基于虚拟服务器技术对网络服务器的改进方案

向丽

[摘 要] 文章主要描述了虚拟服务器技术发展现状及应用情况，针对普遍存在的服务器单机利用率较低、数量急剧增加的现状，提出利用虚拟化技术解决该问题的技术方案，并进行了实际运行测试，结果显示，利用基于KVM的虚拟服务技术可以有效解决该问题，并具有良好的稳定性。

[关键词] 服务器；虚拟化技术；KVM

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 03. 073

[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2018）03- 0176- 03

0 前 言

虚拟化技术最早可以追溯到20世纪60年代，IBM公司实现了在一台主机上运行多个操作系统的虚拟机技术，从而让用户尽可能地充分利用高价格大型机资源。IBM、HP和SUN之后都将虚拟化技术引入各自的服务器系统中。近年来，人们开始研究PC服务器的虚拟化技术应用。 当人们认识到服务器资源的利用率低下以及服务器整合的必要性越来越强，加之64位、多核处理器的出现，虚拟化技术的发展进入一个全新的时代。特别是Intel和AMD相继宣布将推出内建虚拟技术的处理器，以实现硬件辅助虚拟化，从而改善原来仅通过软件实现虚拟化所带来的性能和稳定性方面的不足。

1 虚拟服务器概述

将现实物理服务器抽象出一些逻辑资源，将这些资源子进行人工分配，可以将一台服务器变成几台甚至更多的相互隔离服务器，这样就可以不再受限于物理机的界限，可以使CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态分配的“资源池”，保证现有服务器资源的有效利用，按需分配，统一系统的管理，实现对服务器资源的整合，让IT对业务的变化更具适应力——这就是虚拟化的服务器。

1.1 降低能耗

整合服务器通过将物理服务器变成虚拟服务器减少物理服务器的数量，可以在电力和冷却成本上获得巨大节省。数据中心里服务器和相关硬件的数量，企业可以从减少能耗与制冷需求中获益，从而降低IT成本。

1.2 节省空间

使用虚拟化技术大大节省了所占用的空间，减少了数据中心里服务器和相关硬件的数量。避免过多部署在实施服务器虚拟化之前，管理员通常需要额外部署一下服务器来满足不时之需。利用服务器虚拟化，可以避免这种额外部署工作。

1.3 节约成本

使用虚拟化技术大大削减了采购服务器的数量，同时相对应的占用空间和能耗都变小。

1.4 提高基础架构的利用率

通过将基础架构资源池化并打破一个应用一台物理机的藩篱，虚拟化大幅提升了资源利用率。通过减少额外硬件的采购，企业可以获得大幅成本节约。

1.5 提高稳定性

提高可用性，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。通过将操作系统和应用从服务器硬件设备隔离开，病毒与其他安全威胁无法感染其他应用。

1.6 减少宕机事件

迁移虚拟机服务器虚拟化的一大功能是支持将运行中的虚拟机从一个主机迁移到另一个主机上，而且这个过程中不会出现宕机事件。有助于虚拟化服务器实现比物理服务器更长的运行时间。

1.7 提高灵活性

通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力，支持异构操作系统的整合，支持老应用的持续运行，减少迁移成本。支持异构操作系统的整合，支持旧应用的持续运行，支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。

2 实施方案

虚拟服务器安装配置一共包括4个步骤，分别是Host系统安装与配置、Broker系统安装与配置、虚拟机创建、服务器迁移。

2.1 Host系统安装与配置

在安装服务器端虚拟化软件之前必须确认CPU支持虚拟化技术，通过CPU的参数配置说明，确认CPU支持虚拟化。在确定了公司系统的硬件选择方案之后，即可对这些硬件进行部署与配置。

