作为校园网核心的服务器，是数字化校园应用建设的基础设施。为保证各应用系统的正常运行，各类服务器一般采用集中管理、独立运行模式，其目的是避免各系统之间存在的不兼容引起的冲突。由此导致80％以上的服务器存在单一应用而产生服务器资源闲置。近年来，随着各教学单位加大了网络教学及相关教学管理系统的开发使用。导致作为硬件平台的服务器资源明显不足，当一台服务器而向多个用户时，经常发生应用系统不兼容、一个应用系统的故障引起系统整体的宕机、中断，严重影响了校园网的正常工作。如何运用虚拟化技术解决这一难题，本文给出了以山西大学商务学院为对象的解决方案。
　　一、现状描述：数量与对象之间的矛盾
　　随着学院系部教学、试验系统的不断的增加，各类应用软件的不断引进。在短短几年中，应用于教学和管理的系统多达40余个，服务器数量更是超过30台。由于受操作系统版本不同、软件开发平台不同、应用不同、不同公司开发、相互之间协调、兼容性、及服务器安全等因素制约，新增加的应用系统80％以上需要单独配置服务器。
　　目前学院服务器分布情况如下：学院网络管理服务器共7台，其中DNS服务器1台，DHCP服务器1台，认证服务器2台，日志服务器2台，网管服务器1台。教学及实验系统服务器16台。图书系统服务器4台。图书借阅系统1台，Web服务器1台，期刊索引1台，电子图书1台。OA系统4台。其中旧版和新版OA各1台，教务系统1台，数据库服务器1台。校园网络版病毒控制中心1台。学校网站服务器3台、邮件服务器1台。机房一卡通管理服务器1台。其他自行开发的各种应用系统，如网上选修系统、资产管理系统、教材管理系统、人事管理系统等别安装在其他不同的服务器中。
　　从上可以看出37台服务器的应用分布和存储相当分散，如果不能有效的解决该问题，在今后仍然面临服务器不足的问题。
　　二、概念设计：服务器虚拟化技术内核
　　针对以上各种问题，经过分析和调研，认为目前学校的服务器平台前期建设已经投入了大量的人力、财力，既要充分利用现有的服务器等资源，又要考虑到系统整合后的高可用性、稳定性及适合未来技术发展的趋势，以此来实现对服务器的（包括应用程序平台）整合，虚拟化技术就成为服务器整合的一条捷径。
　　1、服务器虚拟化概念
　　服务器虚拟化(Server Virtualization)是指多个操作系统在同一时间运行在同一台主机上。通过这种技术，在一台机器上可以支持Linux，Windows，UNIX等操作系统同时运行，而不需要重启机器以切换操作系统。简单地讲，就是将物理机器、操作系统及其应用程序“打包”成为一个文件，称之为虚拟机。
　　2、服务器虚拟化的价值分析
　　通过对虚拟化技术的研究与应用于解决我院如下问题。因某些应用无法在单一服务器上整合，为了避免冲突和兼容性，于是一个业务一台服务器，造成服务器数量加大但档次较低，运行稳定能力不足。虚拟化技术的应用，将极大的提高每台服务器的利用率，从而降低整个服务器基础架构的总体拥有成本，意味着绿色。
　　因物理服务器数量的减少，服务器群的能耗，散热用电均大幅度减少，备用电源UPS也不会造成水涨船高的形态。
　　降低管理成本，解决数量庞大的服务器群所带来的运行维护成本上升，虚拟化技术可通过服务器整合提高服务器管理效率，减少需要管理的物理资源的数量、隐藏物理资源的部分复杂性。实现负载管理自动化，通过集中管理控制台来加强和简化公共管理任务。
　　提升系统安全性，虚拟化技术可提升系统突发情况下的安全性，由于虚拟系统的硬件平台无关性，将大大提高了业务系统的服务可用性。
　　三、行动计划：一个具体应用的解决方案
　　1、硬件准备
　　两台I／O性能方面强大，内存容量大的服务器，我们采用的型号为DELL R900，支持4路CPU高端服务器，配置4个4核英特尔至强处理器，64G内存，5块173G SAS 15K硬盘，4块盘RAID 5一块热备，用于安装ESX Server3．5虚拟机的操作系统，每台实体机上可根据应用的大小，根据服务器配置，可重新安装配置或从实体机中迁移20到32个实体服务系统进行虚拟化操作。
　　一套DELL NXl950 IP SAN／NAS存储系统，容量6T，用于虚拟机的共享存储。
　　利用虚拟后空余的服务器安装Virtual Center2．5和ESXserver 3．5的License，可在MS Windows界面下，管理虚拟机和客户操作系统。
　　2、将实体服务器迁移到虚拟机
