“军队网络教学系统”升级及其服务器虚拟化部署

卞亚红，王士勇，张 力，罗 虹

第二军医大学：1 训练部信息管理中心；2 信息化办公室， 上海 200433

·技术与教育·

“军队网络教学系统”升级及其服务器虚拟化部署

卞亚红1，王士勇2，张 力1，罗 虹1

第二军医大学：1训练部信息管理中心；2信息化办公室， 上海 200433

针对第二军医大学网络教学系统改版升级的实际情况,介绍了原系统恢复、新平台部署、数据库迁移和原数据导入的服务器虚拟化技术及实施。

军队网络教学系统；数据迁移；虚拟化技术

“军队网络教学系统”是由总参军训部于2002年研制和配发的。近年来，由于教育理念的转变和服务器硬件设备的不断老化和损坏，使得原系统已经不能很好地适应学校网络教学的发展和需要[1]。为解决“军队网络教学系统”中存在的软、硬件风险，提高系统的性能和增强业务系统的扩展性[2]，2013年全军军事教育训练技术研发中心对原系统进行了改版和升级，并对全军各大院校和基层单位相关人员进行了技术培训。2014年，借系统升级契机，我们对机房进行了改造，利用虚拟化技术重新部署服务器。该文分析了第二军医大学“军队网络教学应用系统”运行情况，介绍了系统升级、服务器虚拟化改造、原数据库和资源迁移的实施。

1 军队网络教学系统改造前情况

“军队网络教学系统”于2003年基于Window 2000环境构建，由4台服务器(数据库服务器、素材服务器、视频服务器、试题库服务器)和2台硬盘存储设备组成(一台为素材存储、一台为视频存储)，结构部署如图1所示。

图1 网络教学平台改造前部署结构

经过十多年的运行，系统的软硬件及其部署架构在性能和安全上已经不能满足现行教学的需要，主要表现在以下几点：

1.1 硬件老化、故障率高

近些年，系统硬件故障频出。存储和服务器中的硬盘几乎全部更新过，损坏的频率非常高，日益增加的硬件老化，导致系统极不稳定，曾一度处于崩溃状态，使系统无法正常运行。

1.2 存储空间使用受限制

存储空间使用超过90%，数据库备份量每天增长，在后期应用软件的部分升级中，数据空间的使用量显著增长，原存储已配满，无法扩容磁盘。

1.3 服务器CPU使用率高

自2003年以来，软件功能多次升级，大幅增加了数据库服务器的使用率，在高峰期间，部分应用的系统资源其CPU负荷率已接近100%。

1.4 系统架构陈旧缺陷

2003年构建平台的操作系统为Window 2000，采用SQL Server 2000为底层数据库，IIS发布应用。微软已经不再支持Window 2000及SQL Server 2000补丁升级，存在重大安全隐患。

1.5 单点故障频发

改造前服务器及存储的架构设计存在单点故障问题，出现故障时，恢复时间长，且无法保证数据恢复的完整性。

1.6 功能的局限性

系统缺乏有效的交互手段，信息交流不通畅，阻碍了网络教学优势的发挥，系统结构封闭，升级困难，难以适应教育理念和信息技术的高速发展。

2 军队网络教学系统服务器虚拟化改造实施方案

针对以上问题，同时为规避后期未知的风险，我们确定新购高配置服务器，利用VMware虚拟服务器软件部署方案，整合原有服务器功能。改造后的网络教学系统架构如图2所示。

图2 改造后网络教学平台部署结构

系统架构的改造主要为以下几个方面：

①新增华为服务器3台，采用虚拟化方式部署，组建虚拟化应用服务器集群，实现应用服务器资源动态分配和高可用性。

②新增管理服务器1台，作为备份服务器。

③新增负载均衡设备，提高了整体运行性能，实现了智能化的流量管理，满足了多人同时在线应用的最佳负载均衡需求。

④数据存储1台，使用目前市场上最先进和最稳定的网络存储SAN架构，具备FC和IP SAN融合组网能力，通过备份盘跨框热备保护硬盘，能够智能识别系统热点数据，并自动复制到在SSD硬盘，实现数据高性能传输，提高系统效率。

⑤24口光纤交换机，用于存储SAN架构，为高性能的数据存储提供了保障。

⑥控制终端实现了PC机对服务器监管与维护功能，有效提高了服务器维护、管理与备份的效率。

3 军队网络教学系统迁移及构建流程

3.1 系统数据恢复办法

改造前的原系统素材服务器主板及存储的多块硬盘出现故障，导致系统崩溃、数据丢失，已无法提供服务，也无法实现数据迁移。由于原系统(DELL 2650)型号陈旧且已停产，没有替换的备机，只能通过原系统的备份文件，采用Ghost软件在虚拟机环境下恢复操作系统，采用P2V技术，将原系统还原至新服务器；通过原系统的备份数据文件，恢复数据。

3.2 改造后网络教学平台环境部署

平台部署基于虚拟化环境，应用服务器采用Wind- ows 2008 R2操作系统，以JAVA为开发语言，基于J2EE多层网络架构，具有很好的跨平台特性和极强的复用性和安全性。平台遵循Apache License，具有强大的二次开发系统功能，平台以全球著名的开源项目Sakai为基础，有丰富的模块和工具，可不断更新[3]。

3.3 原系统数据库迁移过程

迁移过程主要存在以下困难：原系统服务器年代久远，系统已无法启动，且与新服务器的操作系统和数据库不同。经过深入分析和全面衡量数据结构及数据关系后，进行了如下操作，安全地进行了数据迁移，其过程如图3所示。

