淺談虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

梁青 王茜

【摘要】本文從虛擬化技術(shù)的產(chǎn)生背景引入，結(jié)合論述了虛擬化技術(shù)的概念并重點闡述了虛擬化技術(shù)在企業(yè)中應(yīng)用的方法和優(yōu)勢。對服務(wù)器資源的規(guī)劃、如何創(chuàng)建虛擬機以及虛擬化技術(shù)為企業(yè)帶來的效益做了詳細論述。引入虛擬化技術(shù)，使得系統(tǒng)正常運行時間增加，成本下降，減少計劃內(nèi)計和劃外停機時間，高可用性，低復(fù)雜性，災(zāi)難恢復(fù)更加簡單。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù) 應(yīng)用

一、虛擬化技術(shù)應(yīng)用背景

在二十世紀90年代，隨著Windows的廣泛采用和Linux的出現(xiàn)，x86服務(wù)器成為了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但基礎(chǔ)架構(gòu)的低利用率、物理基礎(chǔ)架構(gòu)成本不斷增加、IT管理成本不斷增加、故障恢復(fù)及災(zāi)難保護的缺乏、臺式機管理和安全性的問題的出現(xiàn)，使管理和保障企業(yè)臺式機安全面臨一系列挑戰(zhàn)。強化管理、接人和安全策略的同時，還要不削弱用戶的工作效率，復(fù)雜且成本高同時必須不斷地將多種補丁和升級程序安裝到臺式機環(huán)境中來消除安全漏洞。于是虛擬化技術(shù)被提出， 1999年，VMware公司提出了針對x86系統(tǒng)的虛擬化，作為有效應(yīng)對大多數(shù)挑戰(zhàn)的手段，并將x86系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為可用于一般用途、可共享的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)，為應(yīng)用環(huán)境提供了完全的隔離性、可移動性和操作系統(tǒng)可選擇性。

二、虛擬化技術(shù)簡介

虛擬化是一個廣義的術(shù)語，在計算機方面通常是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運行，可擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，模擬多CPU并行。通過虛擬化技術(shù)將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機可運行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。虛擬化使用軟件的方法重新定義劃分IT資源，可以實現(xiàn)IT資源的動態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高IT資源利用率，使IT資源能夠真正成為社會基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于各行各業(yè)中靈活多變的應(yīng)用需求。

三、虛擬化計術(shù)應(yīng)用

（一）虛擬化技術(shù)在企業(yè)管理上的應(yīng)用

1 服務(wù)器資源規(guī)劃。服務(wù)器虛擬化就是采用虛擬化技術(shù)，將單個物理服務(wù)器所擁有的物理計算資源（如CPU、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡(luò)等）按需分割成大量的、細粒度的虛擬計算資源、并進而將這些細粒度資源按需整合成多個彼此獨立的邏輯計算實體的過程。數(shù)據(jù)中心計算資源虛擬化體系由一組不同屬性的計算資源池和服務(wù)器池組成，從不同的角度，這些資源池可以有多種分類方式。

從服務(wù)器是否為虛擬化設(shè)備的角度，可以分為：虛擬化服務(wù)器池和物理服務(wù)器池。在一個服務(wù)器群內(nèi)部，各種應(yīng)用系統(tǒng)可以有多種方式獲得所需的計算資源，當(dāng)一臺服務(wù)器放置到服務(wù)器群后，就加入和與其具有相同平臺屬性的物理服務(wù)器池，物理服務(wù)器也可以通過各種虛擬化技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的虛擬服務(wù)器池，也可以直接被應(yīng)用系統(tǒng)使用或組成群集系統(tǒng)。物理服務(wù)器池中的一組相同屬性的物理服務(wù)器，通過各種虛擬化技術(shù)和手段實現(xiàn)計算資源的虛擬化，構(gòu)成虛擬服務(wù)器池，通過分配虛擬服務(wù)器的方式為應(yīng)用系統(tǒng)提供計算資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的服務(wù)器整合。

更進一步，在一組物理服務(wù)器或虛擬服務(wù)器上，可以構(gòu)建應(yīng)用服務(wù)器池。這部分工作可以在需要進行應(yīng)用系統(tǒng)整合時，通過業(yè)務(wù)梳理，確定可以整合的應(yīng)用系統(tǒng)，并逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的應(yīng)用系統(tǒng)整合，同時逐步加強數(shù)據(jù)中心管理體系的管理能力，實現(xiàn)對應(yīng)用服務(wù)池的管理。

