服务器虚拟化在学校一卡通中的应用

马原

摘 要：随着虚拟化技术的发展与应用，服务器虚拟化的“一卡通”在国内各大高校中应运而生，一卡通在高校中的使用便利优势使得一卡通系统具有很高的可用性以及相关人员便于管理与维护。本文从虚拟化技术出发，详细阐释了服务器虚拟化在校园一卡通系统中的应用，对一卡通系统进行相关的调整，突出校园卡的服务质量与用户体验，使一卡通更好地为高校的广大学生服务，进一步实现一卡通的管理与维护。

关键词：服务器虚拟化；学校一卡通；应用

中图分类号：G250.76 文献标识码：A 文章编号：1009 — 2234（2018）09 — 0144 — 03

引言

由于信息化技术的不断进步与发展，校园一卡通作为信息化技术的主要体现方式，手机APP、支付宝、微信等支付软件已层出不穷，与此同时对于服务器也有更高的要求，一卡通已逐步向虚拟化的服务器过渡，但由于其技术不够成熟，使得校园网的很多资源不能完全利用。有时也会出现自助服务系统的不稳定现象，长此以往很容易出现系统崩溃，对于相关人员则需要做好对校园网虚拟化技术加强的措施以及合理的应对方法。

一、虚拟化技术

早先对于虚拟化技术的基本概念出現在20世纪六十年代美国计算机学家的学术论文《Time Sharing in Large Fast Computers》中，论文作者克里斯托弗对其进行阐述：在计算机的领域中，虚拟化技术主要是将一些不可分割的物理资源以一种特殊的逻辑资源方式重新整合这些物理资源，这种特殊的方式使得物理资源没有限制，促进了虚拟化技术进一步提升。市场上的一些虚拟化产品主要是主流的虚拟化产品，对于在高校校园中软件虚拟化主要体现在三点：（1）我们在使用校园网的虚拟化技术时，必须对校园网进行彻底的虚拟化，既是将其建立在抽象的软件系统当中，对不同的虚拟软件进行模拟，使得不同类型的系统在虚拟机上良好地运行下去。（2）在构建校园网的虚拟化过程中，我们可以使得一部分主机进行虚拟化，就会尽量减少主机的承载负荷，这样不仅可以提高虚拟的这种性能，而且可以实现虚拟的机的完全透明化。（3）系统的虚拟化的操作很重要。系统的虚拟化可以有效提供运行效率，虚拟化技术对系统结构进行优化时，客户机可以用不同的程序进行控制，尽可能地提高运行的效率。

二、服务器虚拟的优势

服务器的虚拟化主要是将物理资源以逻辑资源的形式呈现出来，它可以使得CPU，磁盘，I/O，内存等硬件成为一种动态管理，使得服务器不受影响地进行整合，最终达到服务器的虚拟化。对于服务器的虚拟的优势主要体现在两点：（1）一般来说，计算机硬件性能的提升，使用率可以提高5%-15%，而虚拟化技术则可以使资源的使用率提升到60%-80%以上，这对于计算机本身的维护成本，计算机的损耗有很大的降低功效。（2）提高使用效率，相较于传统的服务系统，虚拟化的架构下的系统更能使其负荷量降低，运行较顺畅。

三、高校校园网中软件虚拟化

1.从三个方面可以对校园网进行虚拟化，第一是对校园网的虚拟化，具体操作是将虚拟机建立在抽象的硬件系统当中，处理的过程中是用虚拟化技术操作的，前提条件是务必加强虚拟机的管理。由于硬件的种类不同，模拟的虚拟软件也不同，因此种类不同的硬件需要不同的虚拟软件来操作运行，这样才会使高校的校园网彻底虚拟化，便于为人类提供更好的服务。

2.校园网中的数据比较庞大且复杂，我们可以使主机进行虚拟化，使得减轻其负荷，这样主机的运行性能会加快一些，尤其是在子系统的建设中，通常采用虚拟化的应用型接口，使得一些指令能够稳妥运行。但在一些使用也存在着各种各样的弊端，消除这些弊端的方法则是使客户机器与虚拟技术能够很好地结合起来。

3.系统的虚拟化也是极其重要的。系统的虚拟化会逐步提高系统的运行效率，虚拟技术对系统的优化之后，这样很容易将软件系统中的vmm可以消除并处理掉，避免这种虚拟技术与主机发生冲突，给工作人员造成不必要的困扰。

四、高校校园网中虚拟化技术的应用

1.服务器虚拟化使用前的状况

首先我们以某一高校的一卡通为例，校内在校生大约16000人，教职工人员2000人，用卡人数合计17000人，计算机设备400台，对于一卡通通常的运营设备主要在银行、支付宝、微信、图书馆会问对接，数字化校园对接等服务器中，每个服务器运行时间长，有时会伴随应用程序在服务器中出现冲突，严重会出现瘫痪状态，主要是因为运行的管理资源较多，利用资源的能力不够灵活。

