服務器虛擬化技術在系統集成中的應用分析

楊穎出

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引言

在信息化時代，信息系統的規模以及復雜程度均顯著增加，系統服務器數量也越來越多。在系統服務器管理方面，依然普遍應用手工管理模式，導致故障節點數量偏多，并且維護管理難度比較大。在很多系統規劃建設中，均應用單獨服務器部署方式，各個系統與服務器保持對應關系，在硬件設備、系統軟件數據備份以及切換方面的實現難度比較大。在系統運行過程中，各類服務器中所承載的應用有一定的區別，并且所交換的數據量也有所不同，因此，各類服務器的運行負載并不保持均衡，如果服務器的負載比較重，則會對系統運行穩定性構成危害，而如果服務器的負載比較輕，并且長時間處于閑置狀態，則無法應用于各類應用中。對此，可應用服務器虛擬化技術創建虛擬服務器，據此將服務器硬件設備與應用系統相分離，在一臺服務器中，可同時支持多個系統運行，促進服務器利用率的提升，同時還可簡化系統運維管理，一旦系統發生故障，即可進行自動化診斷和恢復。

1 服務器虛擬化技術

通過將服務器虛擬化技術應用于計算機系統，可將各類軟件資源以及硬件資源進行有效整合，并充分發揮其應用效能。在物理硬件平臺中應用服務器虛擬化技術，可保證多個虛擬機同時運行。在各個虛擬機中，均擁有獨立的處理器、內存、磁盤以及網絡接口，對于虛擬機中所運行的操作系統，又被稱為客戶操作系統。在功能實現方面，各個虛擬機均為自治，在一套硬件平臺中，可同時運行多個服務器，并且對于服務器操作系統以及版本沒有具體要求。根據統計分析，通常情況下，服務器的資源利用水平比較低，一般在15%至20%之間，而服務器虛擬化技術可充分利用剩余資源，顯著改善系統整體性能。服務器虛擬化技術的中心思想在于對各類資源的優先次序做出區分，將各類服務器資源合理分配至工作負載中，進而顯著提升管理效率，同時簡化管理方式[1]。

在服務器虛擬化技術的實際應用中，可通過兩個方向分配資源：第一，將服務器虛擬為多個邏輯服務器，而各個邏輯服務器之間相互獨立，用戶可在各個虛擬服務器中運行多種操作系統，如分區；第二，對于多個分散的物理服務器，可虛擬為一個大型邏輯服務器，便于用戶便捷的支配各個獨立的服務器，提升資源利用率，如網格。

通過對虛擬的對象以及層次進行分析，可將服務器虛擬化技術劃分為兩種類型：第一，部件虛擬化，其能夠對各類IT資源的利用過程進行優化調整，包括服務器資源、存儲資源以及網絡資源；第二，集成虛擬化，將多個部件的虛擬化方式進行有效結合，據此對資源進行自動化跳讀，確保能夠符合服務水平協議（SLO）。

2 服務器虛擬化的實現途徑

2.1 硬件虛擬化

硬件虛擬化具體指的是對硬件資源進行虛擬化，將其轉變為“虛擬機”，進而顯著提升硬件資源管理便捷性，在一臺服務器中，可運行多種操作系統。在硬件虛擬化形式中，各個虛擬服務器均可模擬物理服務器硬件，使得各個虛擬機處于主機平臺的各個處理器中，與此同時，在各個虛擬服務器中，有獨立運行的硬盤，其中包含相應的操作系統以及各類應用。

2.2 并行虛擬化

并行虛擬化和硬件虛擬化之間有很多相同之處，在一臺物理服務器的基礎上，可運行多種操作系統。但是，二者之間也有一定的區別，即并行虛擬化能夠對操作系統內核進行調整，避免在系統運行過程中損耗過大，同時還可實現多個操作系統同步運行，促進硬件虛擬化效率的提升[2]。

