基于VMware vShpere的高校數據中心建設研究

胡銳

（蘇州科技大學信息建設與管理中心，江蘇蘇州215009）

基于VMware vShpere的高校數據中心建設研究

胡銳

（蘇州科技大學信息建設與管理中心，江蘇蘇州215009）

隨著高校信息化建設的發展，為了滿足校內業務系統的快速增長，數據中心的建設變的尤為重要。如何在現有IT資源的基礎上，提高IT效率成為高校數據中心建設面臨一大問題。利用VMware虛擬化技術幫助高校數據中心解決IT基礎資源面臨的窘境。實踐證明，該方案即提高IT資源效率又可有效節約成本。

虛擬化技術；VMware；數據中心

近年來，高校信息化的發展作為高校自身發展一部分，越來越受到高校管理者的重視[1]。隨著信息化的發展，業務系統數量的增長，致使學校要不斷的增加服務器。由于高校的業務系統一般對服務器資源消耗很少，部分系統只有在特殊時間內對資源消耗很大，比如：教務系統在學生選課時期，就要同時開多臺Web服務器。如何整合資源提高硬件資源的利用率，對服務資源按需分配，進行統一管理是高校信息化發展亟需解決的問題。

文章以虛擬化技術為基礎，設計并實現的校園數據中心。該中心整合現有存儲資源，網絡資源和計算資源，通過VMware虛擬化對資源進行統一管理，實現對資源按需分配。

1 相關技術

1.1 虛擬化技術

虛擬化技術是云計算的核心技術，可以將大量使用網絡連接的計算機資源進行統一管理和調度，構成一個計算機資源池向用戶提供按需服務[2]。虛擬化是指為運行的程序或軟件營造它所需要的執行環境，在采用虛擬化技術后，程序或軟件的運行不再獨享底層的物理計算資源，它只是運行在一個完全相同的物理計算資源中，而底層的影響可能與之前所運行的計算機結構完全不同[3]。目前,虛擬化技術進入快速發展階段,具有代表性的虛擬化產品有VMware ESX Server、Citrix Xen、Microsoft Hyper-V等[4]，產品對比如表1所示，從表1可以看出，VMware功能強大，支持全虛擬化。

表1 虛擬產品對比

通過服務器虛擬化技術，可以減少服務器的數量，減少初期硬件采購成本；簡化服務器的部署、管理和維護工作，降低管理費用；通過降低空間、散熱以及電力消耗等途徑壓縮數據中心成本；通過動態資源配置提高IT對業務的靈活適應力；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[5]。

1.2 VMware vSphere

根據虛擬化層的實現不同，服務器虛擬化可以分為2種類型：寄宿虛擬化和原生虛擬化。VMware是虛擬化技術的代表性產品[6]。

VMware vSphere利用虛擬化功能將數據中心轉換為簡化的云計算基礎架構，使IT組織能夠提供靈活可靠的IT服務[7]。

VMware vSphere虛擬化的主要目的是對硬件資源進行整合，對IT基礎設施進行簡化，允許IT基礎設施管理員進行資源的管理。VMware主要實現服務器虛擬化，存儲虛擬化和應用虛擬化，具體架構如圖1所示。

圖1 VMware虛擬化架構

2 基于VMware vShpere的高校數據中心建設方案

2.1 需求分析

結合蘇州科技大學數據中心的現狀，數據中心已經建設了一部分管理信息系統，比如：一卡通系統，教務系統，財務系統和圖書館系統等，隨著校信息化進程的發展，數據中心的壓力越來越大，如何滿足當下及未來學校信息化進程的發展，提出虛擬化數據中心建設的總體需求如下：

（1）整合學校現有的硬件服務器資源，適量增加存儲資源。通過VMware虛擬化優化硬件資源，進行資源統一管理，提高設備的利用率。

（2）整合數據資源，集成學校現有應用系統，比如：教務系統、OA系統、學工系統、一卡通系統、郵件系統、財務系統、研究生系統和科研系統等。

（3）高可用性，通過VMware虛擬化服務器，可以實現服務器動態遷移，負載均衡保證服務器的高可用性。

2.2 方案設計

基于VMware vShpere的虛擬化數據中心的建設方案，就是要實現從硬件整合到資源整合到服務的整合再到管理的整合。

基礎硬件整合設計使用VMware將現有服務器資源和存儲資源進行虛擬化，實現存儲硬件虛擬化，網絡虛擬化和服務器虛擬化，通過VMware vCenter進行統一管理。設計為三層：存儲層，網絡層和計算層。其總體框架如圖2所示。

該方案包括：存儲虛擬化，網絡虛擬化和計算虛擬化3個方面進行資源有效整合，構建成一個資源池，采用Cisco UCS來快速構建校數據中心，將計算、網絡、存儲訪問和虛擬化統一到一個綜合系統中，進行集中管理，并使用VMware ESX服務器虛擬化軟件進行協調，如圖3所示。

