数字化校园服务器 虚拟化技术整合

　　1 引言

　　上海公安高等专科学校在成功申办国家示范高职院校后，各方面的工作已全面展开，数字化、信息化建设更是成为学校进一步发展的动力，是学校发展的当务之急。随着应用软件新平台的不断推出，而作为硬件平台的基础服务器等需求量、维护量迅速增加，原来管理模式已跟不上要求，服务器的整合迫在眉睫。

　　2 当前服务器硬件平台现状和面临的问题

　　随着业务的发展，上海公安高等专科学校应用软件的开发迅速发展。在短短几年中，应用于教学和管理的系统就超过30个，服务器数量超过39台，磁盘阵列5台，总台数达44台。总存储容量约15T。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、兼容等因素制约，新增加的应用系统都需要单独配置服务器，使得服务器数量直线增加。

　　(1) 网络学院服务器共6台。其中Web服务器3台，数据库服务器2台，视频服务器1 台，磁盘阵列1台。

　　(2) 远程教育服务器 5台。其中视频服务器1台，Web服务器2台，数据库服务器2台，磁盘阵列1台。

　　(3) 学校数字图书馆8台。其中视频服务器2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，知网数据库1台，软件下载1台，磁盘阵列2台。

　　(4) OA系统 3台。其中旧版和新版OA各一台，数据库服务器1台。

　　(5) 瑞星网络版杀毒中心2台。

　　(6) 开发中的OA系统3台。其中域服务器2台、DNS服务器 1台。

　　(7) 学校网站、邮件服务器(含FTP)各1台。

　　(8) 心理驿站、团委网站、办公室档案管理系统、学员问卷调查系统各1台。

　　(9) 学校各部门网页2台。

　　(10) 学校门禁前置2台、水控前置2台、一卡通2台、消费前置1台，磁盘阵列1台。

　　(11) 网管系统2台。其中Opmanager和Netwin2000各1台。

　　(12) 其他自行开发的各种应用系统，如排课系统、培训一部学员管理系统、车辆管理系统、设备借用管理系统、网上报修系统、学员直通车、问卷调查系统、多媒体查询系统、答疑热线、教研园地、网上工作日志、值班工作日志等软件开发平台不同，分别安装在其他不同的服务器中。

　　可见39台服务器的应用分布和存储相当分散。

　　面临的问题：

　　1.服务器的利用率低。现在机房内运行的大部分机器的利用率都非常低，由于一台服务器只能有一个操作系统，受系统和软件开发平台的限制，CPU、内存、硬盘空间的资源利用率不超过15%，大量的系统资源被闲置。

　　2.可管理性差。首先是可用性低， 除个别系统做了服务器集群外，几乎每个应用服务器都是单机，如果哪台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。其次是系统维护、升级和扩容时需要停机进行，也将造成应用中断，其中包括学校的一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大。

　　3.兼容性差。系统和应用迁移到其他服务器，需要和旧系统兼容的系统。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，而老的代码有时候也很难移植到新的硬件平台上。例如：学校门户网站，以ASP为开发平台，安装在Windows 2000 Server操作系统上，几年下来，开发了许多应用，最新的一些应用又以ASP高版本、JSP、JAVA等为开发平台，安装在Windows 2003 Server操作系统上，不仅互不兼容，而且还由几家公司分别开发。为节省时间、物力和保持网站持续的服务，只能用增加服务器方法来解决。

　　4.服务器和存储购置成本高，维护成本递增，也不得不考虑。随着服务器数量增加，每年要支出高额购置费用不说，还有一半服务器已经过三年保修期，部件逐渐进入老化期，维护、维修预算费用也逐年增加。

　　3 虚拟化技术引入

　　针对上面我们碰到的各种问题，经过分析和调研，我们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可扩展性，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。要解决好以上四个方面面临的问题，采用虚拟化技术整合是一条捷径。

　3.1虚拟化发展史

　　虚拟化的概念在20 世纪 60 年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移，微型计算机和 PC 可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力。因此到 20 世纪 80 年代，虚拟技术已广泛使用。到了 20 世纪 90 年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化技术解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和服务器易受攻击等。现在，虚拟化技术处于时代前沿，可以帮助企业升级和管理他们在世界各地的 IT 基础架构并确保其安全性。

　　3.2服务器虚拟化概念

　　虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

　　简单的说，服务器的虚拟化是指把服务器的硬件资源虚拟化成资源池(如CPU、内存等)，以虚拟机的形式对外提供应用的运行平台。

　　进一步说，虚拟化对传统的实体机而言，有三个方面突破了传统的模式：

　　第一，它是一个抽象层，它将物理硬件与操作系统分开，从而提供更高的 IT 资源利用率和灵活性。

　　第二，虚拟化允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一实体机上独立并行运行。每个虚拟机都有自己的一套虚拟硬件(例如 RAM、CPU、网卡等)，可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序。无论实际采用了什么物理硬件组件，操作系统都将它们视为一组一致标准化的硬件。

　　第三，虚拟机封装在文件中，因此可以快速对其进行保存、复制和部署。可在几秒钟内将整个系统(完全配置的应用程序、操作系统、BIOS 和虚拟硬件)从一台物理服务器移至另一台物理服务器，以实现零停机维护和连续的工作负载整合。

　　3.3虚拟化的好处

　　从分区意义来看：在一个物理系统中可以支持多个应用程序和操作系统，可在扩展或扩张体系结构中将服务器整合到虚拟机中， 计算资源被视为以可控方式分配给虚拟机的统一池。

　　从隔离性来看：虚拟机与主机和其他虚拟机完全隔离。如果一个虚拟机崩溃，所有其他虚拟机不会受到影响，虚拟机之间不会泄露数据，而且应用程序只能通过配置的网络连接进行通信。

　　从封装意义来看：完整的虚拟机环境保存为单个文件;便于进行备份、移动和复制，为应用程序提供标准化的虚拟硬件，可保证其兼容性。

　　3.4虚拟化的价值

　　虚拟化技术正在转变 IT 行业的状况，它使各个组织能够动态地改善 IT 基础架构的性能和效率。让虚拟机在组织中发挥重大作用，每个虚拟机作为一小组文件存在，这些文件模拟整个硬件平台，包括 CPU、RAM 和网络端口。这种强有力的技术打破了“一台服务器一个应用程序”的传统体制，概括起来其优势表现为：提高服务器的利用率，实现服务器的高可用性，便于管理、易于维护。

　　3.5虚拟化的实现技术

　　目前市场上大都是以主流的VMware虚拟化软件来实现服务器的虚拟化的，VMware虚拟化软件中，有我们最熟悉的免费试用的VMware Server。如果对我校的服务器进行虚拟化整合，可采用VMware基础架构虚拟化套件VI (指VMware Infrastructure 产品套件)，提供构建虚拟基础结构所需的服务器虚拟化和管理软件，包括了：VMware Distributed Resource Scheduler (简称DRS) VMware DRS, VMotion VMware High Applicability (简称HA)等。

　　所有的高级功能都可以通过VMware的一个统一控制台来进行管理，这个控制台我们称为Virtual Center服务器为 IT 环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。另外，为了实现高级功能还必须配置一个统一的存储系统，该存储系统可以基于IP SAN或 FC SAN，目的是基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供集中管理。

　　4 虚拟化部署

　　下面看看我们如何用该套虚拟化软件来初步实现服务器的整合，具体方法步骤如下：

　　第一步：虚拟化架构设计，