基于Linux的RHEL集群虚拟化系统的研究

钟克英

(广东省佛山市顺德区中等专业学校 广东 528300)

0 引言

随着计算机技术的快速发展，信息网络技术极大的改变了人类的生活与工作方式。特别是以云储存、数据运营平台的信息服务模式迎来了黄金发展时机，虚拟化技术的产生使得企业与个人能够通过数据中心高效快速的处理数据业务，更好的降低运营成本。但现有的虚拟Web服务中越来越多地使用CGI、动态主页等CPU密集型应用，这对服务器的性能有较高要求。

1 Linux的RHEL集群虚拟化系统的应用现状

虚拟化是指计算机元器件通过一定的技术手段实现扩大硬件的容量，简化软件重新配置的过程。目前，虚拟化技术分为硬件虚拟化和软件虚拟化。硬件虚拟化以CPU虚拟化技术最具代表性，目前较多的CPU虚拟化包括多任务技术和超线程技术。而软件虚拟化多是通过虚拟机VMM（监视器）来与硬件建立联系，用VMM来实现其对系统上所有虚拟机的访问。在软件虚拟化解决方案中，VMM与操作系统的作用与功能有了重要变换，即VMM成为传统意义上的操作系统，操作系统的位置由应用程序所置换。因此，需要额外的通信层需要进行二进制转换，获得物理资源的接口，模拟硬件环境。但由于此项技术的复杂性难于实现，使得这一技术目前应用受限。

但随着Linux操作系统不断走向成熟，它的适应性和在网络安全领域的独特作用逐步显现出来。Linux 为GNU软件和标准化的PVM、MPI消息提供了一种新的传递机制，特别是Linux实现了对PC机提供高性能网络支持的解决方案，这一特点能够极大的满足RHEL集群虚拟化对服务器的指标要求，极大的推动了基于Linux的集群系统的快速发展。目前，基于Linux的在集群产品和解决方案得到广泛的应用，Linux集群大量在金融、电信、电子商务以及IT等行业有着非常广泛的使用。如谷歌、Baidu和网易后台均采用Linux集群服务器，2010年，谷歌公司采用linux集群解决方案的服务器达到300万台。值得注意的是这些集群产品大多是HA（High-Availability Linux）和LVS的集群解决方案，虽然具有可靠性、可用性和可服务性，上述两种解决方案都存在不同的缺点。如HA集群是双节点的形式，单机处理能力有限，一旦服务器处理量较大时，服务器处理能力的扩容方式通常是淘汰旧的服务器，造成非必要性的浪费；而LVS集群的真实服务器大多是依靠前端IP负载器进行调度分配的，一般存在单点故障，如果IP负载加重，可能会导致整个集群系统的瘫痪。因此，通过基于linux的HA和LVS整合就能够有效克服上述问题。

2 基于Linux的RHEL集群虚拟化系统实现过程

2.1 系统实现环境

本系统实现环境及所需的硬件条件分别见图1、表1。

表1 集群网络节点IP分配

图1 集群网络拓扑图

2.2 RHEL双网卡负载均衡实现

在系统环境中，安装RHEL5.6，并采用双网卡绑定技术实现服务器网络连接的高可用性及吞吐量，如图2所示。

在具体设置中，网卡eth0和eth1虚拟成设备bond0，并且向外公布一个虚拟IP地址。存储AS500N的root管理密码为“1234567”。使用VI编辑器将标有//的内容添加到/etc/init.d/network中的相应位置。（//不用输入，修改完后需要重启服务器操作系统）mode为网卡工作方式，“1”为互援式工作方式（热备份工作方式，当前工作链路或网卡出现故障时，备份网卡会自动接管网络链路），“0”为集群式工作方式（同时在线提供两倍带宽，一条链路或网卡故障时，网络带宽为工作网卡带宽，不需切换）

图2 .实现存储节点网络负载均衡

2.3 AS500N存储调试及服务器节点上ISCSI挂载

由于AS500N存储管理系统出厂设置的IP 地址为192.168.1.1，通过浏览器地址栏中输入出厂地址，登录原始界面，系统默认管理员为admin，密码：admin，进入后显示AS500N存储信息。首先，对物理磁盘进行管理。服务器一般列出了系统中一个raid 卡上当前所有可用的磁盘。通常该系统的物理磁盘状态分为成员盘、全局热备盘、游离盘和不可使用的死盘，分别标记为：member、hotspare、good 及bad 四种使用状态，其中hotspare，good 状态磁盘可相互转换，bad状态磁盘必须先进行扫描转换，才可以正常使用。用户可点击按钮执行磁盘状态转换及磁盘定位显示操作。

其次，在双台节点服务器上安装BCP，使用PC机端连接节点服务器，通过编辑java授权策略文件，进入集群配置模式后， 添加集群名称并新建节点服务器，分别加入私网、公网IP信息，添加心跳分区、漂移ip信息、共享磁盘资源、添加资源的监控，及相关监控后，上传配置文件。

最后，在节点一中安装VMware-Workstation-6.5.2-156735.i386.bundle，设置桥模式，并将设备设置为指向bond0（双网卡绑定模式)。登入系统后，创建虚拟机成（图3）。在节点二重复节点一同样配置。但是需要注意的是节点二中的location内容要修改为/data/VM2，File name修改为/data/VM2 Windows XP Professional，并在/data上为VM1和VM2创建新的分区文件，部署WINDOWS系统应用。

图3 创建虚拟机

3 基于Linux的RHEL集群虚拟化系统的优点

本研究中使用了基于linux的IP-SAN技术，取代了传统的价格昂贵的SCSI、SAN存储。使得数据与服务器应用系统有效分离，数据被集中存放在RAID10盘阵上，不会因为节点失效（软、硬件故障）而导致数据丢失的现象产生。这一技术的应用能够有效降低RHEL集群服务器的使用成本，并能够让虚拟机实现快速切换，进一步提高了使用效率。即使出现任意节点失效的状况，本技术的使用，能够让VM系统迅速在另一节点重新部署，该应用方案使用了虚拟化技术，减少了硬件成本投入，提高了系统资源的使用率。

随着网络技术的快速发展，基于Linux操作系统的计算机集群虚拟化技术正迅速在国民经济领域中使用越来越广泛，特别是随着计算机应用技术的跃迁带来的硬件设备的淘汰更新率加快，如何降低企业和数据服务商的运营成本、提升数据传换速率、降低数据的流失风险都是目前需要亟待解决的重要问题。另外，云计算技术、物联网技术的成熟和大规模投入使用，都需要服务器具备高可用，高可靠，均衡负载，高性能计算的综合能力。因此，基于linux的集群虚拟化技术将会在这一领域有着广泛深入的发展前景。

[1]虚拟化与云计算小组 .虚拟化与云计算.北京：电子工业出版社，2009.

[2]高俊峰.循序渐进Linux基础知识、服务器搭建、系统管理、性能调优、集群应用[M].人民邮电出版社.2009-12.

[3]张展.用Apache架设WEB服务器[J].微电脑世界.2005.07期.