2.服务器虚拟在校园一卡通中的实现

（1）虚拟化平台的选择

目前绝大多数高校选择“VMware vSphere”服务器虚拟化软件，另外组合VMware VCenter Server管理主机，学生通过浏览器可以访问其数据中心。

（2）服务器虚拟化架构

我们顺应高校校园一卡通的发展与应用需求，将配置较高的服务器组合原有的服务器，以数据中心为媒介建立虚拟化的服务器，服务器可每个配备2块光纤通道适配器，可降低主机的承载负荷量，进一步提升系统的适用和运行效率。

（3）存储规划

从某种程度上来讲，存储的规划在性能上要考虑到其安全性，完整性，对于一些杂而乱的数据需要存储，备份等，需要运用数据中心的EMC存储系统，虚拟机文件系统将集中存储在FC-SAN中，种类不同的虚拟服务器会在存储方面上减少单点故障，高校校园卡一卡通与虚拟技术的结合，相关技术人员应将其划分为两个RAID GROUP，RAID GROUP 1，使之作为存储系统的数据盘，主机设备可为RAID 0，并将其具体划分。

3、服务器虚拟化的效果

虚拟的服务器建立玩之后，我们可以将老式的，传统的服务器逐步淘汰，减少服务器的数量，提升服务器的工作效率，使得虚拟服务器无论在应用方面还是在稳定性方面较传统的服务器有显著的提升作用，虚拟化技术可以整合物理资源，在校园一卡通的服务器上的运用会更加完善。

四、校园“一卡通”系统的建设模式

高校中校园“一卡通”系统的建设模式通常分为三类模式：

1.国家或者高校的相关技术人员对其进行管理，学校具有一定的主动性。但在运营期间若资金短缺或者学校的管理不当，很容易在管理和技术方面上出现问题，发达地区的高校，资金周转能力大一级管理方面比较有序的高校一般采用这种模式。

2.由银行或者一些运营商投资钱财，引用高科技技术来进行管理，学校一把不需要进行投资，运营商通常会让高校的老师去进行管理，这样会节约一些费用。这种模式一般是民办高校采用的模式，主要是民办学校在资金以及管理方面都比较匮乏，与此同时这种模式也更加适合民办学校。

3.折中模式，以学生为主要客户，银行对高校进行投资，学校也给予银行一些帮助，将推出一些技术人员以及厂商等于银行合作，学校可规划一些建设，做一些整体的设计以及分布实施的策划，实现学校的“一卡通”建设。在后期的工作中主要以“一卡通”为主，以身份证和手机APP开发相关的功能和应用，促进了校园的“一卡通”在通讯领域中不断地发展，鉴于这种运营的优势，绝大部分高校都会采用这种这种模式，持续不断地找到新的业务增值点，达到互惠互利的最终目的。

五、VMware vSphere服务器虚拟化在高校校园一卡通中的应用

在一卡通的建设中，我们采用HP R690服务器，加上构筑的虚拟化资源服务器，通过相关的服务器划分相应的功能服务器，总体资源利用率在在30%左右，使用了64個CPU和128G的内存，可以运用动态的服务资源，我们可以保障业务的安全运行。相较于传统的一卡通的服务器，在数量上我们节约了硬件服务器的数量，在速度上比虚拟服务器比物理服务器更快，难度上更是大大节省了人力和物力的资源，促进了业务的不断的运行，使一卡通在虚拟服务器中既安全又可靠地运行下去。

六、“一卡通”服务器虚拟化的具体规划及实施

1.数据库服务器升级规划及其实施

虚拟化的校园“一卡通”绝大部分是引入虚拟技术，但也有一些数据是以“物理资源”的形式存在的，以前核心数据通常使用富士通，在后续的使用的过程中由于其成本较高，可以用PC替换之前的服务器，进一步提高工作效率，在配备存储方面看，我们可将一些日志以及不同的文件逻辑分区，备份也可以远程操作，可在本地和NAS各存储一份，提高虚拟化服务器“一卡通”的适用性和稳定性。

2.非数据库服务器的规划及实施

核心数据库的服务器基本上是以物理资源存在的，而其他数据则是以虚拟化的技术引用过来的，我们可以利用相关的组件建立一套完整的数据中心，可从不同的角度来看，对服务器的虚拟化进行一系列的规划。下面从主机和组件等方面的虚拟化进行规划。

