基于VMware的高校数据中心虚拟化技术分析
作者：李伶
来源：《电脑知识与技术》2012年第01期
        摘要：随着高校信息化建设的不断发展，高校应用服务器数量大量增加，导致数据中心面临着系统管理复杂、资源利用率低、兼容性差和安全控制与数据备份困难等问题。利用虚拟化技术可以将服务器进行整合，在保证业务连续性的前提下，确保全面的数据安全和快速准确的灾难恢复,不仅提高了资源的利用率，降低了运用成本，同时简化了管理模式，提高数据中心的管理与服务保障水平。
        关键词：数据中心；虚拟化；VMware；服务器
        中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0020-02
        Vmware Based on Datacenter Virtualization in University
        LI Ling
        (Information & Network Center of Xuzhou Normal University, Xuzhou 221116, China)
        Abstract: With the high development of information construction in University, the number of application server has increased，which leads to a lot of issues in datacenter, such as complex system management, low resource utilization, bad compatibility, safety control and difficult in data backup, etc. Using virtualization technology can integrate the servers, and can increase the resources utilization while ensuring comprehensive data security and fast and accurate disaster recovery. Meanwhile, it can simplify the management mode and improve the lev? el of datacenter management and service support.
        Key words: datacenter ; virtualization; VMware; server
        随着信息技术的高速发展，高校信息化建设取得了长足的进步，数字化校园成为高校信息化发展的一个必然趋势，而数据中心作为数字化校园的核心部分，承载着全校的网络办公、网络教学、网络通信、综合教务、科研信息、设备资产和综合信息服务等多种应用管理服务，成为衡量高校信息化建设水平的一个重要因素。
        但伴随着高校网络规模的日益扩大和应用的不断增多，高校数据中心在管理上暴露出很
多的局限和困惑，主要表现在：
        1)维护量大，管理水平偏低
        应用的不断多元化使得数据中心服务器数目不断增加，系统状况越来越复杂，管理越来越困难，维护的工作量越来越大。
        2)资源分配不合理，利用率偏低
        为了避免冲突，传统的服务器是根据应用的种类增加而增加，一台服务器通常不会投入到其他的应用，这使得大量服务器的利用率偏低，造成资源的闲置浪费，不仅占用了机房空间，而且增加了电力供应和制冷的能源消耗，违背绿数据中心建设的初衷，不利于节能减排。
        3)兼容性差
        系统和应用迁移到其他服务器，需要和旧系统兼容。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台，而老的代码有时也很难移植到新的硬件平台上。
        4)服务器数据迁移、备份、恢复困难
        业务连续性和灾难恢复性是管理风险的关键，特别是在数字化发展较快的高校中，需要对关键应用和数据库等重要服务器进行实时备份，一旦发生事故能够及时恢复。
        为了解决上述问题，数据中心虚拟化成为一个必然的发展趋势，受到越来越多高校的青睐和重视，逐渐成为高校信息化建设的主流技术和关键应用。
        1虚拟化技术介绍
        虚拟化技术是指通过映射或抽象的方式屏蔽物理资源的复杂性，以简化基础设施的管理，同时可以适应应用和技术的变化脚步，而且超出其物理局限性[1]，解决了异构平台的管理难度，提高数据中心资源的利用率和能力。
        虚拟化技术实现了软件跟硬件的分离,让资源的使用方式更具效率。用户不需要考虑后台的具体硬件实现,而只需在虚拟层环境上运行自己的系统和软件,而这些系统和软件在运行时,也跟后台的物理平台无关。
        2 VMware数据中心虚拟化方案
        目前应用较广且比较成熟的数据中心虚拟化方案为VMware虚拟化基础架构，包含ESX Server、Virtual Center和Virtual Client三个部分。其中，ESX Server直接安装在硬件层，可以创建多个虚拟机，并将硬件资源抽象到多个虚拟机中，使得虚拟机之间相互独立，拥有独立的处理器、内存、存储、网络等资源，可以运行不同的操作系统和应用程序。
