服务器虚拟化技术在林业上的应用实践

钟祥清

(四川省林业信息中心，四川成都 610081)

1 引言

云计算、物联网、虚拟化、大数据、移动互联网等新一代信息技术的应用发展，人类社会进入了互联网时代，林业信息化也从数字林业迈向智慧林业，新建应用系统的速度更快、数量更多，现代林业管理对信息化的依赖程度越来超高。传统的应用系统部署大都采用一台或多台服务器+操作系统+数据库+应用软件的方式进行，为提高安全性和可靠性，有的应用系统还采取了双机冗余配置方式部署。在大数据大集中的趋势下，集中部署于数据中心的服务器越来越多，服务器管理、升级换代和数据迁移的难度倍增，数据中心节能、制冷、运维管理都面临前未有压力，大量服务器的整合势在必行。

服务器的整合是个难题:多个应用系统集中在一台服务器上，如何保证安全性?各个应用系统开发软件、数据库不同，如何保证服务器系统的兼容性?各个应用系统对服务器资源需求不同，如何保证这些应用系统的稳定运行?为解决这些问题，服务器虚拟化技术应运而生，虚拟化技术将多个物理服务器整合成虚拟化服务器集群平台，CPU、内存、磁盘、I/O等硬件成为可动态管理的“资源池”，创建满足应用系统需求的若干个虚拟服务器。

2011年12月，四川省林业信息中心在四川林业外网平台部署Vmware vSphere 5.0企业版软件，建立虚拟化服务器集群平台，开展服务器虚拟化技术应用实践。

2 总体设计思路

2.1 四川林业外网平台

为整合资源，便于管理，降低运维成本，建立了四川林业外网平台，为全省林业系统互联网应用系统提供统一平台服务。四川林业外网平台由路由器、防火墙、交换机、光纤交换机、物理服务器和磁盘阵列组成。

2.2 总体设计思路

3台物理服务器、1台光纤交换机、1台磁盘阵列和Vmware vSphere 5.0软件组建虚拟化服务器集群平台，Vmware vSphere Client集中管理CPU、内存、磁盘、I/O等硬件资源，创建虚拟化服务器，实时监测物理服务器和虚拟化服务器运行状况，动态调整硬件资源以满足各应用系统的需求。大大减少物理服务器数量，减轻机房节能、制冷压力，提高服务器安全性和管理水平，有效降低运维成本(参见图1)。

3 应用实践

3.1 准备工作

(1)服务器虚拟化软件为Vmware vSphere 5.0企业版，配置8个物理CPU使用许可+1个center管理中心。

(2)原有3台X3650内存扩容和增加HBA卡，新购SAN交换机和磁盘阵列各1台(参见表1)。

图1 虚拟化服务器集群平台架构图

3.2 实施

(1)将应用少的1台X3650服务器数据备份后安装 Vmware vSphere 5.0软件，创建 Vmware vSphere Client。

(2)将另外2台X3650服务器系统和数据迁移到Vmware vSphere Client后进行虚拟化安装。3台X3650服务器组成了虚拟化服务器集群平台(参见图2)。

(3)根据各应用系统的需求，在Vmware vSphere Client中将CPU、内存、磁盘、I/O等硬件资源再分配给各虚拟服务器(单个虚拟机的CPU和内存资源不能超过所在物理服务器的资源)，数据集中存储于磁盘阵列(参见图3)。

表1 设备配置情况表

图2 X3650物理服务器资源

图3 虚拟服务器资源图

(4)对各虚拟服务器进行快照备份，便于以后快速恢复。

(5)创建window sever和lunix服务器模板，方便快速创建虚拟服务器。

3.3 应用研究

在局域网内计算机安装Vmware vSphere Client客户端，远程管理虚拟化服务器集群平台和虚拟服务器。

(1)可实时监测物理服务器和虚拟服务器的CPU、内存、磁盘容量等运行状况，查看虚拟服务器CPU、内存占用的动态变化和峰值时段，及时调整虚拟服务器的CPU、内存、磁盘容量等资源大小，满足应用系统的实际需求(参见图4和图5)。