图3 数据迁移过程示意图

①安装MySQL数据库。

②用移植工具进行数据库结构比较，并根据比较的结果修改数据库结构，用移植工具维护源数据库和目标数据库之间表的对应关系，设定数据同步的相关配置。

③利用迁移工具迁移数据库，验证系统在新数据库中是否正常运行，并进行数据库的优化工作。

3.4 原系统资源迁移过程

原系统经过十多年的使用，学校已构建了大量的网络课程和资源。为了快速、方便、安全地将原系统中的课程迁移到新系统中，主要有以下几个关键步骤：

①单位及用户迁移。系统中的单位和用户迁移过程有四步：查询原系统中的单位和用户；将查询结果另存为.csv文件；利用Excel工具，将.csv文件转为.xls文件；将.xls文件导入到新系统中。

②课程及资源迁移。把原系统教材服务器上的数据文件拷贝到新系统服务器上；利用新系统配发的系统迁移工具进行迁移。

3.5 新系统运行测试

网络教学服务器虚拟化部署后，主要从系统稳定性、系统故障切换等方面进行了测试。

①测试系统稳定性。主要测试在高负荷工作状态下系统的稳定性[4]。经过测试，在拷机48 h连续运行过程中，vCenter会持续报警，VM1主机CPU利用率异常，但主机操作功能均正常。结果表明，在高负荷环境下系统均能稳定运行。

②测试故障切换。对系统故障切换主要是考察VMware HA是否及时发现故障主机和及时进行故障切换[5]。测试表明：将模拟主机发生故障的主机VM1网线拔出，vCenter立刻报警主机离线，并且显示虚拟机在VM2上重新启动。证明了VMware HA可以在一台主机发生故障时在很短时间内对系统进行切换，满足网络教学系统对于业务连续性的要求。

3.6 系统的备份和恢复策略

在数据备份系统程序中，采用VCB(VMware con- solidated backup)软件，为虚拟机提供了集中式备份工具。实现集中式备份服务器来保护虚拟机，这样既可满足数据的同步，又不影响系统的正常使用。

3.7 基于Web应用的负载均衡

由于学校平台访问量较大，同时在线会造成单台服务器资源耗尽，影响用户体验，因此采用多台Web应用服务器作为前台，配置了负载均衡设备，提高了整体运行性能，实现了智能化的流量管理，满足了多人同时在线应用的最佳负载均衡需求。

3.8 系统升级后的应用效果

网络教学系统升级是一项复杂而细致的工程，它具有跨平台、跨数据库及数据量大等特点[6],升级后的网络教学平台具有很好的跨平台特性和极强的复用性和安全性[7]；具有便捷的网络教学平台管理与监控功能；实现了负载均衡同时能满足1 000人并发访问，包括视频流、多媒体数据流以及数据库的访问；用户端的响应速度较以前有了显著提升，较好地满足了教学科研需求。

实践证明，基于VMware的服务器虚拟化整合，有效地解决了学校原有的网络教学系统物理服务器资源利用率低的问题，显著提升了服务器资源的利用效率；虚拟集群技术实现了服务器不间断工作，提高了服务器的安全性和可靠性，大幅降低了单点故障率[8]；利用vCenter对虚拟服务器进行集中管理，明显减轻了系统管理者的工作量；解决了软件运行环境不兼容、维护困难等问题。服务器虚拟化是高校数字化数据建设发展的必然趋势。此次系统升级以虚拟化技术为切入点，以机房改造为契机，以网络教学系统升级为目标，使整体管理迈出了重要的一步。全新的服务器虚拟化部署，解决了传统服务器管理模式的困扰，加快了服务器部署时间，提供了集中化管理、资源优化和自动操作功能，更有效提高了网络教学系统建设效率和响应能力。

[1]杨少春,徐华松.军队院校网络教学应用系统实用教程[M].上海：第二军医大学出版社，2004:1-2

[2]王新舸,柯水洲.军队网络教学平台管理与维护[M].北京：蓝天出版社，2013:1-2

[3]王栓杰，李春鹏,王昌胜．服务器虚拟化技术在校园网中的应用探析[J]．信息系统工程，2012(5)：74-75

[4]张克东,庄燕滨.软件工程与软件测试自动化教程[M].北京:电子工业出版社,2002:35-38

[5]诚恺科技.VMware vSphere HA主机状态故障排除方法[EB/OL].http://www.cqeis.com/news_detail/newsId=1551.html,2014-09-19

[6]李灿召,孙玉晶.ORACLE数据库跨平台升级方案研究和实施[J].硅谷,2012(21):109-111

[7]许俊良.VMware服务器虚拟化解决方案[J].信息系统工程，2013(4)：54-55

[8]连英姿.浅谈网络服务器的集群技术[J].科技信息,2007(25):361-363

Upgrading of the Military Network-based Teaching System and its server virtualization deployment

BianYahong1,WangShiyong2,ZhangLi1,LuoHong1

1CenterofInformationManagementofTrainingdepartment;2InformatizationOffice,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

Based on the actuality of correcting and upgrading of the Military Network-based Teaching System of Second Military Medical University, the paper introduces serve virtualization technologies and their implementation regarding recovery of the original system, deployment of the new platform, database migration, and raw data import.

military network-based teaching system; data migration; virtualization technology

2015-05-21

卞亚红(1973-)，女，江苏靖江人，硕士，讲师，主要研究方向：信息技术在医学教育中的应用。

罗虹(1981-)，女，江西吉安人，博士，讲师,主要研究方向：信息技术在医学教育中的应用。 电话：021-81870319；E-mail:luohong_wsy@126.com

G434

A

1004-5287(2015)05-0523-03

：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201505013