        基于VMware的数据中心虚拟化主要包括服务器整合、业务连续性保证、虚拟化管理三个方面。
        2.1服务器整合
        如前所述，服务器数量剧增和平台依赖性等因素成为高校信息化发展的障碍，而VMware虚拟化技术可以通过整合硬件来提高服务器利用率，从而降低IT成本，在数据中心实现更强的控制力和更高的灵活性。
        利用VMware vSphere套件来整合服务器硬件。传统的一种工作负载配一台机器的服务器部署方法不可避免会导致硬件资产过度部署和利用率不足。大多数服务器只利用了其总体负载容量的大约windows server 2012是什么系统10%。电力、散热、网络、基础架构、存储、管理开销和不动产成本不断增
加。将物理机转换为功能完善的虚拟机可以避免服务器数量剧增。VMware虚拟机独立于底层硬件运行，在多种物理服务器上均可建立，每个虚拟机代表一个具有处理器、内存、网络、存储器和BIOS的完整系统。同一台物理服务器上的不同虚拟机均可以独立运行Windows、Linux等不同的操作系统及应用软件，从而实现一台物理服务器上运行多个系统，将服务器硬件的利用率从10%左右提高到80%左右，从而将硬件需求减少到原来的十分之一或更少。服务器数量的减少，必将导致电力、制冷等能耗的费用，从而极大的节约运营成本。
        2.2业务连续性保证
        为了解决服务器数据迁移、备份和恢复困难的问题，确保数据保护的安全，实现了服务器整合的数据中心必须构建高可靠性的灾难恢复和全面的数据保护功能。VMware数据中心虚拟化解决方案主要从构建可靠的灾难恢复、为IT基础架构提供全面的数据保护、利用HA功能消除计划内和计划外停机三个方面确保业务的连续性。
        构建快速、可靠、经济高效的灾难恢复解决方案。虚拟机的硬件配置、固件、操作系统安装以及应用程序安装都作为数据存储在磁盘上的文件中，使用备份或复制软件保护这些文
件即保护整个系统。因为虚拟机是独立于硬件的，这些文件无需更改即可恢复到任何硬件上，从而实现快速的灾难恢复；在虚拟化环境中，可以利用现有资源进行无中断测试，通过消除由硬件差异导致的故障，简化了维护恢复站点的复杂性；通过将物理服务器转化为数据，并将恢复过程转化为软件，利用VMware SRM (Site Recovery Man? ager)可以实现灾难自动恢复。
        为IT基础架构提供全面的数据保护。利用基于磁盘的备份和恢复解决方案VDR（VMware Data Recover）实现快速、简单和全面的虚拟机数据保护，将完整的系统配置、应用程序安装和数据封装到几个文件中，实现对系统和应用程序的全面保护和无中断备份。
        利用HA功能消除计划内和计划外停机。无论是计划内停机还是计划外停机都会产生大量成本。在VMware的专有工具中，用于虚拟机热备的HA工具，不仅实现虚拟机的热备，还能实现虚拟机集、资源的动态分配等功能。HA将一组虚拟机合并为一个具有共享资源池的集系统。HA监控集中的所有主机，一旦某台主机发生故障，HA会立即响应，并利用ESX Server存储栈中的锁定技术，在另一台主机上安全重启发生故障的主机，完成业务不中断的切换[2]。
        2.3虚拟化管理
        快速的基础架构以及新应用程序平台和云计算部署模式的出现，超出了传统IT管理方法的能力范围。VMware通过vSphere平台提高了可管理性，利用Virtual Center管理主机和虚拟服务器，简化了管理，它能在即将发生性能下降时发出警报，使管理者能够在中断用户受到影响之前采取行动，将“先警报后响应”的管理方法转变为“先响应后报警”的管理方法。同时，VMware提出了一种融合管理的解决方案，可以在团队之间实现更强的协作和数据及流程共享，使各团队相互独立的状态转变为采用共享服务模式。
        3数据中心虚拟化方案的实施建议
        数据中心实施虚拟化技术，需要从以下几个方面加以考虑[3]：
        1)要统筹规划，分步实施
        不同高校现有资源及资源的使用情况不同，虚拟化的实施步骤应该根据自身资源状况，制定系统的实施规划，确定需要纳入虚拟化管理的现有资源和不同类型的类型，分步实施数据中心虚拟化工作。
        2)避免盲目强行虚拟化
        不是所有业务系统或应用都适合虚拟化的，例如高性能计算、视频服务类应用、需要占用大量I/O和内存资源的大负载应用以及其他重要应用，就不适合采用虚拟化技术，应该根据数据中心实际应用情况来具体分析。
        3)技术和管理并重
        在实施数据中心虚拟化的过程中，即涉及物理资源虚拟化问题，又涉及管理虚拟环境问题，在做好具体化技术方案的同时，也应该加强管理的规范化，做到两手抓，两手都要硬。
        4结束语
        基于VMware的虚拟化技术在高校数据中心的应用能提高现有服务器的利用率，在保证业务连续性不间断的前提下，为高校节省购置服务器和由此所带来的供电、制冷等方面的开支，大大降低高校的IT成本。同时，配套的管理平台和软件也为虚拟化数据中心的管理和维护带来极大的便利。可以说，VMware虚拟化技术为高校数字化、信息化的发展提供了可靠的硬件保障和软件平台，成为高校实施数据中心虚拟化的主流趋势和最佳选择。

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