2.3 操作系統虛擬化

在操作系統虛擬化實現過程中，需將共用操作系統作為基礎，在主機操作系統運行過程中，可實現多個虛擬操作系統運行，如果操作系統內核處理I/O需求相同，則可直接通過。

通過應用虛擬化技術，可促進服務器利用效率的提升，同時還可顯著改善服務器運行靈活性，但是需要注意，在一臺服務器中，需運行多個虛擬服務器，而各個虛擬服務器之間相互獨立。以往在一臺服務器中，僅可實現一個應用穩定運行，因此，在服務器的維護以及升級過程中，僅會對單個應用產生直接影響。通過采用虛擬化技術，在服務器維護以及升級過程中，即可對服務器中運行的所有虛擬機以及各類應用產生直接影響，因此，在大型系統中很難推廣應用服務器虛擬化技術。為了解決以上問題，要求滿足以下兩個要求：第一，確保在虛擬化后，在服務器物理硬件的維護管理以及技術升級過程中，不會對物理設備以上的虛擬服務器產生直接影響；第二，如果物理服務器發生故障，則必須保證虛擬機運行安全性。對此，可采用動態遷移（VMotion）技術妥善解決[3]。

在動態遷移技術的實際應用中，可將虛擬機器遷移至其他物理主機中，同時不會對終端用戶造成不良影響。在發生遷移前，虛擬機器可將其運行狀態存儲至共用的存儲器中，在提出請求后，虛擬機器即可通過虛擬網絡連接展現出內存狀態。負載平衡也是動態遷移技術的一種應用形式，當對于某個特定的服務需求顯著增加時，對于高需求虛擬服務器，可轉移至CPU資源更加豐富的物理服務器中。

通過應用VMotion技術，可在在線狀態下，使得虛擬機跨越硬件服務器進行實時化遷移。在實施前遷移過程中，需將一個兼容作為重要基礎，具體而言，兩臺物理服務器必須能夠達到CPU指令級兼容，避免在內存復制完成后，新CPU無法準確識別出各類指令，影響系統運行效益。另外，在VMotion技術的實際應用中，還可對各類CPU指令級進行分析，判斷其兼容性。如果在離線狀態下遷移虛擬服務器，則無須考慮CPU型號的影響。

3 服務器虛擬化的系統集成應用

3.1 系統集成現狀

在系統運行過程中，數據信息資源量逐漸增加，造成系統運行管理難度越來越大。虛擬化服務器即為總系統服務器，在各類服務器運行中，操作要求也有一定的區別。隨著虛擬化服務器技術的發展和創新，應當將虛擬化技術與動態遷移技術進行有效結合，有效解決系統集成過程中所面臨的各類難點。另外，在系統集成環節，對于總系統以及各個分系統，要求采用獨立化操作方式，各類系統的版本無法保持統一，如總系統一般為Windows版本，而分系統一般為Unix版本，在系統集成過程中，如果技術人員沒有綜合考慮各類系統的需求以及版本差異，則在集成系統后續運行中，維護管理難度會顯著增加[4]。

3.2 應用模式分析

在服務器虛擬化技術的具體應用過程中，通過應用OS虛擬機，即可模擬出具體的工作環境。在系統集成環節，可形成多種服務器集群，將服務器與主機進行有效結合，同時采用直連的形式詳細記錄主機內容。SAN協議的作用是促進存儲區域網絡規模拓展，因此，通過創建SAN盤陣，即可實現各類網絡數據資源共享。為了避免集成系統出現問題，要求動態化監測OS，當OS的各類基礎參數發生變化時，要求及時發揮安全防護功能，調出數據，并做好數據備份，盡快恢復各類信息資源，避免經濟損失過大。網絡連接方式比較多，在網絡連接方法選用方面，可應用自動化交替形式，以充分發揮服務器集群效應，同時，可保證虛擬服務器能夠自動化啟動，進而顯著改善系統運行穩定性以及可靠性。當處于虛擬環境中時，對于OS機以及虛擬化服務器的各類硬件資源、軟件資源，均應當充分結合，在資源分配過程中繪制電子圖表，將工作強度作為資源分配的重要依據。

