分析数据中心虚拟化技术研究与实现

邓小争 欧汝鹏

（湛江中心人民医院 广东 524037）

0 引言

数据中心是数据集成的 IT应用环境，数据中心为应用系统、数据平台以及集成平台等提供运营环境。此外，数据中心还可将服务器、网络机房等应用系统的基础设施和基础场所涵盖其中。数据中心还是数据存储的仓库，可保障数据的高效运行。而随着信息存储量的加大，网络空间较为密集和混乱，数据中心的网络基础受到挑战，数据中心虚拟化技术应运而生，为这一问题的解决提供了可行性途径。

1 数据中心面临的挑战

1.1 来自于能源消耗的挑战

某公司曾开展过这样一项调查：调查的主体是网络信息主管，调查的内容是数据中心面临的困难和挑战。调查结果显示，70%以上的网络信息主观认为数据中心面临的最大的挑战和困境就是能源消耗问题，现阶段能源消耗占 IT整体预算的 50%左右。相关调查研究显示，80%的受访者认为信息主管要优先考虑数据中心的能源消耗问题。由此可见，能源消耗问题是困扰网络信息主管和大部分受访者的主要问题，也是数据中心面临的重大困境。通过调查和分析我国现阶段的数据中心运营情况，发现电力消耗的费用占据数据中心成本的七成以上，而这其中大部分消耗为空调消耗。这是因为独立的服务器存在过多，而独立的服务器数量增多必然会造成服务器的业务量增多，加大能耗量，从而增加了网络运行的成本。

1.2 来自于业务和数据数量上的挑战

随着网络和信息技术的发展，数据中心和应用系统的建设越发广泛，应用系统进行数据处理的业务和数据的数量也成上升趋势。与此同时，各部门对数据保存的期限还有一定的限制，大部分数据的保存期限较长，有些数据甚至要保存几十年以上。这样庞大的数据存储量，再加上不断增长的业务量必定为数据中心的工作带来了巨大的压力和挑战。

1.3 来自数据中心利用效率上的挑战

数据应用系统基本上都是以单独的服务器形式运行的，很多服务器在购置后没有得到充分的利用而一直被闲置起来，导致整个应用系统的利用效率低下。以高校的数据应用系统为例，高校数据应用系统使用频率最高集中在新学期伊始和学期结束这两个阶段内。新学期开始时需要使用校园的教务系统和财务系统办理收取学费及入学的各项事宜，在学期末需要对学生的成绩及各方面进行总结。但在其他的时间段内，校园的官方网站或应用系统却是异常的冷清，访问量较低甚至是无人访问。相关研究资料显示，传统的数据中心应用系统的使用频率在两成左右，而只有两成的使用频率导致服务器无法与其他应用程序形成资源和信息的传递及共享。这样不仅大大减小了资源的有效利用率，还增加了能源消耗的开支。

1.4 来自服务器故障上的挑战

数据中心的服务器以独立的形式存在，导致硬件、操作系统以及数据应用平台等经常出现故障。一旦出现故障就要在第一时间进行维修，以免影响用户的正常使用。这就对运行维护的工作人员提出了要求，要求运行维护工作人员必须定期对服务器进行检修，并对应用系统、应用平台以及计算机的硬件进行病毒查杀。运行维护人员还要在第一时间对故障进行维修，但需要注意的是，就算维护人员努力抢修了故障，系统的恢复仍需要一段时间。

2 虚拟化技术简述

虚拟化技术能够将物力资源的复杂性进行屏蔽的技术，在进行屏蔽时要利用映射或抽象的方式。虚拟化技术将网络基础设施的管理变得更加简单化，与此同时，虚拟化技术与应用技术具有一致性的发展步伐，超出了数据中心技术的物理局限性，对异构平台管理困难、数据中心资源利用率低下等问题有一定的解决效力。虚拟化技术将各服务器的硬件资源重新整合在一起，形成一个资源集合系统，为不同的虚拟机做调动使用。通过利用虚拟技术，一台服务器可以虚拟出多台计算机。从多台计算机中调取各自需要的资源和数据更加便捷，将调取的资源进行整合可提高硬件资源的利用效率，从而控制了设备的整体投入成本，节约了设备开支。

