军校图书馆服务器虚拟化设计与实现——以空军第一航空学院为例

李光助

（空军第一航空学院图书馆，河南信阳464000）

军校图书馆服务器虚拟化设计与实现
——以空军第一航空学院为例

李光助

（空军第一航空学院图书馆，河南信阳464000）

虚拟化技术是云计算时代核心技术，以空军第一航空学院图书馆为案例，分析了馆内服务器基本情况，提出了搭建服务器虚拟化平台的设计方案，并完成了完整的实现过程，包括服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等环节，最后总结了这种方案的主要性能特点。

高校图书馆；服务器虚拟化；系统架构

虚拟化技术是云计算时代核心技术。随着计算机处理计算能力和容量不断增加，服务器虚拟化成为普遍发展趋势。近些年，国内外图书馆界开始对虚拟化技术理论进行研究，在维普中文科技期刊数据库中，以“图书馆虚拟化”和“图书馆服务器虚拟化”作为题名或关键词进行模糊检索，得到检索结果分别为19篇、16篇；在检索结果中，加入限定条件题名或关键词为“军校图书馆虚拟化”和“军校图书馆服务器虚拟化”，得到的检索结果分别为0篇、0篇。由此可见，与军外图书馆相比，军校图书馆的图书馆虚拟化技术起步较晚，停留在起步阶段。

图书馆是我院航空装备保障信息资源存储和利用中心，随着互联网发展，图书馆资源电子化、信息化、数字化趋势越来越明显。伴随电子资源数据海量增加，对服务器质量和数量要求都有不同增加。新服务器不断购买，但不能充分利用；老旧服务器又不断面临淘汰；维护管理庞大繁琐，问题经常出现。依靠传统运维方式很难适应学院教学装备保障资源发展需求。

1.基本情况

图书馆目前拥有服务器11台。新旧交替，型号各异，性能不同，应用服务不同，管理和维护不便。服务器资源不能有效利用。具体情况如表1所示：

表1 图书馆服务器分布表

thinkserver RD650、thinkserver RD630、thinkserver RD440属于近两年新购产品，配置较高，但运行服务较少，资源浪费严重。

dell poweredge 750、HP Proliant DL120 G6、联想万全 R510、HP storageworks x1600、Dell poweredge R720服务器使用年限较长，型号杂乱，运行服务较乱，但存储空间较大。

经过分析论证，选用性能稳定、产品成熟的VMware公司的vmware vsphere产品通过规划重新部署服务器，以此转变现有运作和管理模式和状态，更好地为学院装备保障教学和科研提供资源支撑。

2.架构设计

整体构思：thinkserver RD650、thinkserver RD630、thinkserver RD440上安装配置EXSI平台；联想万全R510上安装配置vCenter服务，dell poweredge 750上安装数据库和域控制器。其他做存储。在此基础上实现服务器的虚拟化。

具体实现过程包括：服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。具体操作过程：配置ESXI主机；配置vCenter server；配置数据库服务器；安装vshere client；安装active directorydomain。

数据迁移方法：采取虚拟迁移同步进行方法，逐步将现有数据资源转移到虚拟网络存储上，实现数据完整迁移并正常运行。

3.架构的实现

3.1 服务器虚拟化

为了虚拟化过程中实现原服务器数据完好转移，先在新购置的thinkserver RD650服务器上安装ESXI主机，实现平台虚拟化。ESXI主机是虚拟机运行在上面的底层操作系统，它负责将物理服务器上的CPU、内存、网络、存储空间等资源虚拟给多个虚拟主机使用[1]，ESXI是VMware vSphere的最底层最核心组件。通过安装ESXI系统配置服务器主机，为服务器虚拟化提供基础保障。

3.2 部署openfiler，实现存储虚拟化

存储虚拟化，简单地说，就是将一个或多个存储设备整合成一个容量很大的存储空间，并统一地对外提供便捷的存储功能服务[2]。通过存储虚拟化可以将多个存储连接在一起，实现资源整合和共享。为虚拟化平台提供存储保障。选择两台HP storageworks x1600服务器并将资源转移到已经完成虚拟化的主机中的本地存储中，然后采用免费的openfiler对这两台服务器进行部署。openfiler是一种基于浏览器的免费网络存储管理程序，可以提供基于文件的网络连接存储(NAS)和基于块的存储区域网(SAN)[3]。它是进行服务器存储的一大利器。安装部署openfiler服务，实现存储虚拟化。完成后实现虚拟化主机和存储之间的对接。并将thinkserver RD630、thinkserver RD440服务器上数据迁移到该平台中，完成最后两台服务器主机的虚拟化工作。后对其他计划存储的服务器存储虚拟化，并将其他资源数据分别转移到存储服务器中，完成服务器虚拟化和存储虚拟化工作。

3.3 配置vCenter server和active directorydomain

vCenter提供对于多台ESXI主机的管理并提供附加功能。将联想万全R510上少量数据迁移到虚拟化存储中，并安装vCenter服务，实现对其他ESXI主机的连接和管理。配置好active directory domain域控制器，提供对虚拟化机器的域名管理。

