1 服务器虚拟化技术

    服务器虚拟化（ServerVirtualization）是将服务器的CPU、内存、磁盘、I/O和电源等物理硬件抽象成逻辑资源，并能在这些虚拟的硬件资源上安装操作系统和应用程序。通过这种技术可以在一台物理服务器同时运行多个操作系统，并同时支持像Windows,Linux和Unix等多种操作系统同时运行。通过服务器虚拟化，可以提高服务器的利用效率，整合物理服务器数量，优化管理。图1为服务器虚拟化结构图。

    图1 服务器盛拟化结构图

    1.1 虚拟化软件

    目前市场上有多种服务器虚拟化软件，最主要的厂商包括VmwareESX、徽软的Hyper-V,Xenserver和红帽KVM虚拟机。VMwareESX是最早的虚拟化产品，对虚拟化也有着自己独特的思考，优势就是对多种操作系统的支持比较好，目前其市场占用率比较高。

    微软Hyper-V的优势则在于免费的Hyper-V。因为Hyper-V是与WindowsServer集成的，如果以微软产品作为系统的主要构成部分，使用Hyper-V更合适一些。如果用户主要使用的是Linux服务器的话，建议使用KVM虚拟机。从易用性和大规模部署方面，KVM不如VMware和Hyper-V,CentOSKVM是完全开源免费的，它是来自于RedHatEnterpriseLinux依照开放源代码规定释出的源代码所编译而成。由于出自同样的源代码，因此有些要求高度稳定性的服务器以CentOS替代商业版的RedHatEnterpriseLinux使用，目前深圳大学就是用CentOSKVM作服务器虚拟化。中国人民大学则采用VMware作为服务器虚拟平台。

    1.2服务器虚拟化的优势

    整合服务器资源。通过将物理服务器转化成虚拟服务器，在一台服务器上运行多个操作系统，避免了“一个物理机一个操作系统一种应用”的模式，提高服务器利用效率，减少物理服务器的数量，避免部署过多的备用服务器，节约了大量机房物理空间、节省能耗。

    提高应用系统可靠性。服务器虚拟化的一大功能是支持将运行中的虚拟机从一个物理主机迁移到另一个物理主机，整个过程中不会出现宕机事件，实现负载均衡。

    基于镜像的备份和还原。利用虚拟化，可以不依赖于特定物理服务器硬件快速实现服务器的备份和还原，目前虚拟化备份和还原技术有快照和克隆等技术，可以根据需要实现差异化备份，当发生宕机事件的时候，可以快速恢复和转移故障。另外虚拟化技术提供模板功能，可以快速灵活部署虚拟服务器，这也为快速恢复系统提供了支持。

    整合多代产品。利用服务器虚拟化，可以实现在各代产品之间迁移应用，将多代产品整合到同一个虚拟服务器池中，以进一步提高故障切换、负载平衡和灾难恢复能力。如现在新的服务器不支持旧版本的Windows和linux操作系统，播要升级购买更高版本的操作系统，这导致部分原来在低版本上运行的应用软件无法在高版本的操作系统上使用，必须购买或者升级新的应用软件，增加了新投入。

    2 存储虚拟化技术

    目前资源中心存储存在的普遍问题是有两种以上的不同类型的磁盘阵列，而由于缺乏统一的标准，不同存储设备厂商的SAN之间缺乏互操作性，对重要数据不能实现即时互备，同时不同的存储区域网之间也无法实现信息及数据的充分交流，不能按需分配空间，存在空间浪费等问题。存储虚拟化技术的提出，为解决这些问题提供了一种良好的解决方案。

    2.1存储应拟化技术

    存储虚拟化（StorageVirtualization）是对不同存储硬件资源进行抽象化表现，屏蔽系统的复杂性，对不同类型的存储提供统一的管理接口。通俗讲通过存储虚拟化能将存储网络上的各种不同类型的存储子系统整合成一个或多个可以集中管理的存储池（存储池可跨多个存储子系统），并在存储池中按需要建立一个或多个不同大小的虚拟卷，并将这些虚拟卷按一定的读写授权分配给存储网络上的各种应用服务器。对于用户来说看到虚拟化逻辑卷，不用关心使用哪个硬件资源。这样就达到了充分利用存储容量、集中管理存储、降低存储成本的目的，简化备份恢复、数据归档和存储资源分配等。

[page]    存储虚拟化实现技术方法有3种，交换架构虚拟化、磁盘阵列虚拟化、以及整合到应用设备内的虚拟化。IBM于2008年推出SVC（IBMSANVolumeController），能够将多个磁盘系统的容量整合为一个单一的“容量池”。SVC可帮助节省空间和能源，并能通过合并来简化存储资产的管理，这将极大地提高现有存储器的利用率，并减少额外的存储需求。在这一领域独占鳌头。2009年，HDS（日立数据系统有限公司）紧随其后发布了TagmaStore通用存储平台（USP），这是基于磁盘阵列的解决方案。2010年EMC公司新发布的Invista网络存储虚拟解决方案则是基于存储交换的解决方案。3种存储虚拟化方案各具优势。