从现阶段服务器虚拟化技术市场上的呈现的主流产品形式上来看，主要有以下三种主流产品在服务器虚拟化技术市场上占据主体地位，即：VMware（威睿）、Citrix（思杰）与Microsoft（微软）。而实际应用中选择哪种虚拟产品还需用户结合自身的需求和应用现状。从虚拟产品的成本上来看，思杰是以 Xen为基础的免费的、全面的、易管理的虚拟化系统管理平台。思杰也被业内认为是速度最快、安全性最高的虚拟化软件技术，可对Windows系统进行高效的管理。VMware这一虚拟化管理平台中的管理服务器和控制台都需要用户进行购买，在成本上花费相对较大。从虚拟化技术在存储集成方面，VMware的存储方式通常是有专门的虚拟机文件，思杰对存储系统的要求没有过于苛刻，而是可以直接使用该虚拟技术的存储系统，利用其原始能力进行文件共享、资源共享等活动。思杰从某种使用意义上来说更适用于校园网数据中心进行虚拟化应用管理。

3 数据中心虚拟化技术的研究和实现价值

3.1 虚拟化技术降低了能源消耗

现阶段，数据中心普遍存在这样一个尴尬的局面：买得起设备，耗不起电。而虚拟技术可以将物理机转化成功能设备完备的虚拟机，这样一来，一台单独的虚拟机可以在同一硬件上同时实现对多个操作系统进行操作和应用。这样集中的管理方式可减少服务器的数量，服务器数量减少了，相应的能源消耗状况就得到了缓解。从而可以降低电力资源消耗的成本，减少了能源消耗所产生的费用。此外，利用虚拟化技术还可有效的降低软硬件的成本。将多种资源和应用系统整合在一起，每台服务器安装的虚拟化技术均有所差异，在操作系统及应用夫妇等方面都是独立存在的个体，这样的管理就像是在使用一台真正的服务器进行现实的管理，更加真实可靠。

3.2 虚拟化技术可有效的提高服务器的工作水平

数据中心虚拟化技术可对应用系统的基础设施进行布控，在数据管理系统中，运行维护人员可集中多方资源、服务器和存储设备，进行统一的管理。在安装虚拟机后，可对计算机的内存等硬件进行观察和调整。集中式的管理方式代替了传统的单项管理，可避免单项管理重复操作的弊端，在一定程度上降低了管理工作的任务量和工作量，从而提高了服务的质量和水平，完善了管理效果。

3.3 虚拟化技术可提高应用系统的利用效率

数据中心虚拟技术将一台物理机器上一个操作系统变为一台物理机器上多个操作系统，这样一来，闲置的管理系统被充分地利用起来，如果有应用系统是闲置的，就会自动切断电路，停止电力的供应。如此一来，虚拟化技术将不常用的、利用频率较低的应用系统的利用率提高了，自然就节省了资源，节约了成本。

3.4 虚拟技术可降低维护成本

由于虚拟化技术具有整合作用，管理员通过集成管理实现资源的聚合、存储及共享。这样一来，一旦发现数据中心和应用系统上存在故障就可以通过集中精力解决一台机器上的故障，继而解决整个系统的故障，缩短了故障的解决时间，提高了维护效率，降低了维护成本。

4 结束语

数据中心为数据资源的集成、共享和传递提供了便捷，即使数据中心仍受到来自能源消耗、业务数量、利用效率以及服务器故障等方面的挑战，但虚拟化技术的研究和发现就为数据中心提供减少能耗、提高服务器应用水平、提高利用效率以及降低维护成本提供了途径，使数据中心的发展朝着更加高效、节能、环保的方向迈进，为数据中心建设提供了更加宽阔的发展市场。

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