基于VMware技术的高职院校图书馆服务器架构研究

徐正东　宋永生

摘要：通过利用VMware技术对江苏某高职院校图书馆服务器机房进行重新架构，使得服务器机房稳定性与可拓展性增强，资源利用率得到提高，管理与操作更加简便。

关键词：VMware；图书馆；服务器

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）14-3427-03

随着国家教育改革的不断深入，教育部对高职教育的重视程度不断上升，一批批国家级示范性高职学院、国家级骨干高职学院和省级示范/骨干高职学院的建设，使得高职学院，无论是软件还是硬件都有了不同程度的提升。在这轮发展中，高职学院图书馆也获得了空前的发展，其中硬件服务器作为图书馆电子资源与服务的载体在高职图书馆建设中至关重要，各高职学院图书馆也根据发展需求升级或采购了一定数量的服务器。

随着承载资源和服务的服务器数量的增加，服务器的整合规划管理就被提上高职学院图书馆管理议程，如何高效管理应用系统，如何高效操作系统环境，以及如何降低运营成本等就成了目前高职学院图书馆服务器管理中丞需解决的现实要问题[1]。而VMware技术在服务器虚拟与整合中强大功能使其逐渐成为高职学院图书馆解决越来越多的服务器管理问题行之有效的手段。

1 文献回顾

1959年Christopher Strachey在《Time Sharing in Large Fast Computers》这篇学术报告中就提出了虚拟化的概念。虚拟化技术之前一直应用在大型主机之上，直到1999年VMware公司才在X86平台上部署虚拟化软件。在虚拟化服务器技术市场上VMware公司的产品一直占据着一半以上的市场份额，它也是是目前应用最广泛，技术最为成熟的一款产品。

笔者以“VMware”和“服务器”为主题词，截止时间为2013年12月31日，在中国知网进行检索，共找到718条结果，相关的研究文献从2002年的一篇到2013年的143篇，逐年增加，从2011年开始每年的研究文献超过100篇，表明VMware服务器技术在国内正逐渐成为研究界的热点。

2 理论与技术支持[2]

服务器虚拟化技术主要是将物理服务器的硬件资源抽象成可随时管理的资源池，从而提高物理服务器硬件资源的利用，简化服务器管理，实现服务器资源的整合，使服务器资源能根据业务需求的变化而随时得到调整[3]。目前使用的VMware技术主要有以下三个方面：

2.1 VMware ESXI技术

VMware ESXI是运行在物理服务器上的一个虚拟层，是业界第一款集成到服务器硬件的精简虚拟机管理程序，不需要底层操作系统的支持，可以充分发挥硬件性能，它在可用的处理器之间使用智能进程调度和负载平衡，将要进行分配的一台或多台服务器的硬件资源抽象整合给运行其上的虚拟服务器，而且这些虚拟服务器能各自独立并行运行。

2.2 vCenter

Vcenter一般指 VMware vCenter? Server，它可以集中管理VMware vSphere环境，整合物理服务器的各种资源，对运行其上的虚拟服务器进行资源分配，作为虚拟服务器管理的中心枢纽，为这些为数众多、结构各异的虚拟服务器提供集中管理平台，如性能的监视、访问的控制、资源的配置等。

2.3 vSphere client

vSphere client是远程管理接口，允许管理人员远程与单个ESXI服务器或Vcenter创建连接，并可以进行虚拟服务器管理工作，如：远程创建虚拟服务器；远程开、关、重启虚拟服务器；远程重新分配虚拟服务器资源；远程克隆、快照、迁移虚拟服务器；远程对虚拟服务器进行性能监控、Vmotion、HA、DRS和实现集群等操作。

3 江苏省某高职院校图书馆服务器架构现状

江苏省某高职院校图书馆目前使用服务器提供图书馆网页服务、汇文系统、万方标准数据库、超星数字图书馆、随书光盘系统等服务，每个服务基本占用一台硬件服务器，具体结构如下图总线型拓朴所示。在此种结构上存在以下问题：

