服务器虚拟化在校园信息化建设中的应用

王鑫

【摘要】随着校园信息化建设的不断深入发展，学校中心机房的服务器数量逐渐增多，管理难度越来越大。本文介绍了武汉市第一商业学校通过实施服务器虚拟化项目，降低了管理难度，提高了服务器的使用效率，提升了校园信息化的管理水平。

【关键词】校园信息化；服务器虚拟化；VMware

【中图分类号】G717；TP391.9 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）19-0281-02

随着教育信息化的高速发展，各地中职学校在信息化建设和应用方面不断深入，数字化校园中各类应用平台也不断上线，学校中心机房服务器数量也急剧增加。如何更有效的、合理的管理、分配这些服务器资源，提高服务器的利用率，是数字化校园建设中必须认真解决的问题。[1]

一、武汉市第一商业学校数字化校园建设现状

武汉市第一商业学校是一所专门培养中、高级商业人才的公办全日制国家级重点普通中等职业学校，武汉市示范性中等职业学校。学校中心机房经过几年的建设，现有服务器10多台，有购置多年的塔式服务器、机架服务器，也有近年来新购的刀片服务器。这些设备面向学校全体教师提供电子化教学平台，面向全体学生提供教学资源平台，面向各个部门提供OA办公系统、即时通讯系统、教务系统、学工系统、迎新系统、人事系统、宿舍管理系统、学校网站等服务。由于建设时间、需求和经费等原因，这些信息化系统在硬件平台、操作系统、数据库结构等方面存在不同程度的差异。大多是采取传统的一对一服务器部署模式。相当数量的服务器，仅运行规模很小的B/S或C/S架构的应用程序，如OA办公系统、网站等基础服务类型，而新型的多核心处理器处于严重的空闲状态，但这些空闲资源又无法被整合、利用。应急处理响应时间慢、服务保障差。当故障发生时，运维人员在故障定位到服务器后，往往要花费数小时的时间，备份数据，更换硬件，重新安装操作系统，重新安装应用软件，重新导入以前备份的数据，并做各种安全加固。一次完整的故障处理到重新上线，恢复过程一般在4个小时左右。并且每增加一个应用系统就需要增加一台物理服务器，如此数量的服务器，造成了如下的众多问题：

为了解决以上在学校信息化建设中出现的问题，学校引入了服务器虚拟化技术。

二、基于虚拟化技术的改造

（一）服务器虚拟化概述

将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让IT对业务的变化更具适应力--这就是服务器的虚拟化。[2]

多台虚拟服务器共享物理服务器硬件资源，物理资源根据各个虚拟服务器的负载情况来进行动态的分配和回收。从而提高了服务器资源的利用率，简化了管理流程，提高了工作效率。

经过前期的考察、调研，我校招标采购使用了VMware软件来实现服务器虚拟化。VMware虚拟化技术的工作原理是直接在物理主机上安装一个管理软件层，用来监视和动态分配硬件资源。

（二）学校服务器虚拟化建设

我校将8台华为的刀片服务器，作为虚拟化平台的硬件，在每台服务器上安装VMware虚拟化软件，采用VMware VSAN技术搭建VSAN存储，实现服务器虚拟化。利用vSphere的HA、vMotion、DRS等功能构建一个高可用的业务环境。运行在这个集群下的虚拟服务器可以动态的在各物理服务器之间迁移。并在其中任何一台物理服务器出现故障的情况下其它物理服务器快速接管其上运行的业务；以保障业务高效连续。

虚拟化技术的引入，现有的网络架构不会发生本质上的颠覆，原先的架构仍然是延续的。在数据中心机房的基础设施方面，大大减少了需要维护和管理的设备，如服务器、交换机、机架、网线、UPS、空调等。原先设备可以根据学校相关资产管理制度进行折旧报废、或者利旧更新。

下图是实施了VMware虚拟化方案之后的IT整体架构：

服务器虚拟化后，我们搭建了虚拟化集群，并统一进行管理。原有的服務器设备仍然可以正常运行，并且与虚拟化服务器融合在一起。

随着虚拟化的不断应用，可以不断动态地增加虚拟化集群的规模，搭建更健康的IT体系架构。应用系统方面，延续了原先的访问模式，对于虚拟服务器的数据交互等操作，等同于原先传统物理服务器的的访问模式，不会对业务系统造成任何不利影响。