3.4 安装vsphere client

连接到vCenter server或者直接连接到ESXI主机上对环境进行管理。在dell poweredge 750上安装该客户端，便于管理。

3.5 网络虚拟化

完成后进入vCenter中心，配置虚拟交换机，通过ISCSC网络互联互通，为多台vCenter server提供集中化管理。在两台已经实现虚拟化的ESXI主机上创建分布式交换机，构建网络环境。通过设置VLAN和物理网卡实现不同应用的分离管理。每台EXSI主机分配多个千兆或万兆网卡，用于EXSI主机的网管和vMotion以及业务系统的使用，以及EXSI主机与存储的连接。完成ESXI主机和虚拟化存储之间的连接。基本实现部分服务器的虚拟化任务。

所有工作完成后在一台ESXI主机上新建一台虚拟机，安装VmwareDataProtection镜像，对虚拟机进行备份。在EXSI Server上设置集群，设置目标虚拟机的负载：CPU利用率在30%、内存50%、硬盘空间79%左右。完成应用迁移。启用vMoiton和DRS功能，实现虚拟机资源动态管理和应用故障的在线自动迁移。

由于实现图书馆虚拟化是在原有已购服务器的基础上实现，新购服务器存储空间较大，为了避免浪费空间，节省人力物力和财力，在实现虚拟化后采用本地存储和网络存储共存的方式实现。因此虚拟化中的部分功能如Vmotion等可能部分实现，并不能完全实现，这是其局限性。整合后的服务器如表2。

实现虚拟化后，为了最大化利用资源，具有更好的用户体验，将主要Iis服务集中在一台或几台虚拟机中，资源存储在其他地方，实现服务和资源的分离。为vmotion实现和运行提供条件，增强系统运行可靠性和管理的可操作性。

4.性能分析

图书馆是学院信息资源中心，数据存储、安全和利用非常重要。传统技术管理服务器会造成很大安全隐患，造成资源极大浪费。云计算时代，虚拟化技术发展成为图书馆服务器管理和运行中的发展趋势。通过虚拟化平台，充分调动信息资源的管理和利用，提升服务学院装备保障资源能力和水平，发挥图书馆作为学院信息资源存储中心的地位。图书馆服务器虚拟化后，主要功能有5个。

4.1 对传统图书馆服务器运行模式的突破

服务器虚拟化的核心内容是对物理资源的抽象，采用虚拟化平台将一台物理机或多台物理机抽象为一个逻辑资源池。在这些逻辑资源上新建虚拟服务器。虚拟化不受物理环境约束，将cpu、内存、网卡、存储、I/O等硬件抽象为资源，供虚拟服务器使用。突破了原有硬件资源物理结构限制，使得硬件资源使用透明化，实现数据中心资源的合理动态分配[4]。

4.2 对传统图书馆服务器管理维护方法的突破

通过虚拟化客户端可直接管理数台服务器，简化整合服务器部署和管理，节省管理成本，提高工作效率。为优化学院装备保障资源配置和提升保障服务质量水平提供强大简洁的技术支撑。

4.3 提升系统运维安全性

虚拟化平台是将多台独立的物理机抽象为一个资源池，当组成这个资源池的某台物理机出现故障，不会影响资源池的运行，做到零宕机迁移、灾难备份和快速恢复。提高服务器为装备保障服务的稳定性和安全性。[5]

4.4 节省资源开支

虚拟化建设在资本投入、运营成本和其他成本方面都比传统建设更具优势，总拥有成本节省近1/3。如节省机房空间、ups、能耗、空调以及人力等。促进图书馆为航空装备保障信息化建设水平提升一个新台阶。

4.5 示范和带动作用

目前各军校图书馆实现虚拟化管理较少，通过部署虚拟化平台在军校图书馆可以起到示范和带动作用。

5.结语

虚拟化新技术在实施过程中有一定困难，如在多种不同类型服务器情况下如何有效规划和整合，如何克服馆内目前不同型号服务器的异构和差异部署虚拟化平台。做好图书馆虚拟化需要从多方面入手，事先对现有服务器进行统计摸底，采用科学方法，勾画服务器运行管理模式；选择合适的实施虚拟化方案，适时开展图书馆服务器虚拟化，完成虚拟化的部署和运行。

[1]徐辉．服务器虚拟化在数字化校园建设中的应用[J].太原师范学院学报(自然科学版),2015,(12)：39-44.

[2]罗敏,王淑艳.高校信息中心服务器虚拟化方案研究[J].电子技术与软件工程，2016 ，(11)：10-11.

[3]马玉芳.基于Openfiler存储服务器实现XenServer资源池的存储共享[J].数字技术与应用，201 6 ，(3)：47-49.

[4]肖奎，吴天吉.虚拟化技术在高校图书馆的应用[J].软件导刊，2016 ，(7)：143-145.

[5]孙国强.服务器虚拟化平台设计与实现 [J].信息系统工程，2016，(6)：112-113.

TP393

A

1671-5136(2017)02-0138-03

2017-05-28

李光助（1976-），男，河南固始人，空军第一航空学院训练部讲师、硕士。研究方向：网络技术。