    图2 虚拟存储结构

    2.2IBMSVC技术

    传统san环境是不同设备厂商提供的不同API接口，复制目的地和源必须为同构平台，不同产品使用不同的多路径驱动程序。低端磁盘设备没有复制功能或者仅提供初级复制功能。引人SVC后，整个SAN环境中使用统一复制API，不会随着存储设备的改变而改变。所有存储管理阵列使用公共的多路径程序，复制目的地可以使用低价的磁盘设备，从而减少了远程灾备所需成本。采用SVC技术后，用户可以在一个登录点同时管理所有存储，可根据需求动态把存储卷分配给服务器，增加或者减小服务器所需磁盘空间大小，能对不同存储数据在不同城市或者全球进行相互安全备份，对服务器的运行不会造成任何影响，对数字资源的可靠性提供了重要的保障。

    3 灾备方案设计

    灾备方案主要分两大部分，①服务器及应用系统的灾备方案，主要采用服务器虚拟化技术，虚拟化软件采用VmwareESX,②数字存储资源的灾备方案，主要采用IBMSVC的存储虚拟化技术。为了提高服务器和存储的可靠性及可用性，最好要求所有的服务器和存储器都是双控制器。整个灾备方案设计如图3。服务器虚拟化技术对众多物理服务器虚拟化，原来的物理服务机可以与虚拟机作为互备。SVC对EMC，同时对IBM存储进行整合统一管理，并可实现存储数据的互备工作。

    3.1 服务器及应用系统的灾各实现

    图3 灾备系统设计方案

    服务器虚拟化首先需要挑选恰当的CPU,要求CPU支持虚拟化，然后就是对内存的要求，一般作为虚拟化的物理服务器要求大内存。CPU对于服务器虚拟化的成败起到关键性的作用。如戴尔的服务器PowerEdgeR710做虚拟机服务器，标准内存为18GB，最大内存可增加到64GB，在该种物理服务器上可以同时运行30个左右的虚拟服务器。为了保证虚拟机的高可用还藉要为每台服务器配}HBA卡，连接相同的存储设备。采用多台刀片服务器做虚拟化，在各台刀片服务器上安装ESX，每台刀片通过SAN光纤交换机连接相同的存储设备。多台服务器通过VmwareCenter进行群集管理，这样当一个物理主机ESX负载较大或者宕机后，运行在该主机上的虚拟服务器就可以在不停机的前提下实现自动迁移至其他ESX主机，负载均衡和高可用。

    Vmware提供多种部署虚拟方案，最常用的一种方法是把现有的物理服务器盛拟化，这种方法可以在不关闭物理服务器的情况下，通过网络对物理服务器迁移至ESX服务器，实现对物理服务器的虚拟化。另一种是通过模板部署虚拟机，通过模板部署虚拟机快速方便，是最常用的一种虚拟服务器的创建方法。使用模板前只需要事先安装好一台虚拟服务器模板即可。对虚拟机可以采用克隆和快照等功能对虚拟服务器系统进行备份和快速部署新的服务器。

    3.2数字存储资派的灾备实现

    采用SVC虚拟化EMC,IBM和同有3种不同类型的存储，通过一个登录点（CIE浏览器）对3台存储设备进行统一管理。为提供存储虚拟化的高可用性，SVC节点配t为双节点，在cluster中的每一个node连接到独立的UPS单元。在进行SVC配里前，要求所有ESX服务器和存储都使用双控制器与SAN交换机连接。并搜集所有服务器和存储器的硬件连接与磁盘分配使用信息。然后通过连接线缆、规划Zone,SVC存储池和受管磁盘规划，SVC卷和主机映射等。

    引入SVC虚拟化存储后，最主要的功能一是充分利用了存储空间，将原来空间不够用的动态调大，对原来的多余空间进行了缩减，消除了存储孤岛。二是提供对重要数据在不同类型存储上的同步镜像，保证数据的安全。SVC还支持同城异地和全球远程灾备。三是分级存储，将非活动或活动程度较低的数据转移到成本较低的同有存储上，可以将更高价值存储上的磁盘空间空出来，供更重要的活动数据使用。

    4 结束语

    服务器虚拟化和存储虚拟化技术是高校灾备系统的一种重要手段之一。目前我校购买了DELL的刀片服务器作为服务器虚拟化和IBM的SVC作为存储虚拟化的硬件平台。引入VmwareESX作为虚拟化服务器软件平台，为我校服务器系统快速部署灾备、以及数字资源灾备创造了有利的条件。通过采用服务器虚拟和存储虚拟化技术为我校的数字资源应用系统提高连续、高效和安全的服务。

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