1）服务器利用率低，维护困难

随着图书馆业务的不断增加，图书馆服务器数量逐年增长，每台服务器搭建一个应用，资源分散，使用频率不高，不能很好整合，无法集中统一维护。

2）部分服务器老化，应用不稳定

随着应用的更新，应用年限的增长，部分服务器硬逐渐老化，很多老旧的服务器已无法支撑图书馆业务系统，导致业务系统不稳定。

3）业务扩展困难，临时环境搭建耗时耗力

随着图书馆数字化的不断推进，业务系统不断增加，必然导致已有的服务器难以支撑未来业务的不断扩展需求，需要增加投入。而传统的方式，增加新的应用就需要增加新的服务器，硬件的采购周期加上软件环境的搭建周期，从而导致环境搭建费时费力，无法快速上线。

4）停机中断，难以持续提供服务。

服务器在运行过程会遇到软件或硬件故障，会根据业务或系统的需求进行升级/扩容，此时就需要停机操作，就会造成运行在服务器上的业务应用系统暂停服务，从而使提供的服务产生中断，这就与那些要求24小时不中断的应用/服务产生矛盾。

5）软件兼容性冲突

由于试用资源的不断增加，部分服务器也存着搭建多个应用的情况。由于业务性质的差异性，不同厂商开发，不同版本，很难统一部署和管理，系统稳定性得不到有效保证。

4 基于VMware技术的高职院校图书馆服务器架构实践

基于VMware技术的高职院校图书馆服务器的最优拓扑设计如图2所示，在该种配置下能够实现将服务器虚拟化成多台独立的虚拟服务器，这些虚拟服务器可以统一进行管理，可以独立提供服务，也可以组成集群提供服务，可以进行冷/热迁移、备份和克隆等操作，从而大大提高服务器性能，方便管理与维护。endprint

限于江苏省某省属高校图书馆服务器机房的实践环境，在充分利用服务器计算能力和存储能力的情况下，使用该服务器机房原有的三台IBM X3850 x5服务器（CPU：32*1.995GHz，内存：64G）和一台EMC存储（容量为14T）来搭建虚拟化平台，具体拓扑结构如图3所示。

在该种架构下，利用VMware技术对三台服务器进行虚拟化后，目前每台服务器上运行了6台虚拟服务器，就已经提供了学院图书馆目前所有的服务，其中还分别使用三台虚拟服务器作为vCenter服务器、AD服务器和数据库服务器，余下5台虚拟服务器作为业务拓展的备用与测试机器，且从运行情况来看，三台物理服务器与EMC存储的利用率还没有达到50%，其可拓展空间还很大。在实际操作过程中除了管理方便，此种结构还可以带来了以下优势：

1）提高资源利用率，消除软件冲突

一台物理服务器可运行多个虚拟机，支持不同的操作系统，支持搭建不同的图书馆业务系统，各应用服务之间相互独立，互不影响，既保证业务的流畅运行，又可以合理利用资源，充分发挥服务器的作用。

2）临时应用快速部署，未来应用迅速上线

针对图书馆临时业务环境的扩展和搭建的问题，可以根据图书馆业务需要动态创建虚拟机，快速部署业务系统，利用虚拟机快速搭建并分配资源，过程简单迅速，无需单独硬件投入，环境使用完以后可迅速收回。不管是哪种业务系统，都可以按需迅速扩展，随时搭建，随时删除，简化管理。

3）虚拟机图书馆业务动态迁移

无论新旧服务器，都可能出现各种故障导致服务器宕机，从而影响图书馆服务。通过服务器虚拟化，可以有效的进行业务的迁移。物理服务器故障或例行维护检修发生时，可在线迁移虚拟机到另一台服务器上，不中断服务，保证业务服务的连续性；

4）高峰期业务访问，应用负载均衡

在业务访问高峰时段，服务器超载响应缓慢，可以通过应用负载均衡，创建多个虚拟机共同承载该业务，并根据虚拟机优先级，在高峰时段，让核心业务的访问优先获得运算资源，以支撑大量并发；高峰时段过后，释放其虚拟机资源运行其他业务，按需调整，合理利用。

