服务器虚拟化技术在高校信息化建设中的应用

苏州百年职业学院 任学东

当前，高校普遍将信息化建设作为提高教学质量和管理效率的重要手段。随着信息系统数量的增加，如果高校仍采用传统的系统部署方式，会导致数据中心的服务器、交换机等硬件设备的数量不断增加，而资源的利用率却很低。近年来，服务器虚拟化技术发展很快并得到了广泛应用，为解决这些问题提供了有效的方法。本文将对服务器虚拟化技术进行介绍，并分析其在高校信息化建设中的应用和优势。

随着计算机技术的应用和普及，高校信息化建设也得到了快速发展，依靠信息技术为手段进行的教学改革不断深化，高校的教学和管理模式都发生了很大变化。相应地，用于教学、科研及日常管理方面的应用系统数量越来越多，传统方式下需要为每个应用系统配置一台专用的物理服务器，这会导致服务器、存储设备、交换机等硬件设备的数量不断增加。设备利用率低、能耗高、管理维护工作量大等问题变得越来越突出。高校很难继续依靠传统的方式来支撑教育信息化的发展，因此有必要探索新的解决方案。近年来，虚拟化技术发展很快，可以在单个物理服务器上安装并独立运行多个操作系统，利用虚拟化技术推动企业和高校信息化建设的发展已成为当前趋势，日益受到信息技术人员的重视。

1 虚拟化技术

虚拟化是一种信息资源管理技术，即对诸如服务器、网络和存储之类的实际物理设备进行封装和抽象，呈现出新的组成形态，这些新虚拟出的逻辑资源摆脱了原有资源物理地点和物理状态方面的限制，从而使用户可以更好地利用这些资源。在实际工作环境中，有些设备性能很高但利用率不足，而有些设备则性能较低难以满足实际需要，虚拟化技术可以对这些物理设备进行封装，重新组合成虚拟资源池，然后进行重新分配，从而实现对物理资源的共享。虚拟化技术可以提高IT资源的利用率和可用性，同时也便于对设备进行管理和维护，近年来，虚拟化技术已经在很多方面得到了发展和应用，其中就包括服务器领域。

针对服务器的虚拟化技术是将传统物理服务器中的实体资源进行抽象，从而形成可以动态管理的虚拟资源池。在虚拟化系统架构上可以通过管理软件创建一个或多个虚拟机，并从资源池中分配一定数量的逻辑资源给虚拟机。每个虚拟机在功能上相当于一台独立的传统物理服务器，可以单独安装操作系统和应用软件。这样就可以实现在一台物理服务器上同时运行多个虚拟服务器的功能，大大提高了资源的利用率。

2 高校信息化建设中的常见问题

随着教育信息化的发展，高校普遍具有多个业务系统，传统方式下需要为每个业务系统至少配备一台服务器，这会导致服务器以及相关辅助设备的数量不断增加，进而产生很多问题。

资源利用率低。在业务系统的部署过程中，对服务器等设备的选型通常是根据供应商和高校信息化人员的经验来判断，为了降低风险，相关人员往往倾向于推荐性能偏高一些的设备，尤其是在具体要求不太明确的情况下更是如此。因此，高校数据中心的服务器数量很大，但资源利用率却往往很低，造成很大程度的浪费。

业务系统部署时间长。在传统的数据中心环境中，部署新的业务系统通常需要经过繁琐的过程，从新设备的选型、购买到安装和配置少则需要几天多则需要几周的时间，因此对新需求的响应不够灵活和及时。

容灾性能差。每个业务系统安装在一台服务器上，如果设备出现故障，业务系统也将无法使用。故障严重时，可能还要等供应商安排工程师到现场更换零部件，甚至需要重新采购设备，对业务系统的影响很大。

能耗高。服务器数量的不断增加，会给数据中心的空间、电源、空调等配套实施带来很大的压力，能耗也比较高。

管理维护不方便。数据中心的设备数量众多，型号、规格也有所不同，增加了信息技术人员管理维护的难度和工作量。对服务器硬件进行升级时，通常需要先关闭服务器，导致用户无法访问业务系统。

可以看出，传统方式存在很多不足之处，高校需要探索新的技术和方法，来解决信息化过程中面临的这些问题。近年来，虚拟化技术已逐渐成熟，功能越来越完善，为高校利用虚拟化技术提供了契机。

