虚拟化技术在校园网服务器中的应用

金霈

摘 要：网络数据中心的建设是中职学校实现信息化的前提和基础，该文分析了传统校园网服务器存在的问题，利用服务器虚拟化技术和SAN网络存储技术，有效提升了网络中心的功能，为学校的信息化建设奠定了坚实的基础。

关键词：校园网；服务器；虚拟化技术；SAN

一、传统校园网服务器存在的问题

1、设备老化严重。服务器等设备保修期一般为三年，三年以后可以申请续保两年。五年后，设备生产厂家一般不再提供相关服务，安装在老服务器上应用系统的稳定运行没有保障，数据、应用的转移也比较麻烦，无法保证数据的安全和应用的正常提供。

2、服务器数量较多，管理难度较高。由于传统中心机房建设周期长，逐渐补充硬件服务器，所以造成中心机房里有不同的硬件品牌、不同的操作系统，这些大大增加了管理难度，特别是当某一台服务器出现故障时，很难找到配置相同的服务器来替代。

3、没有统一的存储备份，服务器数据存在极大的安全隱患。中心机房的服务器均独立存在，没有统一的存储服务器。每种应用的数据只保存在某台服务器中，当某台服务器出现故障（如无法启动或硬盘损坏等）时，里面的数据很难恢复，仅仅依靠单台服务器做RAID备份或每周将数据备份至移动硬盘的方法无法保证数据的安全，必须有一台存储服务器做实时、异地备份。

4、服务器使用效率低。传统校园网服务器应用单一，一般都是需要什么应用，就单独购买一台服务器。服务器资源没有得到充分利用，特别是CPU，大部分服务器的CPU使用率均低于5%，极大的浪费了软硬件资源。

5、随着到学校的规模不断扩大，特别是数字化校园、智慧校园的推进和普及，需要新增加很多新的系统应用，同时原有的部分应用也要改造升级，这些过程要产生大量重要的、过程性数据，因此必须通过改变传统的存储方式来确保数据的安全。

二、 虚拟化、SAN网络存储技术简介

虚拟化是一个广义的术语，是指计算元件在虚拟而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。该技术实现了资源的逻辑抽象和统一表示，在服务器、网络及存储管理等方面都有着突出的优势，大大降低了管理复杂度，提高了资源利用率，提高了运营效率，从而有效地控制了成本。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。

所谓服务器虚拟化，就是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台服务器上同时运行多个逻辑服务器，每个虚拟机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高服务器的工作效率。目前主流的服务器虚拟化软件方有VMware vSphere、微软Hyper-V、甲骨文VM VirturalBox、以及思杰XenServer。其中VMware公司在虚拟化和云计算基础架构领域处于全球领先地位，该公司的vSphere 是业界领先且最可靠的虚拟化平台，vSphere将应用程序和操作系统从底层硬件分离出来，是一款可以独立安装和运行在祼机上的系统，不需依存于宿主操作系统之上，选择该软件可以更简单、更灵活、敏捷解决服务器虚拟化问题。

SAN是一个集中式管理的高速存储网络，可被用来绕过传统网络的瓶颈，它支持服务器与存储设备之间的直接高速数据传输。SAN存储区域网是独立于服务器网络系统之外的高速光纤存储网络，这种网络采用高速光纤通道作为传输媒体，以SCSI-3协议作为存储访问协议，将存储系统网络化，实现真正的高速共享存储，同时可实现平滑简单的扩容要求。

三、利用虚拟化、SAN网络存储技术对传统校园网服务器进行升级改造

通过VMware vSphere软件构建一个虚拟化集群系统，同时通过负载均衡技术来提高服务器的使用效率。通过VMware-converter等软件可以将原有服务器物理机上全部系统和数据转移到虚拟化集群系统上，原有的物理服务器通过安装相应的RAID卡等硬件也可加入到虚拟化集群系统中，以增添虚拟系统资源池的资源。虚拟化集群技术实现了内网任何一台物理服务器宕机或损坏时，另外一台服务器可以接管其上面的业务系统，不会造成应用停机，确保服务器的物理安全和数据安全。另外，通过对原有的服务器对新服务器进行容灾备份，可以保证外网服务器如果出现故障也能得到及时的恢复和切换，进而确保学校对外服务的正常提供。

配置双光纤存储交换机和存储盘柜，构成双机冗余SAN存储交换网络，确保物理网络的安全，可以避免因光纤交换机故障导致服务中断。内、外网区域所有服务器通过光纤存储交换机实现了与光纤存储设备的高速连接，存储为应用提供了很高的数据安全保障。此外，光纤存储易于扩展，当信息量增加时，可以直接添加硬盘来进行扩容。通过SAN网络存储可以动态扩展磁盘容量，允许多台机器同时访问。有效提高了服务器的利用率、可靠性、可用性和安全性等，符合未来虚拟化发展趋势。

改进后其性能主要在以下几个方面有了很大的改进：

1、最大限度的利用硬件资源，使用效率全面提高

可对新旧服务器进行资源整合，根据资源池的资源大小，可以创建上若干个虚拟机，相对于对原有服务器的数量上有很大的扩充。另外，物理服务器数量的减少，占用空间、电源的消耗也随之减少，达到了绿色、环保的效果。

2、服务器管理难度明显降低，新应用部署简单快捷

服务器实现虚拟化后，通过VMware vSphere Client客户端软件可以对所有的服务器进行远程、集中管理；且界面简洁、操作简单，各虚拟机之间切换灵活；通过“摘要、虚拟机、IP池、性能、警报”等选项卡可以对服务器进行资源分配查看、权限分配、实时性能监视等具体操作等。通过“新建虚拟机”可以快速安装各种版本的操作系统和新的应用；通过虚拟机克隆、迁移等功能可以实现虚拟机或应用的快速复制或迁移，极大地提高了工作效率。我们可以给虚拟机灵活的分配CPU资源，内存、硬盘空间，虚拟网卡数量等，不受物理机的限制，同时避免了物理机上安装系统的硬件限制、兼容性要求以及资源的使用不平衡等问题。

3、服务器安全性、稳定性得到保障

服务器的虚拟化集群技术实现了任何一台物理服务器出现故障时，其他服务器可以直接接管其应用；存储盘柜中的硬盘采用磁盘阵列技术（RAID），可以避免因硬盘故障而导致的数据丢失或应用中止现象，确保服务器上应用的稳定性、连续性和数据的安全性。双光纤交换机的冗余部署既实现了服务器与磁盘高速连接，也避免了交换机的单点故障，确保数据中心的安全、稳定运行。

通过虚拟化技术对校园网服务器的改造有助于使用者及维护人员方便的使用及维护这些应用程序及数据。减少移动硬件和软件到它们想要的地方。虚拟化也为不熟带来灵活性，从而改善网络数据的运维和减少成本支出。

参考文献：

[1] 刘丰， 虚拟化技术在中职机房管理中的应用，《计算机光盘软件与应用》 2012（10）.

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[3] 王俊， 打造虚拟化技术下的中心机房管理模式， 《电脑知识与技术》2011（12）.

[4] 刘鑫国， 建好校园网，促进校园和谐发展，《辽宁教育行政学院学报》， 2009（12）.