虚拟化技术在高校信息化中的应用

　　摘要：随着高校信息化建设的不断推进，同时高校人数的不断增加，随之的各类应用服务也快速增长。高校信息中心在硬件建设上采取的传统方式都是不断投资购买一系列服务器来提供数字校园服务器集群计算环境，主要构建学校各种教学、科研和管理的业务应用系统的运行环境。以顺德职业技术学院为例，不同配置、不同需求的各种服务器累计40多台，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、兼容等因素的制约，服务器数量急剧增加。高校信息中心面临着管理复杂度高、资源利用率与共享程度低、信息安全的控制与数据备份、机房建设与运行成本逐年升高等问题。

　　关键词：虚拟技术 高校信息化 应用

　　Abstract: With increasing and development of the university information construction, followed by all kinds of application service and fast growth. College information center in hardware construction is keeping to buy a series of server to provide investment digital campus server cluster computing environment, major build schools all kinds of teaching, scientific research and management of the business application system work environment. In shunde professional technology institute, for example, different configuration, the different needs of various server 40 sets of accumulative total, as the operating system, the software development platform version different, use different and different company development and mutual coordination and integration, etc between factors, server number has increased dramatically. Universities' information center facing management complexity, high resource utilization and sharing of information security, low degree of control and data backup, computer room construction and operation cost increases year by year.

　　Key Words: virtual university's information technology application

　　中图分类号： F062 文献标识码：A 文章编号：

　　1.高校信息中心面临的现状分析

　　1.1 系统资源利用率低

　　通常每个学校的职能部门、二级学院都有自己的门户网站，这些网站大多都是在不同平台上面开发，编程语言不同、所使用的数据库不同等，如果放在同一台物理服务器上面，很容易因为有些网站程序错误，导致其他的网站无法运行，所以一般都是单独一台服务器托管在中心机房。实际上这些网站的访问对服务器的要求并不高，这些服务器的资源利用率大多在20%左右，这在资源上造成了很大的浪费。

　　1.2 数据备份以及系统迁移困难

　　管理员难以对不同的系统进行统一的数据备份;系统迁移到新的服务器时候需要宕机，而且停机时间较长。

　　1.3 硬件成本高而且不够灵活

　　2.虚拟化技术

　　2.1 虚拟化技术主要分为以下三个大类 ：

　　2.1.1 平台虚拟化，针对计算机和操作系统的虚拟化。

　　平台虚拟化技术是通过使用控制程序，隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境(称为虚拟机)。虚拟机中运行的操作系统被称为客户机操作系统，运行虚拟机监控器的操作系统被称为主机操作系统;某些虚拟机监控器可以脱离操作系统直接运行在硬件之上。运行虚拟机的真实系统我们称之为主机系统。

　　2.1.2 资源虚拟化，针对特定的系统资源的虚拟化，比如内存、存储、网络资源等。

　　2.1.3 应用程序虚拟化，包括仿真、模拟等。

　　2.2 现有环境及需求

　　顺德职业技术学院校园网运行着近60台应用服务器，其中近40台托管于学校信息中心。从2008开始各学院和部门购置独立服务器的需求快速增长，信息中心的运行压力不断增大。学校不断收到各学院和部门提出购置新服务器并要求托管在信息中心的需求。

　　2.3 虚拟化平台方案设计

　　学院信息中心本着：“以人为本，独立高效。”的原则，软硬件的选型都充分考虑后续扩展与升级。目前能投入生产环境的虚拟化产品并不多，分别是VMWare的ESX、微软的Hyper以及思杰的Xen，结合目前市场对几个产品的反应，综合考虑，我们选择了VMWare ESX。

　　虚拟化平台的软件产品主要包括：VMWare ESX 4.0 update1;VMWare Vcenter Server 4.0 update1;Windows 2003 R2 Enterprise Edition(VCenter 操作系统);Mircosoft SQL express 2005。硬件产品主要包括：服务器，存储阵列以及网络设备;服务器的选择本着高效、稳定的原则，新购买两台IBM X3650 M3 PC server用于安装VMWare ESX 4.0和VMWare Vcenter Server 4.0;存储阵列使用学院刚刚购买不久的日立高端存储HDS USP-VM 存储，以及使用原有的网络设备。

　　该方案的两台3650物理服务器都配置了raid1，使ESX系统在服务器上可靠运行，物理服务器通过两条千兆链路连接到光纤交换机上，两台交换机分别用光纤通道连接到HDS USP-VM存储。

　　VMWare ESX特有的高可用性(HA)以及VMotion功能使得该方案具有高可靠性及硬件资源的分配更加方便。HA能使ESX 主机的故障转移，当集群中的一台ESX 主机出现故障，意外宕机时，原ESX上的虚拟机会在集群中的另外一台ESX 主机上重启。而VMotion能在管理员计划内将集群中的其中一台ESX 主机上的某虚拟机在线迁移至另外一台虚拟机上，迁移过程中虚拟机无重启过程，属于计划内工作。

　　3.运行效果

　　方案运行至今已经从其他老旧的塔式服务器迁入该虚拟化平台12台。虚拟机实际的分配情况为：CPU使用3GHz、内存20G、存储1T;本方案仅投入了15万左右的资金搭建该平台，其实际运行能力相当于20台应用服务器同时运行，用电量的节省达到30%以上，且运行效果良好，可靠稳定。大大的节省了硬件资源与运行成本。

　　结束语：

　　服务器虚拟化技术的历史已有十多个年头了，虽然存储和输入/输出瓶颈等问题仍会时有冒出，但是虚拟化技术带来的优点却是实实在在的，是可以获得的。通过使用各种虚拟化技术，能够提升高校信息化基础设施建设的使用效率，提升数据网络基础环境的可靠性和安全性。虚拟化技术在高校信息化建设的过程发挥着越来越重要的作用。

　　参考文献：

　　[1].Arzhan Kinzhalin and Rodolfo Kohn.Enabling dynamic data centers with a smart bare-metal server platform[J].Cluster Computing，Netherlands，2010.

　　[2]何禹，胡宇鸿，王一波。虚拟化技术在校园网数据中心的应用。电子科技大学学报，2007(6)：1461—1464。

　　[3]张彬，刘劲松，柴文磊，吴姣。基于VMware的高校数据中心虚拟化设计。信息安全技术，2011(04)：8—9。