關(guān)于服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用研究—以西安文理學(xué)院為例
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摘要：隨著信息化的發(fā)展，高校機房服務(wù)器數(shù)量增多，管理難度增加。本文介紹了西安文理學(xué)院通過實施服務(wù)器虛擬化項目，降低管理難度，提高服務(wù)器使用率，提升校園網(wǎng)管理水平，為全校師生提高更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
論文關(guān)鍵詞：數(shù)字化校園,虛擬化,VMware
1.引言
隨著教育信息化的迅速發(fā)展，各地高校在信息化建設(shè)和應(yīng)用方面飛速發(fā)展，數(shù)字化校園中各種應(yīng)用系統(tǒng)也不斷上線，學(xué)校中心機房服務(wù)器數(shù)量也急劇增加。如何能更加有效、合理地管理、分配這些資源，提高服務(wù)器的利用率，是數(shù)字化校園建設(shè)中必須認真解決的問題。
2.西安文理學(xué)院數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀
西安文理學(xué)院中心機房經(jīng)過多年建設(shè)，現(xiàn)有服務(wù)器20多臺，有購置多年的塔式服務(wù)器、機架服務(wù)器，也有新購買的刀片服務(wù)器，這些設(shè)備面向?qū)W校各部門提供辦公自動化系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、迎新系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、檔案系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)、校友系統(tǒng)、離校系統(tǒng)、二級網(wǎng)站等服務(wù)。由于建設(shè)時間、需求、經(jīng)費等原因，這些信息系統(tǒng)在硬件平臺、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等方面存在不同程度的差異。
我校最初購置服務(wù)器用于各二級部門網(wǎng)站建設(shè)以及個別部門自己的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)。2008年起，我校開始集中部署實施數(shù)字化校園建設(shè)項目，購買了刀片服務(wù)器支持該項目，項目主要包含三大平臺(1.統(tǒng)一身份認證平臺2.門戶平臺3.數(shù)據(jù)中心平臺)和九大業(yè)務(wù)系統(tǒng)（1.人事系統(tǒng)2.校友系統(tǒng)3.教務(wù)系統(tǒng)4.辦公系統(tǒng)5.招生系統(tǒng)6.迎新系統(tǒng)7.公寓系統(tǒng)8.學(xué)工系統(tǒng)9.離校系統(tǒng)）。
3.基于虛擬化技術(shù)的改造
3.1虛擬化技術(shù)概述
服務(wù)器虛擬化技術(shù)是基于資源請求的優(yōu)先級及當(dāng)時服務(wù)器資源的負載情況，將資源在多個應(yīng)用系統(tǒng)之間合理分配和回收，從而提高資源的利用率，簡化管理流程，提高工作效率。它是在同一臺服務(wù)器上運行多個獨立的虛擬操作系統(tǒng)，多個操作系統(tǒng)之間共享服務(wù)器硬件資源，物理資源根據(jù)各個操作系統(tǒng)的實施負載情況動態(tài)分配和回收。此種方式不但可以通過控制在服務(wù)器上的虛擬操作系統(tǒng)的數(shù)量有效利用服務(wù)器的物理資源，而且可以通過對服務(wù)器物理資源的升級，提高服務(wù)器的使用強度和降低硬件采購和維護的費用。
利用虛擬機軟件，可以在一臺服務(wù)器上運行多臺虛擬服務(wù)器。這些虛擬服務(wù)器之間獨立運行，互不干涉，對使用者而言，其使用過程和使用獨立的服務(wù)器沒有任何區(qū)別。經(jīng)過前期考察、調(diào)研，我校購買使用了VMware軟件實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化。
VMware虛擬化技術(shù)的工作原理是直接在計算機硬件或主機操作系統(tǒng)上面插入一個精簡的軟件層，這個軟件層包含一個虛擬機監(jiān)視器，用于動態(tài)和以透明方式分配硬件資源。
3.2基于虛擬化技術(shù)的數(shù)字化校園項目改造