在服務器虛擬化技術的應用過程中，在資源管理方面，可采用分布式管理方式。虛擬化服務器的類型比較多，各自的特性也有所不同，對此，要求對服務器的各類基本參數以及性能做出對比分析，據此確定虛擬化服務器硬件和軟件方面的差異，結合系統運行實際需要制定具體的應用方案。在分布式資源管理模式的實際應用中，各個子系統可將資源發送至主系統中。在虛擬機數據資源共享方面，可充分利用Vmotion技術的重要作用，在各個子系統之間，如果需進行信息交互，則可應用Vmotion技術的數據轉換功能，對虛擬化服務器的所有資源進行平均分配。資源調度系統的作用是對服務器設置各類控制參數，因此主系統可對資源調度系統直接發出指令。服務器虛擬化技術的基礎為自動化技術，為了促進系統集成化水平，要求對系統運行情況進行分析，據此采用手動調節控制方式。在虛擬化服務器運行過程中，資源調度系統能夠對各類動態資源進行科學合理的分配，進而促進主機軟件運行效率的提升，同時其還能夠將多個服務器相結合，據此提升資源利用率。在Vmotion技術的實際應用中，需要注意以下幾點：第一，提升CPU兼容水平，如果CPU的兼容能力比較差，則可聯合應用相同的CPU，并直接復制粘貼相關指令；第二，對CPU指令層級作出判斷，如果CPU的指令層級比較低，則應當遷移至虛擬服務器中，反之，需在跨越ESX兼容硬件的基礎上進行遷移。虛擬化服務器的運行功能比較多，要求對各類數據信息進行科學合理的分配，同時重組硬件資源。在系統集成過程中，首先需確定系統集成需求，然后對各類子系統的重要程度進行分析，據此開展資源配置。在系統運行過程中，要求將系統資源作為重要基礎，對此，要求對各類資源的應用情況進行動態化監測，一旦發現高度負載，則要求對閑置資源進行重新配置，促進物理服務器運行效率的提升[5]。

在系統集成過程中應用服務器虛擬化技術，即可對系統資源進行集中化管理，在這一技術的具體應用中，要求形成多種操作系統平臺，確保能夠滿足各類層次用戶的多元化要求。在部分虛擬化服務器中，硬件資源以及軟件資源均比較多，為了促進服務器應用效率的提升，要求對各類資源進行分類，據此配置信息資源。通過采用集中化資源管理模式，即可重組虛擬化服務器，同時，對于多個服務器，可進行統一高效的管理，如果對硬件進行升級處理，則對于服務器管理權限，可直接遷移至其他虛擬化服務器中，子系統在空間部署方面更加集中，要求適當拓展虛擬化技術的應用范圍，合理分配服務器的各類功能，避免出現職能交叉問題。

3.3 應用效果分析

在系統集成過程中應用服務器虛擬化技術，可展現出以下優勢：第一，促進集成系統運行效率的提升，將多個虛擬化服務器工作內容進行有效結合，提升系統各類資源的配置水平。第二，促進系統業務處理效率的提升，保證各類工作的連續性。第三，保證系統中信息數據的安全性，系統中的信息資源類型比較多，如果信息被竊取，則通過應用服務器虛擬化技術即可及時備份，避免信息數據丟失。第四，促進系統服務水平的提升，如果用戶提出新的要求，則服務器虛擬化技術可根據用戶需求模擬出新型服務器，確保能夠滿足各類用戶的實際需要[6]。

4 結束語

綜上所述，本文主要對系統集成過程中服務器虛擬化技術的應用方式進行了詳細探究。在服務器虛擬化過程中，可將分散在多臺計算機中的各類應用以及用戶存放至一臺計算機中，從物理運行環境轉變為虛擬運行環境，從分散狀態轉變為集中狀態。通過對虛擬基礎架構進行高效管理，即可將各類資源和業務進行有效結合，并進行統一化管理，顯著降低系統運行和維護管理中的成本投入量，同時還可顯著改善系統配置形式。為了充分發揮服務器虛擬化技術的重要作用，必須加強技術研發創新，促進服務器集成的穩定發展。