优化服务器性能 提升虚拟机运行效率

唐军

[摘 要]云计算技术的快速发展有效地提升了互联网的应用价值，它可以实现众多资源整合、抽象，并以虚拟计算机环境的方式呈现，具有快速分配、灵活管理、易于共享、便于回收的优势。相应地，云计算服务能够提升设备的硬件使用率，用来完成资源高密度管理。从硬件层面出发，服务器性能直接影响虚拟机的运行效率，随着内存容量、硬盘空间的不断扩大，虚拟机运行压力也在不断增加。本文从两个方面探讨了优化服务器性能、提升虚拟机运行效率的方法，以供技术人员参考借鉴。

[关键词]服务器；虚拟机；运行效率

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.06.062

[中图分类号]TP311.52 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2018）06-0-02

0 引 言

虚拟化技术是在数据中心建设、服务集群搭建过程中广泛使用的一项技术，其在提高硬件资源利用率、降低硬件采购维护成本方面有着得天独厚的优势。本文从多个方面阐述了虚拟化过程中硬件资源的分配原则和应避免的性能风险。随着企业信息应用和需求的不断增加，如何更为有效地利用现有服务器资源已经成为系统工程师讨论的焦点。而利用虚拟化技术扩展应用服务，无疑成为提高服务器资源利用率的行之有效的技术手段。本文对如何优化虚拟主机和提高硬件资源利用率进行了相关阐述。

1 基于磁盘优化的策略

1.1 基于传统的RAID方式提高磁盘效率

一般来说，一个系统的运行至少需要单个或者多个磁盘发挥作用，而为了提高系统的功能特性，需要注重多个磁盘在运行阶段所产生的效用。为了提高多个磁盘的作业效率，一般要将单个磁盘进行mount处理，利用程序对系统中的多个磁盘进行并发式的读写操作。这种方式能够相对高效地完成单个磁盘以及多个磁盘需要负责的功能，即单个磁盘主要对mount负责，而多个磁盘则可以用来完成文件的备份或者冗余等一系列操作。

1.2 基于RAID方式提高虚拟服务器的处理性能

通过大量的实践证明，在传统虚拟服务器的基础之上，利用RAID1+0的模式能够在一定程度上提高虚拟服务器的处理性能。而造成这种情形的主要原因是因为其在为系统提供容错的同时，其自身所消耗的资源也远远低于RAID5。因此，为了最大程度地提高虚拟服务器的处理性能，可以为每个虚拟服務器分配一个专用的磁盘阵列。

1.3 基于合适的硬盘

通常来说，磁盘在进行文件传输作业时，相比于小文件的传输速率，大文件的传输速率往往要高于小文件的传输速率。而就磁盘的缓存方面来说，磁盘所包含的容量越大，磁盘的缓存效率就越高，并且还能不断提升磁盘的性能。因此，该磁盘在处理小文件时会显得非常容易。但是，系统设计在选择磁盘时，需要注重市场中硬盘的性价比，不能仅仅关注磁盘容量的大小以及缓存的性能。通过磁盘的型号以及类型确定该磁盘所能够支持的缓存以及其他信息，选择最优的类型来满足系统运行阶段的需要。为了提高系统的性价比，通常可以选择单碟容量较大的硬盘提高其在运行阶段的读写速率。

1.4 基于合理的驱动程序

尽管Windows系统能够对相关存储设备进行自动化识别，然而随着科学技术的不断发展和计算机技术水平的不断提高，电脑硬件设备的性能也在直线上升，其中以驱动程序的发展最为显著。通常来说，驱动程序一般是直接作用于电脑的各种类型的硬件设备中。基于驱动程序，能够保证计算机各种硬件设备的正常运行，从而完成相关工作。如果计算机系统没有安装合理的驱动程序，那么计算机系统在运行阶段就无法使用自身的硬件设备，导致不能有效实现计算机硬件设备的各项功能。

就相关理论而言，绝大部分的计算机硬件设备在日常的运行中，都需要安装一定的驱动程序，以保证硬件设备能够实现相关功能。但是，也存在一些特例，例如，磁盘的CPU、内存、主板、软驱、键盘和显示器等硬件设备，却能够在没有驱动程序的支持下也能够完成该硬件设备的各项功能操作。而对于一般的硬件设备来说，例如声卡、显卡、网卡等硬件设备，则必须安装合理的驱动程序，从而确保硬件设备能够正常运行。

对于电脑来说，硬件设备是其必须包含的设备。为了提高电脑的使用性能，早期的电脑设计人员将部分硬件设备设计为能够被电脑BIOS设置直接支持的硬件。从某种意义上来说，这种硬件设备在安装在电脑之后，不需要再安装相关驱动，便能够直接使用。基于以上分析，设计人员也可以将BIOS设置理解为一种驱动程序。

1.5 使用固态硬盘配置提升虚拟服务器性能。

固态硬盘（Solid State Drives），简称固盘，是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口和SFF-8639接口。