我校數(shù)字化校園虛擬化項目主要針對2008年開始實施的三大平臺和九大業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用一臺華賽T8000刀箱（內(nèi)含8個刀片服務(wù)器）作為虛擬化平臺的硬件。在每個刀片服務(wù)器上安裝VMware軟件，采用虛擬化方式部署和管理刀片服務(wù)器，每服務(wù)器至少運行1個虛擬客戶機。采用負載均衡方式運行，各刀片服務(wù)器組成DRS/HA虛擬機群集。具體實施拓撲圖如圖1所示。
圖1 西安文理學(xué)院應(yīng)用系統(tǒng)虛擬化拓撲圖
3.3實施效果
1.利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以在一臺物理服務(wù)器上可以虛擬出多臺虛擬服務(wù)器，這些虛擬服務(wù)器可以使用不同操作系統(tǒng)，安裝不同應(yīng)用系統(tǒng)，大大提高了服務(wù)器的使用率，降低了購置硬件設(shè)備的資金，為學(xué)校節(jié)約了經(jīng)費。
2.利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以按實際需要進行對資源進行動態(tài)調(diào)配。如我校的迎新系統(tǒng)，在每年開學(xué)幾天使用，其他時間基本處于閑置狀態(tài)；再如選課系統(tǒng)，每學(xué)期只使用一星期，其中第一天訪問量最大。這些系統(tǒng)在使用時間內(nèi)，訪問量大，需要足夠的硬件資源支撐，但單單為這幾天的使用投入大量資金購買設(shè)備又十分浪費。使用虛擬化技術(shù)后，我們可以在集中使用的幾天為該系統(tǒng)增加各項資源配額，保證系統(tǒng)正常、快速運行。當(dāng)使用完畢后，我們可以將這些資源放回資源池，分配給其他系統(tǒng)使用。這樣就大大提高了服務(wù)器的利用率。我校的離校系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)中的選課系統(tǒng)都可以使用此方法。
3.利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以提高服務(wù)器的安全性、可靠性。虛擬化技術(shù)將所有服務(wù)器作為一個資源池統(tǒng)一進行管理，在資源足夠的情況下，如果一臺物理服務(wù)器出現(xiàn)故障，虛擬化技術(shù)可以將故障服務(wù)器上的虛擬機遷移到其他正常的服務(wù)器上，保證了系統(tǒng)的不間斷使用，不用擔(dān)心因故障問題需要長時間維護，影響到應(yīng)用平臺，造成系統(tǒng)不能訪問。在未使用虛擬化技術(shù)前，我校教務(wù)系統(tǒng)的一次故障，系統(tǒng)不能正常使用，造成教師給學(xué)生考試打分不能進行，我部門技術(shù)人員連夜排查、維修，在一天后硬件到貨后得到恢復(fù)。使用虛擬化技術(shù)后，它能自動將系統(tǒng)進行遷移，保障系統(tǒng)不間斷使用，緩解了技術(shù)人員的壓力，避免了硬件設(shè)備沒有到貨時的空檔。
同時，虛擬系統(tǒng)下的各個子系統(tǒng)相互獨立，當(dāng)其中一個系統(tǒng)受到攻擊而崩潰時，其他系統(tǒng)不會受到影響。
4.利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，使災(zāi)難恢復(fù)簡單化。完成虛擬機的規(guī)劃部署后，通過VMware vSphere Client客戶端軟件設(shè)置執(zhí)行快照的方式不斷更新虛擬機文件。當(dāng)虛擬服務(wù)器發(fā)生故障時，不用重新進行系統(tǒng)部署，配置服務(wù)器，只要復(fù)制相應(yīng)的虛擬化文件，就可以迅速恢復(fù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
5.利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，使服務(wù)器管理簡單化。未安裝虛擬化系統(tǒng)之前，管理多臺服務(wù)器需要登錄到各個服務(wù)器，進行頻繁的機器切換，效率低下。使用虛擬化技術(shù)后，登錄到 VMware vSphere Client，在簡單的操作界面下可以對多個虛擬機進行維護，提高了管理效率。
4.結(jié)論
使用虛擬化服務(wù)器技術(shù)后，我校的服務(wù)器利用率得到了提升，解決了服務(wù)器資源利用不均衡，數(shù)據(jù)備份和系統(tǒng)遷移困難等問題，大大降低了管理人員的維護復(fù)雜度，為全校師生帶來更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
參考文獻
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