试论服务器虚拟化的快速部署及资源调度

0 引言

为满足教学资源的需求，大部分高校会针对设立的不同专业购置相应的网络教学平台，而构建这种教学环境的要求也各不相同。安装这些教学平台的服务器通常在同一时间只能运行一个操作系统和应用。这样一来，即使是小型数据中心也必须部署大量服务器，而每台服务器的CPU利用率也只有10%到15%，无论以哪种标准来看，都是十分低效的，不仅提升了运维管理难度，也增加了的资金投入预算。

服务器虚拟化技术的优势已经得到了业界的普遍认可，它能够有效的提高设备利用率，实现应用快速部署和资源的动态调度，解决高可用性应用业务存在的单点故障，它的普及和推广已经成为信息化技术发展的必然趋势。

1 服务器虚拟化技术

虚拟化按照应用方向分类，可分为服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化和应用虚拟化等多个方面。其中发展时间最长、技术最为成熟的是服务器虚拟化。

服务器虚拟化是对操作系统和应用进行抽象化，使其与物理硬件分离，并且可以获得一个更加经济、高效和简化的服务器环境。借助服务器虚拟化，多个操作系统能够以虚拟机方式运行在同一个物理服务器上，每个虚拟机均可访问底层服务器计算资源。

2 服务器虚拟化部署

如何利用服务器虚拟化技术来优化管理，提高服务器的利用率，甚至达到节能减排的目的，是当前的一个热门话题。但是在进行服务器虚拟化整合的过程中，我们通常要面对网络教学平台存在的如下问题：

以山西大学商务学院为例，网络教学平台涉及面较为广泛，包括电子商务类、管理类、会计实务以及基础教学类等24种网络教学平台。经过统计，这些网络教学平台的基本运行环境要求如下：操作系统（Linux、windows 2003、windows 2008），应用支持（Tomcat、IIS、NET Framework），数据库（Oracle、MySQL、MS SQL Server）版本众多。网络教学平台来自各个不同的软件开发商，部署缺乏统一规划，多数呈现分散部署态势。其中最突出的问题就是服务器数量众多且利用率不高，安装的数据库数量众多但数据量很小。

面对复杂的网络教学平台状况，在确保不影响现有业务运营的前提下，高效率地开展服务器的虚拟化整合工作，对于我们来说是一个挑战。以下是笔者结合实际的教学服务器管理运维工作，在进行服务器虚拟化整合过程中，总结的开展服务器虚拟化整合工作的几个有效步骤。

2.1 梳理网络教学环境，完成信息收集

首先，掌握现有实验教学环境对应的服务器软、硬件配置，其中硬件配置主要包括服务器的CPU 型号、数量、内存容量以及硬盘大小；软件配置涉及到操作系统、网络应用服务以及各种版本的数据库。

此外，还必须特别注意教学平台软件的加密锁的问题。现代化网络教学平台的加密锁是类似U盘的形式，连接服务器形成平台的使用许可。根据加密锁数量购置相应数量接口的USB集线器，且必须选择自带电源的 USB集线器，防止供电不良导致加密锁掉线，从而导致使教学平台不能正常使用。笔者还要强调的一点是，VMware vSphere 4以前的版本（包括VMware vSphere 4）不能直接支持USB集线器，需要通过USB Server软件支持，并且这种模式的缺点是常常意外掉线，管理人员得经常重新设置连接。VMware vSphere 5以后的版本则可以摆脱USB Server一样的第三方连接软件，能够直接通过 USB集线器识别加密锁，完成网络教学平台的许可认证，并且教学平台运行稳定。

接下来，要掌握各教学服务器的资源利用状况，了解各教学服务器的现有配置对网络教学环境的支持能力，最后要为评估硬件需求和下一步的规划奠定基础。

2.2 制定工作计划，进行虚拟化迁移后的测试

如果现有的塔式、机架式服务器使用年限过长，那么建议新购置服务器取代原有的服务器，以保障稳定的网络教学环境。购置新服务器时，通常要考虑电源使用效率、制冷以及硬件配置方面具有优势的产品，使虚拟化管理软件与硬件实现完美的结合，从而构建简化、高效和稳定的网络教学环境。通常情况下，一台这样的物理服务器虚拟化后，会分配8至12台虚拟服务器，按网络教学平台的普遍需求情况来说，每个教学平台至少要分配2G以上的内存，而且目前常规服务器的内存已经支持到了512GB甚至2TB之多。

选择适合的虚拟化管理软件。VMware vSphere是业界领先的虚拟化平台，使用户能够自信地虚拟化纵向扩展和横向扩展应用、重新定义可用性和简化虚拟数据中心。最终可实现高度可用、恢复能力强的按需基础架构，是任何云计算环境的理想基础。目前VMware vSphere的版本已经升级到了6.0，这个版本提升了最高配置限制：虚拟机可支持多达 128个虚拟CPU（vCPU）和4TB虚拟 RAM（vRAM）。物理服务器将支持高达 480个 CPU和6TBRAM，每主机1024个虚拟机，以及每集群64个节点。

当VMware vSphere基础架构搭建好后，就要考虑如何把现有运行在物理服务器上的网络教学平台迁移到虚拟服务器中。Vmware vCenter Converter可以实现P2V（物理机在线或离线迁移到虚拟机）和V2V（VMware各虚拟机产品之间和hyper-V之间的转换），以及把第三方的备份镜像迁移至虚拟机。在此，根据现实情况，采用 P2V的方法较为符合。这种方法的优势在于在可以基于同一种应用类型在单台虚拟机上部署多个网络教学平台，同时完成软件版本的升级。

完成上述工作后，就可以起草服务器虚拟化迁移测试计划，并上报主管领导进行审批。虚拟化迁移测试计划需要明确虚拟化整合测试的必要性，以及相关网络教学平台的安装环境要求，在合适的时间对迁移成功的网络教学平台的进行测试。

2.3 实施迁移整合，监控并合理调配

经过规划和初步的测试后，便可以按计划采用P2V方法，结合实际情况分批进行服务器的虚拟化迁移整合。此外，在完成服务器的迁移和整合后，还要密切关注这些虚拟服务器的运行情况以及教学过程中学生和教师的使用情况，这也是确保最终迁移成功的关键所在。最后根据实际情况，进行合理的资源调配，从而保障良好的网络教学环境。

运用上述三个步骤，结合高校实际情况，有序地开展服务器虚拟化的迁移和整合工作，通常可以获得较好的效果，从而节省信息化建设的总体成本，提升资源利用率和管理效率。

3 结语

随着服务器虚拟化技术的成熟，它的优点确实越来越明显，但这并不意味着所有的高校都适合，更确切说是实现由传统架构到虚拟化的平和过度。这之前有些问题一定要考虑清楚，比如说：虚拟化规划是否存在单点故障，所有的应用程序是否都支持虚拟化环境，是否有服务器不适宜虚拟化，域控制器该如何安置，最适合的虚拟化平台是什么，如果服务器出故障，应急计划是什么，每台宿主服务器可以容纳多少客户机，老旧硬件如何处理等等问题，都要考虑清楚。