云计算中服务器虚拟化技术的研究

(云南电网有限责任公司临沧供电局，云南 临沧 677000)

0 引言

随着智能电网建设和供电局业务需求的增加，对信息管理系统的运行效率提出了更高的要求。如果同一时间段内服务器的访问量较多，就会占用过多的资源，导致服务器过载运行，严重时还会出现系统瘫痪。虚拟化技术的成熟发展和推广应用，有效地解决了此类问题。它能够将所有的虚拟数据存储到资源池中，利用虚拟主机代替物理主机，既可以降低硬件成本，又能够提高软件运行效率，很好地满足了现阶段供电局信息管理工作的开展。

1 云计算中服务器虚拟化技术方案

1.1 传统IT云计算模式

早期的服务器虚拟化技术，是以虚拟化平台为载体，虽然实现了主机及其操作系统的虚拟化，但是外部的网络、存储等硬件设备没有完成虚拟化。利用虚拟服务器对外部网络架构进行统一规划，以提高虚拟操作系统和现实硬件设备的兼容性。在传统的IT云计算模式下，虚拟服务器运行中产生的数据或运行所需的程序，被单独存储在一个区域；而网络交互参数则存储在另一个区域。这样就需要两套软、硬件设备，运行成本较高。近年来分布式云计算模式逐渐推广，逐渐取代了这一模式。

1.2 分布式云计算架构模式

分布式云计算架构模式在硬件上由一系列物理服务器组成，软件系统方面有Hadoop模型、开源虚拟化XEN平台。为了解决不同物理服务器之间可能存在的兼容性差的问题，要求在每两台相互连接的服务器节点上，使用完全相同的软件平台，在虚拟化环境下不会对软件的协同运行和数据交互产生负面影响。另外，软件平台前期购买后，后期的运行维护与版本升级都是免费的，因此在运用成本上也有很明显的优势。分布式云计算模式还具有较强的可扩展性，后期根据供电局业务的增加，可以继续串联服务器，以提高业务处理效率。

2 服务器虚拟化架构

2.1 计算虚拟化

计算虚拟化利用虚拟化技术构建中间层，将硬件和软件分离、在操作系统和硬件之间构建一个虚拟化软件层，将服务器物理资源通过一定手段变成逻辑资源，并向上层操作系统及应用环境提供硬件资源，上层环境中的虚拟机相互隔离，可以实现资源迁移，提供更高的硬件、软件资源利用率。

2.2 网络虚拟化

软件定义网络(SDN)是在云计算大数据中心网络中的新型网络设计框架，SDN的关键思想是改变在传统网络对数据流的控制以及运行机制，核心技术是将网络的控制面和数据转发面进行分离，实现可编程化控制，使得SDN具备控制和转发分离、设备资源虚拟化和通用硬件及软件可编程特性。

2.3 存储虚拟化

以往系统运行所需的程序指令和产生的数据都会直接存储于物理服务器上，由于存储空间有限，往往需要定期进行数据清理或转移。而选择存储虚拟化技术，既可以扩充存储容量，又能够提升虚拟存储器的利用率。随着云技术的发展，目前较为流行的云盘、云服务器等，都是一种高度集成的虚拟存储模式。

3 云计算中服务器虚拟化技术

3.1 分区虚拟技术

在一些规模较大、系统结构较为复杂的计算机中，为了提高系统的运行速度、避免因为冗余造成负面干扰，通常会使用到分区技术。在服务器虚拟化背景下，分区虚拟也成为一种必然选择。除了对软件安装位置和数据存储位置进行分区虚拟外，硬件设备也需要进行分区虚拟。这样既可以实现操作系统与应用程序的完全隔离，减轻了CPU运行负荷。同时，底层的应用软件也会减少资源占用，这对于整个虚拟服务器内部资源的合理分配也有积极作用。

3.2 底层硬件虚拟技术

底层硬件是指整个信息系统中，位于前端、负责执行上级控制指令的各类电气设备。利用虚拟机监视器可以对这些底层硬件进行全面监控，将获得的硬件设备运行数据，在虚拟机中重新进行建模和仿真运行。操作系统本身来看，不管是在虚拟环境下运行还是在物理服务器上运行其本质上是没有区分的。服务器的虚拟机监视器虚拟化可以分为裸金属构架以及寄居构架两种类型。

3.3 服务器虚拟化的优缺点

从现阶段服务器虚拟化技术的实践应用效果来看，其应用优势显著，主要体现在两个方面：①随着操作系统的更新迭代，新旧操作系统之间无法做到完美兼容。一些新开发的应用软件也只能搭载最新的操作平台，适用性受到了局限。通过服务器虚拟化技术，则可以将原操作系统的数据全部迁移至新的操作系统，解决了不兼容的问题，保证了供电局业务的连贯性。②服务器虚拟化提高了服务器的运行效率，仅使用1台虚拟服务器就可以对整个单位的业务进行处理，降低了运行成本。但是受到当前技术发展的限制，服务器虚拟化技术在运用中也仍然存在一些缺点，例如虚拟服务器相比于物理服务器，在稳定程度上还有所欠缺。由于虚拟环境下多台服务器采用串联方式连接，任何一个节点上出现问题，都会对后续的服务器运行造成干扰影响。

3.4 服务器虚拟化的未来发展趋势

大数据、云计算等技术的发展，让服务器虚拟化技术的推广与应用成为了一种必然趋势。现阶段虚拟化技术运用中仍然存在的问题，就成为了下一步技术发展和优化的重点内容。下一步，服务器虚拟化技术将会在组织架构上做出调整，可以采用先将单台物理服务器虚拟化，然后再将所有虚拟服务器进行并联的方式，构建一个集成化的“服务器网络”，这样既可以提高数据共享效率，又可以保证一台虚拟服务器发生故障后，不会对其他服务器产生影响，从而提高了整体运行的稳定性。

4 结语

云时代的到来、服务器虚拟化技术的应用，可以满足对海量数据的存储、筛选、分析与利用等工作，从而提高了数据价值，为管理决策提供了辅助参考。供电局要基于自身业务需求，搭建虚拟化服务器，将本单位所有的物理服务器连接起来，形成一个资源池，既可以提高整个信息系统的兼容性和响应速度，又能够提高数据共享能力，对提升整体的业务效率和本单位的经营效益也有积极帮助。随着云技术的不断成熟，服务器虚拟化技术的应用也会更加广泛。