（三）实施效果

1.易于管理

利用服务器虚拟化软件，简化了服务器的管理。在没有实施服务器虚拟化之前，管理多台服务器需要登录到各个服务器，效率很低。使用服务器虚拟化技术后，通过VMware vSphere Client登陆到VMware vCenter Server，就可以对全部的虚拟服务器进行维护，简化了管理方式，提高了管理效率。

2.节约经费

利用服务器虚拟化技术，将多台刀片服务器虚拟成了一个资源池，在这个资源池内可以虚拟多台虚拟服务器，如果有新的应用系统需要上线，这些虚拟服务器可以根据安装应用系统的需求，安装不同类型的操作系统，设置不同的硬件参数，不用再重新购置新的物理服务器，降低了购置硬件设备的整体资金，为学校节约了经费。

3.提高了使用率

利用服务器虚拟化技术，可以根据应用系统的负载情况进行动态的调整硬件资源。如我校每次学生选课，那几天选课系统的并发访问量会很大，需要高性能的硬件做支撑，但过了选课的时间，又几乎没有了访问，为这几天的使用去增加硬件设备肯定是十分浪费的。使用服务器虚拟化技术以后，我们可以在这需要集中使用的几天为该虚拟服务器增加各项硬件资源，保证其系统能够正常、快速、高效的运行。

待使用结束后，再将这些资源回收到资源池中，分配给其他需要资源的虚拟服务器使用。大大提高了物理服务器的使用率。我校的迎新系统、教务系统中的排课系统都可以采用此方法来提高其系统的使用性能。

4.提高了安全性和稳定性

利用服务器虚拟化技术，可以提高服务器的安全性和稳定性。虚拟化技术将所有的物理服务器作为一个资源池统一进行管理，通过VMware HA提供了简单易用、高效、高可用的虚拟机应用运行环境。在物理服务器发生故障时，可以被集群中的其他物理节点侦测到并且自动在备用物理服务器或其他有空闲资源的物理服务器启动故障节点在线的虚拟机。此外，如果虚拟机操作系统故障也可以被VMware HA侦测到并尝试重启该虚拟机，最大限度保持虚拟机应用的可用性，不用担心因硬件故障原因需要长时间的维护，影响到相关应用系统无法使用。

对于需要对虚拟机所在物理服务器运行环境进行升级维护时，可以采用VMware VMotion技术在线将该物理服务器运行的虚拟机通过网络迁移到其他物理服务器，并且确保迁移过程中对虚拟机应用没有任何影响。

利用VMware DRS动态资源调配可以收集各物理服务器和虚拟机资源（CPU、内存等）使用情况，并且提供虚拟机最佳放置策略，可以自动或手动进行虚拟机的在线迁移功能满足最佳负载平衡需求。利用DRS建立资源池，可以最大限度的保证学校虚拟化环境的核心应用，例如针对OA办公系统的SQL数据库设置高优先级别，确保其在资源池中CPU、内存等资源的配比保持最优。确保了应用系统使用的稳定性。

5.提高了容灾性

利用服务器虚拟化技术，使服务器灾难恢复简单化。在完成虚拟服务器上应用的部署后，可以使用VMware vSphere Client客户端的“快照”功能來备份更新虚拟服务器的软件系统。当虚拟服务器的软件系统发生故障时，可以通过“快照”快速对其系统进行恢复。大大节省了重装操作系统和相关应用所需要的时

间。

使用服务器虚拟化技术以后，我校物理服务器的利用率得到了提升，解决了服务器资源使用不均衡、数据备份难、系统迁移慢等问题，大大降低了管理人员的运维难度，加强了学校各类应用平台的安全性和稳定性，提升了校园信息化的管理水平，益处颇大。

参考文献

[1]查黄英.服务器虚拟化技术在数字化校园建设中的应用.《科技视界》.

[2]何卫华.基于VMware的数字化校园服务器虚拟化平台.《价值工程》.