（1）从“一卡通”服务器的稳定性考虑，主机集群规划实施

在一卡通的系统中，通常会有多个前置服务器，有时为了服务器的流畅，需要加入一些生产服务器和测试服务器，这样就可以创立一个主机群，会有多个主机运行，如果一个主机出现故障，主机上的虚机就会迁移到另外的计算机上，做到一个及时替补的作用，又不会使整个系统瘫痪，会正常运行下去。即便在增加服务器的情况下，只要创建虚拟机便可运行。

（2）一卡通服务器备份及资源需求动态变化角度-组件功能规划与应用

通常一卡通的信息会有一个备份，这就需要服务器尤其是Web服务器，可将其备份，使其信息数据不会丢失，学生偶尔会有丢失一卡通，则会通过挂失业务来找到它。另外，也会出现服务器服务突然中断，相关技术人员可以通过备份迅速找到另一台以达到代替的效果，可实现一卡通的快速支付与应用。

一卡通通常作为消费类的一种工具，办理业务会有高峰和低谷之分，特别是在高峰期间，服务器需要不断地去处理大量的交易流水，这种情况对于运行会有一定的负荷量，而虚拟化技术则会自动调配，会创建动态的DRS，达到运营的动态平衡，使处理业务的高峰期的服务器正常运行。

（3）一卡通服务器运行管理角度-虚拟化服务器运行管理规划及实施

用VMware vCenter Operations Management Suite 组件，监控vCenter Server ESXi主机，相关技术人员可以从中了解虚拟机的具体运行情况，依据运行情势可初步判断主机，虚拟机和存储的一些联系，由此可推断出整个系统的运行情况。

（4）一卡通安全稳定角度-虚拟化网络与存储的规划及实施

一卡通作为大众使用的消费工具，包含有重要的数据，数据的存储以及传输对服务器有了一定的要求，虚拟化的服务器在这两方面都会达到一定的保障，因此这为高校学生的服务提供了很大的便利。

七、实施服务器虚拟化，提升“一卡通”服务水平

首先，虚拟化的管理很大程度上可以节省很多的环节，不论是从人力还是物力，都可以免去许多的不必要环节，譬如购买硬件配置等，既不需要再去购买，也可以同时节省了人力。只需要安装上一台服务器就可以对其进行管理，省时省力，可谓是一举两得。另外，使用虚拟化的管理体系也可以增加稳定性与可靠性，人们可以根据所需的情况来决定虚拟机的配置，这样就可以极大的提升高校信息化服务的整体水平，当增加了一个应用的时候，人们只需要增加一个服务器即可，不再像以前那样的动用许多的人力物力才可以完成，而且效率也比之前高了许多。最后，我们来说说如何具体的操作，与之前的在管理一卡通时同时要管理硬件、服务器以及其他设备不同，一卡通的管理人员无需再去管理后者，只需管理自己的业务，当需要服务器时，只需向虚拟机发起申请就可以，所以它极大的提高了效率，也减轻了一卡通管理人员的负担。通过以上三点的论述，虚拟化管理已经是在管理上是必不可少的了，它提高了效率，减轻了管理人员的负担，给整个的一卡通管理带来了极大的便利，提高了一卡通的服务水平，在高校中，一卡通服务水平的提升可以直接给学生及老师带来许多的方便，学生和老师仅使用一张一卡通就可以做任何的事情，非常的方便，这也就提高了高校里的整体的生活水平。

八、结束语

虚拟化技术在一卡通中的应用，逐渐改变了一卡通服务器的配备方式，对于其服务性能在稳定性，灵活性以及可扩展性都有很大的提升。就目前情况而言，虚拟化技术引入到一卡通当中，且对服务器进行升级，我们已经体会到虚拟化高校中校园"一卡通"系统的优势，服务质量也在逐渐提升，但在使用的过程中其稳定性以及安全性还有待增强，我们相信技术的进步会使得虚拟化技术和产品逐渐提升高校信息化服务水平。

〔参 考 文 献〕

〔1〕郑茵，李文清，周海英，等.浅谈高校实验教学中心建设的难点与重点〔J〕.中国现代教育装备，2010，（01）：125-127.

〔2〕刘百祥.面向校园信息化业务特征的虚拟化平台架构〔J〕.中国高等教育学会教育信息化分会第十二次学术年论文集，2014.

〔3〕朱海涛.VMware虚拟化系统在高校图书馆中的构建与应用〔J〕.现代图书情报技术，2012，（1）：68-72.

〔4〕施金金，叶中文，许畅，黄鹏，袁鸯.基于双表体制的RSA加密算法〔J〕.火力与指挥控制，2014.

〔5〕李林娜，郭兰，杨鸽.服务器虚拟化技术在高校中的应医用探讨〔J〕.山东工业技术，2015，（13）：189.

〔责任编辑：侯庆海〕