服务器虚拟化进基教

文/张宏

服务器虚拟化进基教

文/张宏

随着信息技术的高速发展，信息化的中小学校中的教学和科研中运用越来越广泛，从最基本的学生信息系统（如学号，家庭地址等）到复杂的在线考试系统和网络课室。在硬件部署中，这些系统的服务器端都运行在不同的物理机器上，客户端更加是分布在不同的个人电脑上，位置分散，维护难度大。随着学校的发展，需要处理的数据和用户数也越来越多，服务器的数据有效管理成为一个重要的问题，另外，由于客户端运行在不同的操作系统里面，客户端的维护和数据的安全成立另外一个重要问题。而虚拟化则为解决这些问题提供了很好的指导意义。

全虚拟化与操作系统虚拟化

服务器目前广泛运用的两种虚拟化技术分别是硬件层次的完全虚拟化技术以及操作系统的虚拟化。

完全虚拟化是VMware为代表，VMware虚拟化软件将物理的硬件资源映射到虚拟出的机器（简称虚拟机）的资源。因此每个虚拟机实际用的就是自己的CPU，内存，硬盘和网卡等。切换到虚拟机不需要重启或者硬盘上的分区。虚拟机完全等于标准的x86机器，因此Wmware支持超过200个操作系统，包括最新的Windows 7， Windows Server 2008 R2等20个其他Windows版本以及Redhat，Ubuntu，OpenSuse等26个其它Linux版本。

对于中小学的各种办公系统，网络管理员可以有效、经济地使用WMware，在虚拟机中安装统一的系统，里面包括所需要的软件，如在服务器端机器安装OA系统的服务器端程序和数据库，在客户端安装OA系统的客户端以及所需要的Office软件和邮件客户端等。

在教学中，老师和快速地为学生创造不同，安全，独立的虚拟机，里面包括所有的课程，课程需要用到的所有运行程序和工具。在课程结束的时候，虚拟机可以还原为初始化的状态，这样又能方便的用在下一批学生的身上。

操作系统虚拟化目前还是处于非主流状态。操作系统虚拟化是单一系统上的内核允许多个独立的用户空间的实例。这些实例（经常称做容器，比如VEs, VPS）从用户的视角看起来像是一个真正的操作系统。这一点是它与虚拟机技术的最本质的不同。虚拟机技术，比如VMware、Hypervisor都是在多个虚拟的硬件层上安装多个Guest操作系统，然后再运行应用程序。比较两台分别采用操作系统虚拟化和虚拟机技术的服务器，用户看到的最明显的差异就是操作系统实例数量的不同。操作系统虚拟化经常运用在虚拟主机的环境中，这

个环境有效地安全地为大量的互不信任的用户分配有效地硬件资源。也可以将不同的操作系统下运行的程序以实例的方式迁移到一台服务器当中，从而进行集中地有效地管理。

操作系统虚拟化需要较少的管理成本，因为在虚拟分区的程序使用操作系统的普通调用，而不需要运行在仿真器或者一个中间的虚拟机中（如VMware）。同时，运行在虚拟操作系统中的实例可以快速启动和停止，因为启动一项任务无需启动整个操作系统，并且少了虚拟机和Guest系统和虚拟机两个资源消耗层次，操作系统虚拟化有更高的快速响应和更佳的性能。

然而，操作系统虚拟化技术并不是完美的，也无法全面替代虚拟机技术。在用户需要一个相对完整的虚拟环境进行研发，或整合多种操作系统，或整合多个处于不同操作系统版本和补丁级别的传统应用于同一服务器时，只有虚拟机技术能够充分满足这种需求。从这种意义上说，虚拟机技术是以牺牲效率为代价换取了更大的灵活性。

无盘虚拟化技术应用于基教

当前虚拟化技术的使用方兴未艾，出现了各种各样的应用，但对于中小学而言其部署的成本还是无法承担的。因此笔者在实际工作中摸索出了一套适合中小学计算机机房及办公网络中的主机虚拟化管理方案，该方案通过基于PXE的无盘技术实现了对主机的统一化管理和数据的集中存储，方便对数据实施备份，可以极大地提高管理效率，以缓解中小学网络管理人员不足的问题。

通过无盘虚拟化在中小学中可以实现多媒体计算机网络教室、图书馆或多媒体电子阅览室、多媒体语音教室、开放式公共机房的四合一使用或管理。根据不同的使用需求，通过设置运行相应的统一的系统，既可以帮助中小学节省在计算机房和网络方面的投入，也可以提高机房主机的维护效率。

（作者单位为浙江省杭州市江干区教育技术中心）