5）备份与恢复

针对图书馆服务器运行多个应用系统，可能会出现服务器宕机导致的业务中断问题，虚拟环境中的业务可以做到快速备份与恢复，保障系统安全。对正常运行的虚拟机可以在线创建快照，备份业务系统正常运行数据。

5 结束语

通过VMware虚拟化技术将江苏省某省属高职院校图书馆服务器机房进行重新部署，运行测试发现采用新架构的服务器机房的硬件服务器利用率得到提高，能够快速部署新业务，动态迁移老业务，快速备份与恢复系统，实现了零宕机情况下物理服务器正常维护检修，使得服务器机房的维护变得简单直观，并为以后服务器的拓展服务做好准备。

参考文献：

[1] 葛廷霞，李伶.VMware虚拟化技术在图书馆服务器整合中的应用[J].情报理论与实践，2011（11）：126-128.

[2] 吴乾清.基于VMware的数字图书馆服务器虚拟化研究与应用[J].科技情报开发与经济，2010（21）：47-49.

[3] 徐正东.高职院校图书馆服务器管理研究[J]，科技情报开发与经济，2013（15）：81-83.endprint

限于江苏省某省属高校图书馆服务器机房的实践环境，在充分利用服务器计算能力和存储能力的情况下，使用该服务器机房原有的三台IBM X3850 x5服务器（CPU：32*1.995GHz，内存：64G）和一台EMC存储（容量为14T）来搭建虚拟化平台，具体拓扑结构如图3所示。

在该种架构下，利用VMware技术对三台服务器进行虚拟化后，目前每台服务器上运行了6台虚拟服务器，就已经提供了学院图书馆目前所有的服务，其中还分别使用三台虚拟服务器作为vCenter服务器、AD服务器和数据库服务器，余下5台虚拟服务器作为业务拓展的备用与测试机器，且从运行情况来看，三台物理服务器与EMC存储的利用率还没有达到50%，其可拓展空间还很大。在实际操作过程中除了管理方便，此种结构还可以带来了以下优势：

1）提高资源利用率，消除软件冲突

一台物理服务器可运行多个虚拟机，支持不同的操作系统，支持搭建不同的图书馆业务系统，各应用服务之间相互独立，互不影响，既保证业务的流畅运行，又可以合理利用资源，充分发挥服务器的作用。

2）临时应用快速部署，未来应用迅速上线

针对图书馆临时业务环境的扩展和搭建的问题，可以根据图书馆业务需要动态创建虚拟机，快速部署业务系统，利用虚拟机快速搭建并分配资源，过程简单迅速，无需单独硬件投入，环境使用完以后可迅速收回。不管是哪种业务系统，都可以按需迅速扩展，随时搭建，随时删除，简化管理。

3）虚拟机图书馆业务动态迁移

无论新旧服务器，都可能出现各种故障导致服务器宕机，从而影响图书馆服务。通过服务器虚拟化，可以有效的进行业务的迁移。物理服务器故障或例行维护检修发生时，可在线迁移虚拟机到另一台服务器上，不中断服务，保证业务服务的连续性；

4）高峰期业务访问，应用负载均衡

在业务访问高峰时段，服务器超载响应缓慢，可以通过应用负载均衡，创建多个虚拟机共同承载该业务，并根据虚拟机优先级，在高峰时段，让核心业务的访问优先获得运算资源，以支撑大量并发；高峰时段过后，释放其虚拟机资源运行其他业务，按需调整，合理利用。

5）备份与恢复

针对图书馆服务器运行多个应用系统，可能会出现服务器宕机导致的业务中断问题，虚拟环境中的业务可以做到快速备份与恢复，保障系统安全。对正常运行的虚拟机可以在线创建快照，备份业务系统正常运行数据。

5 结束语

通过VMware虚拟化技术将江苏省某省属高职院校图书馆服务器机房进行重新部署，运行测试发现采用新架构的服务器机房的硬件服务器利用率得到提高，能够快速部署新业务，动态迁移老业务，快速备份与恢复系统，实现了零宕机情况下物理服务器正常维护检修，使得服务器机房的维护变得简单直观，并为以后服务器的拓展服务做好准备。

参考文献：

[1] 葛廷霞，李伶.VMware虚拟化技术在图书馆服务器整合中的应用[J].情报理论与实践，2011（11）：126-128.

