探究應用虛擬化技術構建新型應用云平臺

徐炫東 池燕清 杜舒明

摘 ?要：隨著虛擬技術不斷發展，通過使用虛擬化技術構建數據中心，將傳統的服務器、交換機和存儲進行集成，并通過VMware虛擬化技術將所有服務器硬件資源集成到一個統一的資源池中，然后根據業務需求將現有的硬件資源劃分為多臺虛擬機，并通過統一的軟件界面管理所有硬件和虛擬機。因此，大大提高了數據中心的安全性、穩定性、維護性和可伸縮性。

關鍵詞：虛擬化技術 ?云平臺 ?數據

中圖分類號：TP39 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）03（b）-0007-02

虛擬化技術出現在1970年代，到了21世紀初，在計算機硬件功能強大的前提下，如何降低系統成本，提高系統資源利用率，降低管理成本，提高安全性和可靠性，增強可移植性和提高效率，軟件開發的興起使得虛擬機技術的重要性變得越來越明顯，虛擬化技術再次成為計算機技術研究的重點之一。

1 ?虛擬化技術的特性優勢

虛擬化技術可以擴展硬件容量，簡化軟件重新配置過程，可以使用單個CPU模擬多個CPU并行性，啟用一個平臺，同時運行多個操作系統以及在獨立的房間中運行應用程序而不會互相影響顯然，計算器Slovak3 Arctic的效率[1]。強大的服務器、交換機、存儲和管理模塊被集成到一系列統一的計算系統中。通過功能強大的虛擬化軟件將所有硬件資源劃分為資源池，以便服務器的硬件資源可以動態地滿足企業業務系統可調整的需求[2]。虛擬化數據中心具有以下功能：更少的硬件設備、更少的互連電纜、更輕松的服務和維護監控、更低的功耗、更高的資源重用率，以及在出現硬件故障的情況下自動遷移軟件系統以及零停機時間。

2 ?現狀及問題

2.1 管理困難

目前，人們使用的都是獨立的PC機，尤其是電力和營業廳中的PC機，部門分散，而國家網絡公司對終端信息安全的要求卻越來越高。如果遠程操作員的IT級別不能滿足維護機器的軟件和硬件要求，則面對應用程序錯誤通常沒有任何事可做。

2.2 高維護成本，工作量大

盡管PC機的硬件成本較低，但它無法承受高昂的管理和維護成本。在任何時候，軟件使用、更新和補丁安裝都是PC機維護的一部分。這些要求IT人員到現場提供技術支持，這不可避免地導致運輸、餐飲和其他費用，從而降低了工作效率并增加了運營和維護成本。每臺計算機都必須安裝軟件，并且客戶端軟件的安裝和使用需要很長時間和大量工作。

2.3 數據保護性差

一些圖形和數據存儲在計算機上，通過分散存儲很難更有效地控制文檔，技術人員經常需要在PC上失敗。如果數據丟失或丟失，則無法恢復數據。隨時備份數據的風險進一步威脅了重要數據的機密性[3]。

3 ?解決方法

Citrix XenApp虛擬化平臺的核心是虛擬化技術，而虛擬化計算的核心是ICA協議[4]。ICA協議連接應用程序客戶端運行環境和在Citrix應用程序虛擬化平臺上運行的遠程終端，并從32個虛擬通道傳輸各種輸入和輸出數據，例如鼠標、鍵盤、圖像、聲音、端口、打印、USB設備等。在數據中心服務器上運行的應用程序環境的輸入和輸出數據被重定向到遠程客戶端終端的輸入和輸出設備，因此，盡管應用程序客戶端軟件未在客戶端設備上運行，但用戶仍未進行任何更改。與在客戶端上安裝正在運行的客戶端軟件相比，操作感覺更好。Citrix ICA協議是一種高效的數據交換協議，可處理數據壓縮、加密和連接優化。每個用戶的連接僅占用少量的網絡帶寬，而實際運行的客戶端軟件處于局域網的后臺，因此最終用戶可以在少量的網絡帶寬下享受局域網的速度。如果系統的客戶端和服務器之間存在大量數據交互，則使用集中式Citrix模式可以有效減少數據傳輸并顯著提高整體性能。ICA協議的另一個優點是提高了數據安全性。ICA協議不會在整個傳輸過程中傳輸真實數據，而只是在屏幕上傳輸客戶端的鼠標移動，擊鍵和圖像更改，并且正在運行的整個程序在后端執行，以確保所有數據都不來自數據中心。

4 ?系統架構

通過VMware ESXi軟件將所有硬件資源集成到一個高可用性群集中，然后根據業務系統的要求將虛擬機拆分為服務器。虛擬機服務器最多可以分配32個核心CPU和1T內存。所有硬件監視、資源分區和虛擬機操作均在vCenter軟件中執行。從物理數據中心界面，您可以看到整個系統中只有7個設備，它們位于3個機柜中，并且僅通過16根電線連接。技術人員花了一周的時間，將先前部署在26臺服務器上的所有應用程序和數據遷移到新的虛擬數據中心，而這些虛擬機僅使用了現有硬件資源的50%。使用具有最大數據量的OA系統，該系統最初用于具有16GB內存的4CPU HP-DL580服務器，數據量約為460GB。在預先計劃了具有4核心處理器和8G內存的虛擬機之后，使用VMware Company軟件在大約9h內將整個系統遷移到了新的虛擬機。系統立即成功啟動。經過測試，CPU和內存使用率未超過20%。到目前為止，系統運行正常。在遷移以測試系統的過程中，計劃了僅具有1個核心CPU，2G內存的虛擬機，然后遷移了一個備用桌面管理服務器。遷移后，vCenter監視軟件會向虛擬機發出警報，提示資源不足。關閉虛擬機后，將添加虛擬機資源，然后立即成功啟動虛擬機資源，整個過程不會超過2min。

5 ?性能評估

（1）服務器少。與機架無關的機架式機架式刀片服務器或刀片服務器，虛擬化技術意味著更少的服裝數量是虛擬化技術的關鍵功能的代理數量。繁體中文機架式機箱和新的數據中心虛擬化數據中心。（2）能耗少。更少的服務器意味著更少的電源和冷卻成本。（3）更少的空間。數據中心虛擬化的集成大大減少了占地面積，降低了房間和機柜側的成本。（4）更少的鏈接和故障。服務器和交換機數量的減少意味著互連的顯著減少和潛在故障點的顯著減少。

6 ?結語

虛擬技術的不斷發展為促進信息資源的匯集和云計算的實現以及“應用即服務”的概念提供了解決方案。該技術的“一次管理，無處不在交付”路徑為用戶提供了快速、便捷和安全的應用程序，并且是企業IT體系結構的桌面應用程序的創新。隨著虛擬技術，遠程桌面協議和配置管理工具的增強，虛擬化技術的應用正變得越來越普遍，因此正處于強大的“應用程序即服務”的云信息時代。

參考文獻

[1] 李兵.基于Citrix虛擬化的桌面云教學平臺構建與應用研究[J].計算機光盤軟件與應用，2013（12）：184-185.

[2] Cai B，Feng X，Feng Y，et al. Research and application of migrating legacy systems to the private cloud platform with cloudstack[A].IEEE International Conference on Automation & Logistics[C].2012.

[3] Xu X， Song W， Shi X， et al. CRANE： a Cloud Computing Platform Based on Personalized IaaS Service[A].E-Science Technology & Application[C].2012.

[4] 茍潔.基于VMware vSphere技術的虛擬云平臺的研究與設計[D].成都理工大學，2016.