虚拟化技术在网络服务中的应用研究

广东外语艺术职业学院 白国靖

1.前言

上世纪60年代开始，美国的计算机学术界就开始了虚拟技术的萌芽。1959年克里斯托弗（Christopher Strachey）发表了一篇学术报告，名为《大型高速计算机中的时间共享》（Time Sharing in Large Fast Computers），他在文中提出了虚拟化的基本概念，这篇文章也被认为是虚拟化技术的最早论述。

随着x86平台上虚拟化技术的实现，首次向人们展示了虚拟化应用的广阔前景，因为x86平台可以提供便宜的、高性能和高可靠的服务器。一方面，随着校园网络不断升级改进、网络安全的防范和教学需求不断增加，传统的网络服务，包括web服务、e-mail服务、DNS域名服务、存储服务等基本服务都要保证数据的安全、能在最小的时间内恢复故障，提供服务。别一方面，随着校园网络教学的建设，需要各种各样的教学系统，需要更多的设备来支撑。根据虚拟化技术在校园网络服务中的应用，笔者认为，选择合适的虚拟化技术应用方案，能很好地解决上述问题。

2.虚拟化技术的分类

平常所说的虚拟化技术更多地指计算系统的虚拟化及虚拟机，可以简要地分为如下四类：

硬件抽象层的虚拟机。对上层软件（即客户操作系统）而言，硬件抽象层的虚拟机构造了一个完整的计算机硬件系统，这种虚拟机与客户操作系统的接口即为处理器指令。

操作系统层的虚拟机。通过在动态复制操作系统环境，此类虚拟机能够创建多个虚拟运行容器。而对运行在每个容器之上的软件而言，此类虚拟机均提供了一个完整的操作系统运行环境，而它与上层软件的接口即为系统调用接口。

API层的虚拟机。此类虚拟机为上层应用软件提供了特定操作系统运行环境的模拟，但这种模拟并不是对处理器指令的仿真，而是模拟实现该操作系统的各类用户态API。

编程语言层虚拟机。此类虚拟机通过解释或即时编译技术（Just-In-Time，JIT）来运行语言虚拟机指令，从而实现软件的跨平台特性。

3.虚拟化技术的优势

更高的资源利用率：虚拟可支持实现资源池和物理资源的动态共享，特别是针对那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。

降低管理成本：减少必须进行管理的物理资源的数量；隐藏物理资源的部分复杂性；通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务。

提高使用灵活性：通过虚拟可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求。

提高安全性：虚拟可实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分，这些特性可实现对数据和服务进行可控和安全的访问。

更高的可用性：虚拟可在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、升级或改变。

更高的可扩展性：根据不同的产品，资源分区和汇聚可支持实现比个体物理资源小得多或大得多的虚拟资源，这意味着您可以在不改变物理资源配置的情况下进行规模调整。

互操作性和投资保护：虚拟资源可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性。

改进资源供应：与个体物理资源单位相比，虚拟能够以更小的单位进行资源分配。与物理资源相比，虚拟资源因其不存在硬件和操作系统方面的问题而能够在出现崩溃后更快地恢复。

4.虚拟技术在校园网络服务中的具体实现

4.1 虚拟化软件的选用

Windows Server 2008 R2 hyper-V相对于其它虚拟化软件优势分析：

（1）Hyper-V支持多种Guest OS。

（2）微软众多产品都已经开始支持虚拟化应用。

（3）Hyper-V可以同时运行32Bit和64Bit的操作系统。

（4）每个虚拟机支持多达4个虚拟处理器，最大支持64GB内存。

（5）提供虚拟机快照功能，支持与VSS集成。

（6）提供了快速迁移和群集服务。

（7）具有可伸缩性的资源分配功能。

（8）更实惠的产品授权。Hyper-V标准版可以免费运行一个实例；企业版可以免费运行4个实例；而数据中心版则没有限制。

4.2 虚拟化技术部署实施

综上分析，我们采用Windows Server 2008 R2 hyper-V。硬件采用dell Power-Edge M6505个刀片服务器。

首先对dell PowerEdge M650硬件服务器安装宿主操作系统，宿主操作系统采用Microsoft Windows server 2008 R2。为了保证安全及效率，宿主操作系统上只安装hyper-V软件。hyper-V在安装后，自动在IIS中建立了虚拟机管理网站，可能提供管理员通过HTTPS方式安全地管理和监控虚拟服务器的运行。hyper-Vr可以支持多种Guest操作系统的运行。根据Microsoft的Windows server 2008 R2许可协议，一个En-terprise版的许可可以在同一个硬件服务器上的虚拟环境上安装四个实体，因此，可以在宿主服务器上建立四个虚拟的Windows server 2008 R2。每一个虚拟服务器均有各自的网络适配器，可以独立设置IP地址。各虚拟服务器均实现了各自功能，且运行稳定。详细分配如表1所示。

表1

[1] 王春海.虚拟机技术与应用——配置、管理与实验[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2] 何禹.虚拟化技术在校园网数据中心的应用[J].电子科技大学学报,2007(6).

[3] 鲁松.计算机虚拟化技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.