　　使用VMware Converter Enterprise 4软件，可将实体机迁移到虚拟机，迁移成功后，在正式投入使用之前，让它在虚拟机试运行一段时间，要对CPU、内存等负载情况进行严格的监控。必要时可调整CPU、内存和硬盘存储空间，确保系统的可靠性与可用性。
　　我们从负载最小的应用平台做起，顺序是：杀毒服务器、Web服务器、文件和邮件服务器、SQLServer服务器。例如：从实体病毒控制服务器开始，然后再迁移第二台服务器，学校Web服务器，依次类推。在迁移过程中我们必须及时掌握虚拟机的压力。同时在试运行阶段我们暂时保留被迁移的实体机，一旦发生问题无法逆转，可以再切换回去。
　　实体机整体迁移时，在百兆网络环境迁移时，每小时约传输1OG数据。在千兆网络迁移时每小时约传输40G数据。如果虚拟机和实体机之间直连用双绞线连接迁移，每小时约传输80G数据，可以实现高速迁移。
　　3、在实现ESX的HA注意的问题
　　·虚拟化的集群对象是作为虚拟机的物理服务器，而不是针对单个虚拟机。
　　·必须保证资源池中所有服务器对共享储存区域的访问，以保证使用包括动态迁移等高级特性。
　　·集群化后为保证虚拟机的顺利迁移。必须保证资源池中留有一定的资源空间位虚拟的迁移准备。
　　4、避免误区
　　不要为了虚拟化而进行虚拟化，要循序渐进，利用好原有的资源，要严格按照实体机的方式进行管理，对于高计算量的系统暂缓虚拟化。
　　我们仅仅对学院应用压力比较小的部分服务器应用系统平台进行了虚拟化，为我们能迁移应用压力较大的服务器提供了经验。对一些应用系统压力相对较大的应用平台，因迁移工作量大、自动备份和容灾要求高，应循序渐进，暂时利用好原有的资源来衡量，暂缓虚拟化。
　　安装ESX的服务器通过对CPU及内存使用情况的统计，应保证CPU每核应配置4G内存或以上，达到CPU及内存的高利用率。
　　四、效果分析：经济价值与服务质量
　　1、降低硬件成本
　　通过服务器初步整合，我们将21台服务器成功整合到2台服务器、1台控制中心和1套IPSAN设备里，并且明显地提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率。空出的服务器可根据服务器的实际配置考虑是否升级用作今后的应用系统开发和服务器虚拟化，从而保护了原有投资，减少了物理服务器的扩充数量，最大限度地降低硬件投入。
　　2、提高资源的利用率
　　通过对服务器的虚拟化整合，使得单台物理服务器的资源得到了充分利用，而且同时达到了CPU与内存的合理配置。
　　3、提高运维效率和服务质量
　　由于虚拟构架实现了虚拟机的动态可迁移性脱离了底层的硬件平台限制，不再需要像以前那样，一旦遇到硬件故障或维护需要数天的变更管理准备和维护时间，现在可以进行快速的迁移、维护和升级，不用担心某台服务器出现问题，会影响到整个应用平台。
　　随着网络覆盖范围的扩大，各类网络应用系统的开发速度也在加快，教学、试验系统的频繁测试对服务器不断提出新的需求，这时新服务器应用进行部署和测试。可在虚拟机里进行，大大降低了服务器重建和应用加载时间，提高了管理和工作作效率。
　　由于将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需进行资源调配，旧硬件和操作系统的投资得到了保护，也不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。
　　4、为将来的集中网络存储提供可能
　　整合后物理服务器数量得到很大程度减少，对于成本或者其他原因未整合的服务器群暂时没有接入到存储网络的服务器，以后可以考虑接入到存储网络，这样可以充分利用网络存储的优势，将这些分散的数据集中管理备份，为这些服务器和应用，以及今后的容灾奠定基础。同时，通过虚拟机的特有功能和网络存储的有效结合，提高了这些应用的可用性、移动性和灵活性。
　　灵活性得到提高，通过服务器的虚拟化可实现动态的资源部署和管理，在不影响用户的情况下对物理资源进行维护、升级或改变，满足不断提高的业务需求，同时提高硬件部件的可靠性。
　　随着虚拟化技术的日益成熟，中文版Vmware ESX基础架构虚拟化套件的出现，使用虚拟化技术的稳定性逐渐被认可。高校在信息化建设投入中应充分考虑虚拟化技术的使用价值。用来提升IT基础架构的易用性、实用性、可管理、安全性。

（责编：韩雨彤）

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