[2] 吴乾清.基于VMware的数字图书馆服务器虚拟化研究与应用[J].科技情报开发与经济，2010（21）：47-49.

[3] 徐正东.高职院校图书馆服务器管理研究[J]，科技情报开发与经济，2013（15）：81-83.endprint

限于江苏省某省属高校图书馆服务器机房的实践环境，在充分利用服务器计算能力和存储能力的情况下，使用该服务器机房原有的三台IBM X3850 x5服务器（CPU：32*1.995GHz，内存：64G）和一台EMC存储（容量为14T）来搭建虚拟化平台，具体拓扑结构如图3所示。

在该种架构下，利用VMware技术对三台服务器进行虚拟化后，目前每台服务器上运行了6台虚拟服务器，就已经提供了学院图书馆目前所有的服务，其中还分别使用三台虚拟服务器作为vCenter服务器、AD服务器和数据库服务器，余下5台虚拟服务器作为业务拓展的备用与测试机器，且从运行情况来看，三台物理服务器与EMC存储的利用率还没有达到50%，其可拓展空间还很大。在实际操作过程中除了管理方便，此种结构还可以带来了以下优势：

1）提高资源利用率，消除软件冲突

一台物理服务器可运行多个虚拟机，支持不同的操作系统，支持搭建不同的图书馆业务系统，各应用服务之间相互独立，互不影响，既保证业务的流畅运行，又可以合理利用资源，充分发挥服务器的作用。

2）临时应用快速部署，未来应用迅速上线

针对图书馆临时业务环境的扩展和搭建的问题，可以根据图书馆业务需要动态创建虚拟机，快速部署业务系统，利用虚拟机快速搭建并分配资源，过程简单迅速，无需单独硬件投入，环境使用完以后可迅速收回。不管是哪种业务系统，都可以按需迅速扩展，随时搭建，随时删除，简化管理。

3）虚拟机图书馆业务动态迁移

无论新旧服务器，都可能出现各种故障导致服务器宕机，从而影响图书馆服务。通过服务器虚拟化，可以有效的进行业务的迁移。物理服务器故障或例行维护检修发生时，可在线迁移虚拟机到另一台服务器上，不中断服务，保证业务服务的连续性；

4）高峰期业务访问，应用负载均衡

在业务访问高峰时段，服务器超载响应缓慢，可以通过应用负载均衡，创建多个虚拟机共同承载该业务，并根据虚拟机优先级，在高峰时段，让核心业务的访问优先获得运算资源，以支撑大量并发；高峰时段过后，释放其虚拟机资源运行其他业务，按需调整，合理利用。

5）备份与恢复

针对图书馆服务器运行多个应用系统，可能会出现服务器宕机导致的业务中断问题，虚拟环境中的业务可以做到快速备份与恢复，保障系统安全。对正常运行的虚拟机可以在线创建快照，备份业务系统正常运行数据。

5 结束语

通过VMware虚拟化技术将江苏省某省属高职院校图书馆服务器机房进行重新部署，运行测试发现采用新架构的服务器机房的硬件服务器利用率得到提高，能够快速部署新业务，动态迁移老业务，快速备份与恢复系统，实现了零宕机情况下物理服务器正常维护检修，使得服务器机房的维护变得简单直观，并为以后服务器的拓展服务做好准备。

参考文献：

[1] 葛廷霞，李伶.VMware虚拟化技术在图书馆服务器整合中的应用[J].情报理论与实践，2011（11）：126-128.

[2] 吴乾清.基于VMware的数字图书馆服务器虚拟化研究与应用[J].科技情报开发与经济，2010（21）：47-49.

[3] 徐正东.高职院校图书馆服务器管理研究[J]，科技情报开发与经济，2013（15）：81-83.endprint