物理服务器上需要做两件工作，即安装服务器操作系统并配置网络和部署安装服务器虚拟化软件，这里选择centos操作系统为服务器系统。

安装完成后登陆操作系统，系统默认情况下网络是未激活状态，可以开启并激活网卡操作，如配置网卡IP地址、默认网关、DNS等。使用命令“vim/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-virbr0”创建并配置网桥，具体命令操作以服务器系统版本為准。

在选型方面以当下比较成熟的技术，确保系统高可用性，KVM是基于CPU硬件虚拟化基础之上的，部分服务器默认是关闭虚拟化技术的，需要进入BIOS打开CPU的虚拟化支持。Linux内核是从2.6.20版本开始集成KVM的，因此Linux内核版本必须在此之上。使用uname -a命令查看Linux内核版本。在确定CPU支持虚拟化技术之后，需要将KVM安装的镜像文件拷贝到系统的安装目录下，进行安装并对网络连接进行检测。除此之外需要进行防火墙，host，免密码连接配置，开机自启动配置。

2.2 Broker系统安装与配置

引入一个Broker组件，解耦客户端和服务端。服务端注册自己到Broker，通过暴露接口的方式允许客户端接入服务。客户端是通过Broker发送请求的，Broker转发请求道服务端，并将请求的结果或异常回发给客户端。通过使用Broker模式，应用可以通过发送消息访问远程的服务。

这一架构模式允许动态的改变、添加、删除服务端，从客户端的角度，这些都是透明的。

配置信息的存储和读取暂定为mysql数据库，所以需配置mysql数据库，设定其用户名root，密码*****，作为查看数据处理使用。

2.3 虚拟机安装

虚拟机创建可以通过Broker中间件虚拟桌面服务器创建虚拟机，这些虚拟桌面之间是相互隔离的，每个虚拟桌面拥有独立的虚拟CPU、虚拟内存、虚拟硬盘，并可以根据作业要求灵活进行配置。同时也可以根据需要，安装不同的操作系统，Window 10。在Broker GUI界面上新建虚拟机时，可以使用向导来自定义配置，这里需要输入一系列系统参数，包括安装的操作系统、CPU的核心数、内存和硬盘的大小以及网卡的连接类型等，见图1。

2.4 服务器迁移

进行数据迁移面对各种情况需考虑如何保障“业务中断停机时间”，业务中断在恢复上存在较大的风险，这种风险对时间敏感的数据和数据的完整性都是不可接受的。除此之外还涉及数据库，应用实例，涉及迁移前后的完整性测试等一系列问题。

对于以上考虑到的问题，制定如下计划：①确定迁移步骤，包括服务器按高低风险迁移顺序。②确定备份方案，保证服务前后的连续性。③确定并准备好迁移所需的工具，包括迁移中必备的一系列功能和网络环境。④实际迁移之前确定额外的测试环境，该测试环境能够引导测试确保迁移成功。⑤网络环境规划，考虑迁移过程网络连接情况和网络是否阻塞。⑥确定迁移参与人员和团队成员角色。

3 数据分析

对现有网络服务器架构进行改进，需要保证改进后的网络服务更加方便，可靠，节省成本。 以传统的服务器作为比较对象， 通过从迁移，维护，部署，性能优化各个角度进行对比来发掘出虚拟服务器的优势，确保了调研结果和现实实施是相符的。以当前实施方案的结果为例进行对比，结果如表1所示。

4 结论与建议

综上，本文所述的观点说明该技术（系统）在其他领域的应用以及可达到的有益效果。服务器虚拟化技术有效整合了资源、改善了资源分配、提高了资源利用率、减轻了管理的负担。虚拟服务器技術更好的解决了在网络服务器方面的痛点，但也看到了一些新的技术如docker出现，也能更好的解决这些问题。

主要参考文献

[1]Koumm.KVM虚拟化学习笔记（一）之KVM虚拟化环境安装[EB/OL]，http：//koumm.blog.51cto.com/703525/1288795，2017-09-04.

[2]徐燕雯.基于KVM的桌面虚拟化架构设计与实现[D].上海：上海交通大学，2010.