虚拟化技术在校园升级网络中的应用探究

司海峰 王艳娥 杨倩

西安思源学院 陕西省西安市 710038

0 前言

在计算机网络技术中，虚拟化是支撑云计算的一个关键技术，就是把物理资源转换成可管理的逻辑资源，打破物理资源之间的壁垒，让资源的管理以逻辑方式来进行。其优势主要表现为使用效率高、隔离性强、可靠性高、兼容性好、可扩展性强、降低部署成本等方面。虚拟化已成为目前信息化建设中经常采用的主流技术，下面以某高校网络升级改造项目为例，谈谈虚拟化技术在信息化建设中的应用。

项目所在高校占地1600亩，建筑面积近40万平方米，在校师生22000余人，随着学校规模和信息化应用的不断扩大，原有的校园网络已经越来越难以满足需求，为此学校启动了校园网络升级改造工程。

1 校园网核心层虚拟化构建

此次升级改造采用了万兆校园网极简架构，核心采用两台云架构网络三层框式核心交换机RG-N18010，搭配SFP+万兆光模块，进行“VSU+BFD”的典型虚拟化构建，两台物理交换机虚拟成一台逻辑交换机，统一网络管理界面，实现性能的冗余叠加，从而保证核心网络的高性能和高可靠性。

核心交换机下联两台RG-S8605E高性能交换机，通过这两台高性能交换机连接数据中心服务器集群。这两台交换机也同样采用VSU虚拟技术，其与核心交换机之间的光纤链路通过链路聚合技术虚拟化为一条链路，大大简化网络拓扑和协议复杂度，有效提升可用带宽。通过此种连接方式，在日后的运行过程中，即使发生主机故障，其切换亦类似于单机双引擎切换，时间为毫秒级别，保证业务不中断；而链路故障，也能即时实现聚合组成员间切换，用时通常也为毫秒级。这相较于以前传统的“MSTP+VRRP”组网技术，无论是整体性能，还是稳定性和可靠性，都得到了大幅提升。

具体连接示意如图1所示：

图1 核心层虚拟化示意图

2 服务器虚拟化构建

以前学校数据中心的服务器，由于业务量的不断增加，一直采取逐次增设的方式增加服务器数量，这使得许多应用都部署在了多台物理机器上，导致服务器资源利用率低、可扩展性差、运维不方便等问题。本次升级改造我们采用了服务器虚拟化解决方案。将全部服务器的CPU、内存、磁盘、I/O等硬件虚拟成可集中使用和管理的资源池，构建服务器虚拟化集群。

服务器虚拟化主要分为一虚多、多虚一和多虚多三种形式。一虚多是将一台物理服务器虚拟化为多台逻辑服务器，各虚拟服务器之间相互独立，互不干扰，为多个应用同时提供服务，这种方式增强了单台物理服务器的多用户处理能力；多虚一是将多个物理上相互独立的服务器虚拟化为一台逻辑服务器，使多台服务器可以协同工作，处理同一个任务，这种方式能够最大程度地发挥服务器整体工作性能；而多虚多是前两种方式的融合，即先将多台物理服务器虚拟成一台逻辑服务器，然后再将这台逻辑服务器划分出多个虚拟环境，让多个业务在多台虚拟服务器上运行，这既能提高服务器的多用户处理能力，又能很好地进行资源分配。

通过对多家产品的对比测试，项目最终采用了VMware vSphere服务器虚拟化技术方案。VMware vSphere具有非常高的市场占有率，其具有功能强大，管理便捷，可扩展性好等优点。通过该虚拟化平台的部署，有效整合了学校数据中心的服务器资源，大幅减少了相关硬件的维护工作量，提高了管理效率，增强了应用的高可用性能。

3 云桌面虚拟化构建

桌面虚拟化是一种基于服务器虚拟化，并允许用户远程访问桌面并进行交互操作的技术。具体就是在数据中心的服务器上，为每个用户虚拟生成独立的桌面操作系统镜像，然后再通过远程访问协议分发给各个用户，用户可以通过各种类型的终端随时随地访问属于自己的桌面操作系统。网管员只需要在数据中心的服务器上进行部署和维护即可。

一般说来，主流的云桌面技术主要有VDI、IDV、VOI三种不同的架构，它们都有自己独特的优势和应用场景，如VDI架构利用服务器资源，支持移动办公；VOI架构采用前端资源，性能强大，软硬件兼容性好，不依赖网络；IDV架构支持在新硬件上运行XP。目前国产化的下一代云桌面VENGD已经实现了三种架构的融合，但价格较为昂贵。

结合学校实际和预算情况，我们采用了VDI瘦终端虚拟云桌面应用系统，通过学校数据中心的高性能服务器集群，可满足500多个虚拟桌面终端的需求，解决了所有多媒体机房的统一管理问题，大大提升了运维效率；同时该系统还满足了广大师生对应用软件的个性化需求，而且还支持多种常用终端，访问也非常灵活，大大提升了用户体验。

桌面虚拟化示意如图2所示：

图2 桌面虚拟化示意图

4 结束语

整个校园网升级改造项目历时4个月建设完成，经过1个月试运行，顺利通过验收。本项目的建设完成使该高校的校园网络性能提升明显，改造后的校园网络高速稳定，有效地支撑了学校师生的联网需求和各项信息化工作。