虚拟化技术在校园信息化建设中的应用研究

【摘  要】随着校园信息化的不断发展，各高校纷纷投入了信息化建设的洪流中，信息化建设的投入变得越来越大，软件、硬件的数量迅速增长，实际上这些资源的实利用率大多数很低，不但造成了严重的浪费，还为管理带来许多难题。虚拟化技术通过对这些资源进行整合和统一管理，不仅能大大提高设备资源的利用率，还能使管理变得简单、便捷、高效。

一、研究背景与意义

校园信息化的发展至今，它的重点不再是追求软硬件基础设施在数量上的快速发展，而是强调信息化在教育、教学过程中的应用，在行政、教学管理中的应用，并且通过这些应用有效的提升教育、教学的质量。但是正当校园信息化经过了基础设施建设阶段，进入应用阶段的时候，遇到了一些问题。其中最主要的有以下几个方面：

1）在基础设施建设时期购入的大量服务器，其使用效率非常低。一台机器上只能运行一个操作系统，只跑一种应用，这使得它们长期处于“闲置”状态，造成非常严重的浪费。

2）由于各种应用不断增加，服务器和其他配套的设备也不断增加，這将引出几个非常严重的问题。一是机房容量满足不了需求而需增加机房建设的投入经费，二是电力设施可能因此而需要重新部署，三是由于设备增加而使能耗急剧增加，最后，由于传统的管理模式不够灵活，应用、设备的迅速增加使得管理工作越来越繁重、困难，不得不增加人力资源成本。

3）由于各部门各自为政，缺乏统一规划，导致硬件及应用建设散乱，日常管理不规范，备份和迁移等工作不到位，时而出现服务中断的情况，使得硬件和应用的可用性受到严重的影响。

基于以上的问题，使得信息化建设的成本与效益失衡，久而久之，使得学校对信息化建设的信心和积极性受到打击，从而拖慢信息化的进程。本次研究的目的，是把虚拟化应用到校园的信息化建设中，解决以上问题，燃起信息化建设的热情，重拾对信息化建设的信心，使信息化建设健康、持续的发展。

二、虚拟化技术的作用及意义

虚拟化实际上是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒。虚拟化的对象是各种各样的资源，即将应用程序及其下层组件从支持它们的硬件中抽象出来，将网络的控制管理与数据层面的转发与交换进行有效分离并提供支持资源的逻辑化视图。虚拟化将原本运行在物理环境上的计算机系统或组件运行在虚拟出来的环境中，它是一个为了简化管理和优化资源的解决方案。资源的管理都将按逻辑方式进行，实现资源的自动化分配，用户可以在虚拟环境中实现其在真实环境中的部分或者全部功能。虚拟化技术通过对硬件和软件的划分或整合，部分或完全地对物理机器进行模拟或仿真，将物理资源合并或划分成一个或多个运行环境，因此他可以允许一个平台同时运行多个操作系统，并且这些系统之间是相互独立互不影响的，终端用户在信息化应用中感觉不到它与物理设备的差异。

总而言之，虚拟化是一种资源抽象化的软件技术，其基本思想是分离软硬件资源，目标是通过对各种软硬件资源的表示、访问和管理进行简化并将它们抽象成逻辑资源，并为这些资源提供标准的接口来接受输入和提供输出，进而隐藏资源属性和具体操作之间的差异，降低资源使用者与物理资源的直接的耦合程度，从而对物理设备实现逻辑再划分，达到纵向建设、横向管理的目。

三、虚拟化技术的两种主要类型分析

1）服务器虚拟化技术

服务器虚拟化作为最早细分出来的技术，是最为成熟的。早在2006年弗雷斯特研究公司的一份调查数据就显示，服务器虚拟化技术在全球75%的企业中就已经被认知，而且至少有三分之一的企业已经在使用或准备部署服务器虚拟化。

服务器虚拟化是指将一台物理机器虚拟成多个虚拟系统，或者由多个物理网络化的机器聚合、虚拟化出更多的虚拟系统。总的来说就是利用虚拟化技术对一台或多台物理机器进行配置或整合，从而虚拟出更多的虚拟服务器。

2）存储虚拟化技术

存储虚拟化就是对存储介质资源进行抽象化，作为物理存储系统和服务器之间的一个虚拟化层，通过虚拟化层对存储资源进行管理和控制，从而为服务器提供存储服务。也就是说，服务器不直接与存储硬件进行交互，而是由虚拟化层来负责存储硬件的增减、分拆、调换以及合并等操作，虚拟化层软件会截取主机端对逻辑存储空间的I/O请求，并且把它们隐射到相应的物理位置上，这种将多个或多种存储设备聚合起来，从而提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就是存储虚拟化。

四、虚拟化技术在校园信息化建设中的应用案例

目前在校园信息化建设中，最需要也是最容易应用起来的是服务器虚拟化，因为许多学校在前期的建设中，基本上都投入了很多资金去购买服务器。以下为某学校服务器虚拟化的应用案例：

在实施服务器虚拟化前，需要对虚拟机的服务器性能与容量进行规划，即一台物理服务器上面最大能承载多少台虚拟机。这是一个综合的问题，因为它既要考虑主机的CPU、内存和磁盘容量与性能，也要考虑运行的虚拟机需要的其他资源。而在实际使用的时候，系统应该有30%甚至更高的资源剩余容量，如果一个主机上的资源利用率超过了80%甚至接近100%，整个系统的响应会变得很慢。下图为某学院的服务器虚拟化总体设计方案：

五、总结

虚拟化技术可以将多台物理设备横向捆绑成一体，使之协同工作，也可以将一台设备虚拟出多个独立运行环境，它能提高资源利用率并减少资金投入、提高运行环境的稳定行、简化管理工作。未来校园信息化发展的主要方向是大数据、云计算以及物联网等，传统的管理模式将无法满足其发展需求，必将产生一场变革，而虚拟化技术在这场变革中将起着不可或缺的重要作用。

参考文献：

[1] 贾艳，王波.VMware虚拟化架构设计.信息技术与标准化，2014

[2] 陈琳，陈耀华.以信息化带动教育现代化路径探析.教育研究，2013

[3]徐琦.服务器虚拟化技术在高校校园网中的应用.中国教育信息化，2013

作者简介：

刘小青、男、1985-05、汉族、籍贯：广东英德、职称：实验师、学位：硕士、研究方向：计算机信息技术、工作单位：广东科贸职业学院

（作者单位：广东科贸职业学院）