基于虚拟化云计算的校园网数据中心系统设计

2017-10-21黄琨

科技信息·中旬刊 2017年7期

黄琨

摘要：云计算是当前最为流行的IT技术之一，云计算通过使计算分布在大量的分布式计算机上，使得企业数据中心的运行与互联网更相似。云平台的高扩展性、超大规模、虚拟化、高可用性、低成本的优势，使得越来越多的校园开始使使用云计算平台来构建校园网。本文主要阐述利用虚拟化云计算对校园网数据中心系统进行设计。

关键词：云计算；虚拟化；数据中心

引言

云计算技术是通过虚拟化技术将资源进行整合，形成资源池---“云”。将“云”资源进行合理分配，然后透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统计算分析之后将处理结果以按需方式为用户提供计算、存储、网络等相关IT服务。某高校校园网数据中心采用集中架构模式，但对于现在校园中庞大的数据和海量服务时，数据中心开始在资源利用率、能耗、可靠性各方面都暴露出其缺点，利用虚拟化技术和云计算技术对某高校校园网集中式数据中心系统设计改造，将极大提升其综合性能和工作效率。

1.云计算的概念

云计算（cloud computing）是由分布式计算（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）发展来的，是一种新兴的商业计算模型。通俗的理解是，云计算的“云“就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机。

2.虚拟化技术

虚拟化技术从本质上去讲，是指将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，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。虚拟化技术相对于传统资源管理技术能扩大硬件容量，简化软件重配置的过程，是目前云计算技术实现的最佳选择。目前虚拟化技术分为网络虚拟化、存储虚拟化和服务器虚拟化、桌面虚拟化、表示层虚拟化和应用虛拟化六大类。

3.某校园网数据中心系统设计

3.1 基于共享的数据中心系统

传统数据中心系统，大多数采用服务器与存储的整合。引入公用存储，形成存储池，所有服务器共同使用共有的存储池。如图1所示，基于共享存储的数据中心系统。

基于共享存储的数据中心系统，并未实现服务器、存储、网络等资源的完全整合。虽然在一定程度上实现了存储集中管理、动态分配，提升了数据可靠性。但服务器之间还相对独立，无法实现计算资源的整合，如若个别物理服务器的宕机，就会造成依托于该服务器的所有业务中断，系统可靠性无法保证。因此，基于共享存储的数据中心系统，还很难实现高可靠性的容错、服务器自动故障迁移、服务器动态负载均衡、资源动态调配等问题。

3.2 基于虚拟化云计算数据中心系统实现

将云计算技术和虚拟化技术相结合应用于数据中心系统的模式，是当前的主流技术。云计算技术打破基于共享存储只单一实现存储共享的方式，将服务器、存储形成云资源池统一进行调配，并采用虚拟化技术进行整合。数据中心系统管理员按照需求，在云资源池里调用相关资源部署所需的网络服务。

基于云计算数据中心系统服务器的虚拟化，同时采用两种方式。一是“多虚一”技术，将若干台物理服务器，通过虚拟化技术虚拟为一台超级服务器，即服务器资源池。二是“一虚多”技术，将服务器池里的超级服务器虚拟为多台虚拟机，在虚拟机上部署相关应用服务。

除了采用服务器虚拟化技术，还需要结合共享存储虚拟化技术，才能实现基于云计算的数据中心系统。如果不采用共享存储虚拟化，虚拟机的文件必须存储在具体的物理服务器上，这样既无法实现物理服务器之间的负载均衡，而且当其中某台物理服务器宕机，该物理机上运行的虚拟机都将受到影响。无法实现故障的无缝迁移、负载均衡、动态资源调配。

将服务器虚拟化，再采用共享存储虚拟化技术，形成服务器资源池和存储资源池，所有虚拟机文件都存储在共享存储内，物理服务器并不存储具体的虚拟机文件，只是拥有一个逻辑“指向”，这样就很好的实现了负载均衡和动态资源的合理调配。如图2所示，具备共享存储虚拟化的数据中心系统。

3基于虚拟化云计算数据中心系统的优势

和传统数据中心系统相比，基于虚拟化云计算的数据中心系统，主要具备以下优势。

（1）成本降低

通过对服务器整合，控制和减少物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率，从而降低硬件、运营和维护成本。

（2）提高整个系统的稳定性

当任意一台物理服务器宕机，云计算平台能自动将指向”该台服务器的虚拟机迁移到其他服务器开始工作，保证整个系统业务不间断。

（3）提高运营效率

通过虚拟化后，将数据中心系统基础实施资源进行整合，形成资源池，网络管理员可以统一调配资源部署网络应用服务。

（4）提高设备利用率

通过虚拟化技术，可以提高原有设备的整合度，提高设备利用率。特别是一些频临淘汰或已经淘汰下架的设备可被充分利用。

结束语：