校园网中服务器虚拟技术的应用实践和思路

朱琪

摘要：服务器虚拟化技术是近年来得到广泛应用的新技术，通过实施过程中对问题的处理和解决，我们积累了一定的经验，希望能对相关的IT人员提供参考，另外，在实施中我们做了一些设想，对偏远地区的中小学信息化建设提出一些建设性意见。

关键词：校园网；服务器；虚拟化；vSphere

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）02-0054-02

随着计算机技术的发展，服务器虚拟化除了在企业中得到了越来越多的应用外，在校园网中也得到了越来越广泛的应用，并且取得了不错的经济效益。

1 什么是虚拟化？为什么要对服务器进行虚拟化？

虚拟化是用逻辑的方法对物理设备进行管理的一种方式。简单地说就是通过一定的逻辑管理方法将物理上的一个设备模拟成多个设备满足工作需要，在计算机中比较常见的把一块物理硬盘通过分区的方法变成多个磁盘就是一种虚拟化，今天我们讨论的虚拟化是将一台计算机模拟成多台机器进行工作。

虚拟化的历史比较悠久，早期的unix分时操作系统同时供多人使用，每个人都感觉是独占一台机器进行工作。后来，个人计算机的崛起，VMware公司推出工作在操作系统之上的虚拟机软件VMware Workstation 软件，能够在一台计算机上虚拟多个操作系统进行工作，但这个软件必须工作在操作系统之上，虚拟出来的机器性能受到很大的制约。随着计算机性能的提高，人们发现服务器很多时候工作处于空闲或低负载的状态，为了更有效的利用服务器资源，WMware 又推出了基于硬件的VMware vSphere，VMware vSphere本身就是一个操作系统，能够更有效的管理硬件资源，让服务器的得到更有效的利用。

服务器虚拟化之后，能够显著降低设备采购成本，并且节约资源，管理方便，提高服务器安全性、可靠性，所以，今年来，得到了广泛的应用。

2 虚拟化技术的选择

现如今，虚拟化是个热门话题，各个主流厂家都推出自己的虚拟技术。Microsoft Hyper-V、VMware vSphere、Citrix XenServer占據了市场的巨大部分份额。在服务器方面VMware vSphere有着绝对优势，故而，在服务器虚拟化软件上我们首选VMware vSphere。

3 虚拟化需要解决的关键技术

无论是哪个厂商的产品，在虚拟化过程中必须要解决以下几个关键问题

1） CPU的虚拟化

将物理CPU虚拟成多个CPU供相互独立的操作系统使用，并且各个CPU之间互不影响。

2） 内存虚拟化

通过虚拟软件对内存进行统一管理，对每个虚拟机指定内存大小，虚拟机之间内存相互独立，互不影响，一个虚拟机的崩溃不会影响到其他虚拟机。

3） I/O的虚拟化。

由虚拟软件接管计算机硬件，操作系统访问的是虚拟的设备。

4）存储共享

为了提高安全，部署虚拟软件时必须要用到存储的虚拟化。

4 我们服务器虚拟化部署的简要过程

1）设备选型

为了节约资金，我们采用购买和升级相结合的方式。购买一台全新的服务器和一台存储设备，同时，对一台以前的服务器进行升级，包括内存升级和HBA卡的升级。这样就满足了虚拟化的最低要求。

在升级过程中，为了保障从存储设备里面读写数据的速度，我们采用了价格昂贵的HBA卡，事实证明，这个投资时值得的。

2）综合布线调整

统一对服务器进行一次调整，完全按照标准化的机房进行建设。把以前从静电地板下面穿过的网线、电源线全部改成从顶部桥架上走。建设过程中参考了阜阳市智慧城市项目。这样布线清晰明了，方便以后的排错和调整。

这是整个工程最耗费时间的。要把原来的线拆除，重新安装桥架、重新布线。运营商的光纤也要重新熔接，新增机柜也要安装到位，里面的设备也要根据需要重新摆放。我们足足用了近两个月才搞定这些。

3）软件安装

在每台服务器上安装VMware vSphere，连接到存储上，就可以正常使用了。此时的每台虚拟服务器被称为ESXi主机。

在虚拟服务器上安装VMware vSphere时可以考虑安装到本地硬盘上，甚至可以安装到U盘或SD卡上。新的服务器内部都留有USB接口，插入U盘即可。我们的服务器上都有硬盘，而且是做了RAID 5的。所以，我们就直接安装到本服务器的硬盘上。