当然，计算机中固态硬盘的高性能不仅能体现在磁盘的读写速率方面，其最重要的性能是能够支持计算机系统进行随机读写。由于计算机系统操作人员的需要，系统在作业时，通常并不是采用顺序方式进行读写，而是采用随机读写的方式完成相关工作。而基于固态硬盘，能够大大减少计算机系统的随机读写时间，进而提高计算机系统的处理效率。与传统能够提供7200转的机械硬盘相比，固态硬盘的寻道时间往往为机械硬盘寻道时间的1/100，甚至更低。

2 基于操作系统的优化策略

操作系统（OS）直接参与计算机硬件与软件资源管理，针对服务器系统而言，其性能决定了计算机系统的内核稳定。在功能上，操作系统主要负责计算机资源管理，如内存分配、系统资源供需优先次序、I/O设备、网络设备和文件等。概括地说，操作系统的工作对象是所有硬件和软件，一方面，它对服务器性能优化的价值体现在人机界面，这是改善运行效率的基本手段，友好、方便、有效的服务界面可以节约大量的操作时间。另一方面，操作系统本身也是一个复杂的管理控制“程序”，通过流程逻辑展开进程、处理、存储、作业和设备等管理工作。常见的服务器操作系统包括DOS、UNIX、LINUX、NetWare等，针对不同的应用目的可灵活选择。

2.1 合理建设风险预防机制

随着我国互联网技术的广泛应用，在各行业、各领域都发挥着不可替代的作用，所面临的黑客、病毒攻击也呈现明显上升趋势。建设风险预防机制的措施包括杀毒软件、防火墙、主动防御等，在合理搭载的范围内，可以有效地保护系统安全。但同时，过度强调风险预防机制，也可能造成系统资源被过分占据，如杀毒软件的扫描周期过短、执行过于频繁，可能造成虚拟硬盘文件被破坏，从而导致虚拟机停止工作。此外，预防“软件冲突”也是一项重要的工作。

2.2 合理安排碎片整理时间

操作系统的种类繁多，在应用过程中会呈现多样化形态，例如安装过程是简单的、自动的，还是复杂的、手动的，在很大程度上取决于操作系统软件供应商的开发理念。现实中，许多操作软件制造商对于内涵的理解也不一样，例如一些侧重于操作界面（如NetWare），也有针对硬件考虑较多的（如DOS），图像型界面或文本型接口的不统一性，导致服务器本身在优化对象上呈现不同趋势。

因此，基于不同类型的操作系统，对于硬盘碎片整理的工作机制要科学搭配，确保各项指标平衡，从而满足服务器性能和虚拟机运行效率实现最优配合。

2.3 合理安排操作系统进程

显而易见的是，宿主服务器设备在操作系统的权限设置方面，必须满足终端访问计算机的最大化需求，如网络端口、应用软件支持等。但针对不必要的进程不可滥用，一些作用多余的部分可以选择停止或者卸载，以节约服务器内存和空间资源。

3 结 语

在互联网构建的“虚拟世界”中，随着海量数据的进一步发展，必然颠覆传统的计算机资源的利用模式。就目前市场中存在的主流磁盘运作方式来说，其主要方式是基于磁盘的读写操作完成磁道获取。同时，磁盘自身的固有读写性能，也会根据磁盘所附带的读写缓存确定容量。通常情况下，磁盘运行阶段的续写速度，一般与磁盘附带的读写缓存大小呈正比例关系。而对于磁盘的寻道阶段来说，其作业过程主要是基于机械方式进行，导致磁盘在完成随机读写速度的作业时间要远远大于顺序读写的时间。因此，针对相关系统的设计与实现阶段，需要设计人员就磁盘的以上特征进行详细的分析和研究。

主要参考文献

[1]李恩屹.云计算系统下多虚拟机内存的协同优化方式[J].科技风，2016（23）.

[2]韩高帅，程知群，章超.基于云计算平台的虚拟机内存管理系统[J].电子世界，2016（21）.

[3]付欣.基于Linux网络计算机的Java虚拟机运行效率提升[J].中国外资，2013（24）.

[4]小雨.“解放”虛拟内存，提升系统运行效率[J].个人电脑，2010（11）.

[5]侯星帅.虚拟化技术在数据中心服务器资源整合中的应用研究[D].西安：长安大学，2013.

[6]杨荣霞.基于虚拟化技术的私有云计算平台设计[D].天津：河北工业大学，2013.

[7]赵刚.基于VMware vSphere的虚拟化架构的研究与实现[D].北京：中国地质大学，2013.

[8]施庆.基于VMware vSphere的高校数据中心虚拟化建设研究[D].上海：复旦大学，2012.

[9]李聪.服务器、网络、存储虚拟化技术在数据中心的应用研究[D].天津：天津大学，2009.

[10]孙宝华.基于VMware技术的虚拟服务器技术构建与分析[D].长春：吉林大学，2010.