2 創(chuàng)建虛擬機

創(chuàng)建虛擬機的方式有以下幾種，分別介紹如下：

2.1 常規(guī)分配方法。整合或者遷移——通過VirtualCenter整合轉(zhuǎn)換物理服務(wù)器到虛擬機，或者通過遷移工具將服務(wù)器遷移到虛擬架構(gòu)上的資源池中。使用新建虛擬機向?qū)А謩觿?chuàng)建全新的虛擬機，需要手動安裝虛擬機操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，為了優(yōu)化虛擬化性能及減少應(yīng)用程序沖突，也會采用這種方式創(chuàng)建虛擬機。

2.2快速分配方法。快速分配方法包括：克隆——可以創(chuàng)建現(xiàn)有虛擬機的精確副本；從模板部署——可以從已有的虛擬機模板通過自定義基本配置創(chuàng)建虛擬機，目前支持Windows和主流Linux系統(tǒng)（RedHat和Novell Suse）虛擬機的快速分發(fā)；導(dǎo)入虛擬機——導(dǎo)入OVF格式的虛擬機，也可以導(dǎo)入Virtual Application，

2.3網(wǎng)絡(luò)資源的分配。對于每個虛擬機來說，網(wǎng)絡(luò)資源的分配將很容易實現(xiàn)，依賴于良好的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，虛擬機能夠選擇連接到特定的虛擬機專用端口組（端口組的命名可以用來標(biāo)識對應(yīng)的VLan），還可設(shè)置是否連接選定的網(wǎng)絡(luò)、是否在虛擬機啟動時連接。

2.4存儲資源的分配。虛擬的磁盤分配較為靈活，無論是關(guān)機狀態(tài)還是運行狀態(tài)，都可以給虛擬機分配虛擬磁盤，分配磁盤空間的大小限制于：最大虛擬磁盤大小：2TB（塊大小為？8MB）、1TB（塊大小為？4MB）、512GB（塊大小為？2MB）、256B（塊大小為？1MB）；文件大小上限：2TB（塊大小為？8MB）、1TB（塊大小為？4MB）、512GB（塊大小為？2MB）、256B（塊大小為？1MB）；塊大小：1MB（默認）、2MB，4MB？和？8MB。為虛擬機分配了磁盤后就可以在操作系統(tǒng)里面識別。

2.5虛擬機的遷移。虛擬機的遷移分三種情況：冷遷—將已關(guān)閉的虛擬機移至新的主機；通過VMotion在線遷移—將正在運行的虛擬機移至新的主機；通過Storage VMotion在線遷移—將正在運行的虛擬機移至新的存儲位置。能方便的在保障企業(yè)業(yè)務(wù)運行的前提下，改變虛擬機存儲位置。

3.虛擬化帶來的效益

3.1節(jié)省產(chǎn)品采購、后期使用、維護成本。A通過將整合多個物理服務(wù)器到一個物理服務(wù)器降低軟件硬件成本；B提高每個服務(wù)器的平均利用率；C降低運營成本，包括數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本。

3.2提高運營效率。A部署時間從小時級到分鐘級，減少服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間；B節(jié)省硬件維護需要以前的數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和小時維護窗口，現(xiàn)在可以進行零宕機硬件維護和升級。

3.3提高服務(wù)水平。A建立業(yè)務(wù)和IT資源之間的關(guān)系，使IT和業(yè)務(wù)優(yōu)先級對應(yīng)；B將所有服務(wù)器作為大的資源統(tǒng)一進行管理，并按需自動低動態(tài)資源調(diào)配；C無中斷的按需擴容。

（二）虛擬化技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用

目前，高校信息化建設(shè)已經(jīng)涉及到高校的教學(xué)、科研、管理、生活、服務(wù)等相關(guān)領(lǐng)域，所需要的計算機平臺、存儲環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多種多樣，隨之也帶來了IT基礎(chǔ)設(shè)施的資源利用率低和管理成本高等問題。將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到高校信息化建設(shè)中，既能提高高校信息基礎(chǔ)設(shè)施的效率，也能提升信息化基礎(chǔ)平臺的可靠性和可維護性，降低IT相關(guān)管理成本。但企業(yè)的信息化建設(shè)更注重安全性和實用性。