在ESXi主机上分别建立对应的虚拟机。如：在两个ESXi主机里面同时建立win2008服务器。把物理上的服务器迁移过来，就完成了虚拟机的部署。

在一台独立PC机上安装vCenter，这个不是必须的，但是，实现虚拟服务器的高级功能都要在vCenter完成。

如果仅仅把一台服务器虚拟化，完全不需要vCenter。vCenter也可以安装到虚拟机里面，正常运行时vCenter完全可以关闭。但是，当我们需要热迁移、负载均衡、高可靠性等高级功能时，vCenter就比不可少。

5 服务器虚拟化的效果

服务器虚拟化之后，变化也是非常巨大。

首先，精简了服务器的数量。以前，为教务、网站等每一个系统都配置一台服务器，服务器的数量越来越多，感觉每年都要购买服务器。购买的标准不一，有塔式的，有机架式的，摆放在机柜里，既不美观也不方便管理。现在，两台服务器加一台存储就可以完全替代以前所有的服务器了。甚至机柜都可以节约一个。

其次，节约了能源。显而易见，服务器数量上的精简带来的是电力消耗的减少。

再次，管理方便。以前对服务器的操作一般是在机柜前通过KVM切换器进行操作，虽然直接，但环境差，噪音大。很难长时间站在机柜前操作。现在，完全可以在任意一台计算机上，轻松实现，安装系统、配置服务器、删除服务器等所有的操作。可以一边喝茶、一边聊天，轻松惬意的工作。我们把常用的软件光盘镜像都拷贝到存储里面，在vCenter中制作好常用的系统模板，安装系统时可以迅速、快捷的从模板中调用。

比如，我们学校财务需要两台服务器，就是在ESXi里面新建两台服务器，直接从模板导入win2008系统，最后在路由器里面做好相应的端口映射，整个过程不超过20分钟。

我们又把学校里面的相关的教务管理、图书管理、web服务器等都迁移到虚拟机里面。从理论上讲我们现在两台ESXi加上一台存储完全可以替代以前的所有服务器。实际运行效果非常理想，稳定性超过预期。

6 服务器虚拟化的应用设想

年初我有幸访问和参观了阜阳市周边县市的近10所小学，有农村小学、也有县城小学。从发展的角度来看，现在小学里面的硬件条件比起以前有了很大提高。

每个学校都有宽带接入，速度都在20M以上；教室里几乎都有班班通多媒体系统；很多教师上课时也采用多媒体教学，效果比起以前有很大提高。

但是，在多数农村小学里面也暴露出很多问题，比如，管理跟不上，好多农村小学里面的多媒体设备上都有一层厚厚的灰尘，这个电子设备的大忌却是普遍存在的。各个学校的计算机维护力量薄弱，对计算机的应用还停留在比较低级的阶段，在学校里面没有资金也没有力量架设服务器。在可预见的未来，这种状况不会有太大改变。

更为重要的是，农村小学的信息技术老师缺乏，每个老师除了教学任务外，还要负责机房和电教设备的维護，劳动强度大，积极性不高。对于IT行业的新技术了解的并不及时，继续教育按学时计算，但一般都是教学方面的，技术方面的继续教育少之又少。

从走访的各个学校来看，短期内通过统一采购、配送的方式可以迅速改善农村偏远学校的硬件条件。我们省的农村小学大都是通过近十年实施的农远工程、班班通等添加的设备。目前看来，做的已经很不错了。但是短期内却无力改变农村小学管理薄弱，技术力量差的局面。我见到一个老师，一个人要负责全中心校的办公电脑维护，工作量之大，不可想象。

随着信息化进程的加快，各个农村中小学也会有架设自己服务器的要求。除硬件外，仅仅对服务器的日常管理大部分学校都是无法胜任的。

我们在服务器虚拟化之后，有这么一个设想：既然小学里面没有力量建设，那么我们可以在每个县或市建立一个中心机房，通过服务器的虚拟化，给每个学校分配一台服务器，进行统一建设，完全可以满足各个学校的要求，降低各个学校的维护难度，每个学校只需要能上网就可以使用服务器了。以现在的硬件能力，每台虚拟服务器可以提供30-50台服务器，甚至更多，那么每个县只需要几台服务器就可以满足全县小学的要求了。

如果采用这种集中地管理方式，能够节约大量的建设资金，并且从根本上解决了农村小学财力有限，无法建设和维护服务器的尴尬局面，能让农村小学和城市学校一样享受IT技术带来的便利。

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