面 1 8 8核 200 Remote 120 Windows2008

建立虛擬機過程如下：定義虛擬機名稱、選擇存儲、選擇安裝操作系統、定義存儲空間大小、安裝操作系統（定義主機名、IP地址、安裝相應服務等）、安裝數據庫及應用程序。

根據各應用系統特點及訪問情況，我們學校建立了統一身份認證、系統門戶、OA、郵件服務、教學管理服務、學習中心服務等虛擬機，如圖3所示。

圖3

參考文獻：

[1]何坤源.VMware vSphere 5.0虛擬化架構實戰指南[M].北京：人民郵電出版社，2014.

[2][美]Sean Crookston，Harley Stagner著，徐炯譯.華章程序員書庫：Vmware vSphere部署的管理和優化[M]，北京：機械工業出版社，2013.

（作者單位：無錫技師學院）