3 服务器虚拟化在高校的应用

目前主流的服务器虚拟化产品有VMware的vSphere，Microsoft的Hyper-V和Citrix的XenServer，高校可以根据各自需要对这些产品进行选择使用。

以Vmware vSphere为例，高校可以采购或利用现有的服务器来构建新的虚拟化平台。硬件资源到位后就可以开始安装ESXi和vCenter等虚拟化软件，对网络、存储等功能进行配置，然后开始构建虚拟化群集（Cluster）。配置好群集后，还需要配置DRS（Distributed Resource Scheduler，分布式资源调度程序）和HA（High Availability，高可用性）。其中，DRS根据事先确定的业务优先级来协调各物理服务器上的可用资源，实现负载均衡。当管理员需要在平台中增加新的虚拟机时，DRS可以根据物理服务器的资源使用状况来选择合适的宿主服务器创建虚拟机。平时，DRS会持续监控群集中的资源利用情况，必要时会给出虚拟机迁移建议，甚至可以实现自动迁移，这取决于管理员如何进行配置。DRS还可以在群集中资源利用不足的情况下关闭一些物理服务器以便降低能耗。HA功能则可以使虚拟机在其宿主服务器发生故障后自动在其它服务器上启动，从而为虚拟机中运行的应用程序提供自动、快速的故障恢复服务。vMotion是另一项重要的虚拟化技术，通过vMotion，管理员可以将虚拟机从宿主服务器上实时迁移到另一台物理服务器上，期间无需关闭虚拟机，当管理员需要对某台物理服务器进行维护时该功能特别有用，能够维持业务系统的连续性。配置好虚拟化平台后，管理员可以通过Converter软件将传统的物理服务器迁移到虚拟化平台，迁移时可以根据应用系统的重要性以及对资源的需求情况将虚拟服务器指定给合适的资源池，并分配相应的硬件资源。迁移后，管理员还可以根据资源监控情况对虚拟服务器的资源进行调配，以确保业务系统的稳定运行。如果需要部署新的业务系统，管理员可以使用虚拟化技术中的模板功能来快速创建新的虚拟机，通常在模板中已经装好了操作系统、补丁程序，杀毒软件、以及其它常用软件，因此无需在新创建的虚拟机中重复这些安装工作。管理员还可以选择在一些关键时间点为虚拟机创建快照，当虚拟机中的操作系统或应用程序发生问题时，就可以很方便地将该虚拟机的整个系统恢复到正常时的状态。

4 高校引入服务器虚拟化的好处

将服务器虚拟化技术应用到高校信息化建设中，具有以下一些好处：

提高资源的利用率。利用服务器虚拟化技术可以在一台物理服务器上创建多个虚拟机，并且对硬件资源进行动态分配。与传统的一个业务系统对应一台物理服务器的模式相比，减少了物理服务器的数量，有利于提高资源的利用率。

系统部署方便快捷。利用虚拟化管理平台中的模板功能，管理员可以快速创建新的虚拟服务器，十分便捷，与传统方式相比大大减少了系统部署时间。

容灾性能好。为了保持业务系统的连续性，高校应尽量避免计划外停机。当某台物理服务器发生故障时，虚拟化管理系统可以将该服务器上运行的虚拟机迁移到其它服务器并自动启动，从而使故障对业务系统的影响最小化。

业务系统之间隔离性强。利用虚拟化技术便于为每个业务系统分配一个独立运行的虚拟机和操作系统，保证了业务系统之间的隔离性，避免相互影响。

节约数据中心运维成本。将原本安装在传统服务器上的业务系统转移到虚拟化环境中，大大减少了物理服务器及相关辅助设备的数量，不但可以节约数据中心的空间和能耗，而且可以减少维护人员的工作量。

便于管理维护硬件资源。当需要升级和维护物理服务器时，可以将它上面的虚拟机都迁移到其它物理服务器上，等完成物理服务器的升级维护工作后再将虚拟机迁移回来，整个过程不需要关闭虚拟机，最大程度地避免了对业务系统的影响。

随着服务器虚拟化技术的发展和完善，越来越多的高校将会把虚拟化技术引入信息化建设中，以解决传统数据中心面临的种种问题。高校的信息技术人员可以根据各校信息化建设的自身特点和需要，对虚拟化技术进行合理利用，以便改善对业务系统的支持能力，简化日常管理维护工作，推动信息化建设的发展，为教育教学工作提供更好的服务。