图4 网站虚拟服务器CPU运行情况图

(2)快照管理。对虚拟服务器执行快照，几分钟就可将虚拟服务器恢复到快照时间点的状况。在操作系统或应用系统升级前做快照，升级后可作各种测试、操作，即使虚拟服务器崩溃也可几分钟原到升级前状况。

图5 网站虚拟服务器内存占用情况图

(3)利用window sever和lunix服务器模板可快速创建新的虚拟服务器，减少购买服务器的成本和时间。创建的虚拟服务器也可用于应用系统测试，不需要后删除即可。

(4)数据集中存储于磁盘阵列，各虚拟服务器可在3台物理服务器上自动迁移，当物理服务器障时，其上的虚拟服务器自动迁移到其它物理服务器，保证应用不中断。在应用服务小的时间段(如凌晨)，虚拟服务器自动迁移到1台物理服务器上，另两台物理服务器自动电源，可减少能耗且业务不中断，应用服务增大后物理服务器自动加电，虚拟服务器迁移回原来位置，恢复正常运行状态(参见图6)。

图6 物理服务器、虚拟服务器与磁盘阵列映射图

(5)物理服务器更新换代简捷，只需将拟换下物理服务器上的虚拟服务器迁移到其它物理服务器上，在新的物理服务器安装Vmware软件并加入到虚拟化服务器集群平台中，再将虚拟服务器迁移到新的物理服务器上，即完成物理服务器的更新换代工作。

4 结论

3年多的实践证明，服务器虚拟化技术是服务器资源整合、优化配置的有效途径，在服务器资源动态配置、提高安全性和管理水平和数据中心环保、节能减排、降低运维成本等方面发挥了积极作用，为数据中心稳定、有序、高效运行提供了强有力的支撑。同时，以服务器虚拟化技术建立的四川林业外网平台，为全省林业系统提供互联网应用服务，基层节约了机房、服务器投入，减轻了技术管理压力，降低了运维成本，社会、经济、生态效益明显。

5 服务器虚拟化实施建议

(1)采用两台及以上物理服务器主机，满足虚拟服务器在主机上的动态迁移需要，iv单台主机发生故障时，其上的虚拟机才能自动迁移到其它主机上，避免停机的风险，提高可靠性;

(2)Vmware vSphere软件是按物理CPU个数计算价格，不限制内存大小，物理服务器应配置核数高的CPU，内存越大越好，虚拟机数量和资源分配更灵活(单个虚拟机资源不能超过单台物理服务器的资源);

(3)物理服务器不配置磁盘，选用U盘作为存储以安装虚拟化必须的软件，既减少硬件故障风险又降低采购成本;

(4)物理服务器主机仅安装虚拟化必须的软件，Vmware vSphere Vcenter和虚拟机及应用系统数据全部集中存储于磁盘阵列，满足虚拟机在各物理服务器主机上的自动动态迁移需要，提高虚拟机运行的稳定性、可靠性和安全性;

(5)物理服务器与磁盘阵列连接选用光纤交换机，提高数据存储、访问速度;物理服务器之间选用千兆交换机，提高虚拟机动态迁移速度;

(6)选用专门用于虚拟化服务器的备份软件，根据应用系统的重要性实施不同级别的备份策略，有效保护数据，提高数据安全。

［1］中国林业信息化发展报告编纂委员会.中国林业信息化发展报告［M］.中国林业出版社，2014.

［2］郭春梅，孟庆森，毕学尧.服务器虚拟化技术及安全研究［J］.信息网络安全，2011(9).

［3］杨少春.采用VMware构建虚拟并行计算网［J］.计算机工程与设计2006(14).

［4］张建跃，董秀军.试析VMware虚拟化技术的运用［J］.电子测试2013(1).

［5］陈力勇.基于VMware的虚拟机性能分析［J］.信息安全与技术，2013(1).