圖2 數據中心總體框架

圖3 數據中心網絡拓撲圖

3 數據中心方案實施

蘇州科技大學數據中心方案實施步驟歸納如下：

（1）按圖3網絡拓撲圖的方式對UCS及EMC2存儲進行物理連接；

（2）通過UCS管理系統配置服務器如圖4，創建Service Profile和Service Profile Tempelate配置VLAN和VSAN；

（3）安裝虛擬化服務器（VMware ESC Service）；

（4）安裝VMware VirtualCenter對虛擬基礎架構進行統一管理；

（5）配制VMware VMtion實現虛擬機在線實時遷移。

3.1 配制VLAN與VSAN

進入UCSM管理，選擇“LAN”選項卡，點擊“Fabric A/B”，在“General”選項卡中選擇“Create VLAN”完成VLAN配制，如圖4所示。

配制Service Profile模板,進入UCSM管理，選擇“Servers”選項卡，右鍵點擊“Service Profile Templates”,選“Create Service Profile Template”如圖5所示。

配制vHBA,在“Storage”選項卡，添加一個HBA，在“Create vHBA”窗口，選擇VSAN default，重復上步驟，創建第二個vHBA，完成后，分別連接Fabric Interconnect A和B，完成VSAN配制。

圖4 VLAN配制

圖5 創建Service Profile模板

3.2 VMware ESC Service安裝

根據蘇州科技大學的規劃，UCS共安裝ESX Server的主機8臺，IP地址分配如表2所示。

3.3 VMware VirtualCenter安裝

準備兩臺VMware虛擬機并安裝Windows Service 2012系統，IP地址規劃如表3表示，在220這臺上安裝SQL Server 2012,并通ODBC配制數據源，如圖6所示；另一臺安裝VMware vCenter Server 6.0.0，在安裝過程中數據庫設置，選擇“使用外部數據庫”，如圖7所示。

表2 ESX Server

表3 ESX Server

圖6 ODBC配制數據圖

圖7 vCenter數據庫設置

3.4 虛擬機的管理

通過vCenter管理界面很容易實現虛擬機的創建，刪除，遷移和克隆等操作。通過創建多個虛擬機來提高硬件資源的利用率，比如：UCS安裝的8臺主機目前共運行著80臺虛擬機如圖8所示，相當于80臺服務器對外提供服務，相比8臺主機來說，資源利率得到了大大提升。

4 結語

通過VMware vSphere虛擬化軟件搭建的虛擬化數據中心，實現了對校內服務器資源的整合，建成服務器集群，形成資源池，提高了資源的利用率，通過vCenter實現了對這些資源的統一管理。同時該數據中心具有可擴展性、可靠性和經濟性等特點，能夠滿足高校現階段信息化建設的需求。下一步要做的研究是實現虛擬化數據中心向云數據中心的逐步轉變。

圖8 虛擬機個數

[1]胡銳，胡伏原，陳麗春.基于Hadoop的高校公共數據平臺的構建[J].蘇州科技學院學報（自然科學版），2015，32（3）：52-53.

[2]馮貴蘭.基于虛擬化的高校云計算數據中心建設研究[J].軟件導刊，2016，15（1）：121-123.

[3]儲久良，李玲.虛擬化技術在高校數據中心的應用[J].實驗室研究與探索，2012，31（12）：67-71.

[4]段衛軍.云桌面虛擬化架構的研究與應用[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2014.

[5]許娜.基于VMware ESX Server的實驗教學平臺建設[J].實驗室研究與探索，2011，30（9）：202-205.

[6]張學亮，陳金勇，吳金亮.基于VMware軟件的虛擬環境及虛擬網絡[J].計算機與網絡，2014（3/4）：89-91.

[7]任昱，李青榮.基于VMware vSphere虛擬化資源管理平臺研究[J].計算機應用與軟件，2012，29（5）：219-223.

Research on the datacenter construction of colleges based on VMware vShpere

HU Rui
（Information Construction and Management Center，SUST，Suzhou 215009，China）

With the development of information construction in colleges and universities,in order to meet the rapid growth of business within the college,the construction of the data center becomes particularly important. How to improve the efficiency of IT on the basis of existing IT resources becomes a serious problem in the construction of data centers in colleges and universities.In the paper,the VMware virtualization technology is used to help the data centers in colleges solve the problems in basic IT resources.The result shows that the technology will improve the efficiency of IT and save costs effectively.

virtual technology;VMware;datacenter

TP393

A

1672-0679（2016）04-0071-04

（責任編輯：盧文君）

2016-07-05

國家自然科學基金項目（61472267）

胡銳（1986-），男，安徽六安人，助理工程師，碩士，從事大數據與物聯網的研究。