學校應用x86服務器虛擬化技術

摘要:隨著電大開放教育的深入,網上教學活動日益普及,各種服務器需求不斷增加,對機房空間、機柜、電源、空調、人員維護的需求也越來越大。與之相對應的是64位、多核x86處理器的出現,讓單臺x86服務器的性能越來越強大,服務器技術得到了飛速的發(fā)展,結果是許多新購置的服務器擁有了超過用戶實際需求的性能,如何將空閑的服務器硬件資源充分利用起來,服務器虛擬化技術是值得我們研究和探討的。

關鍵詞:虛擬化技術;硬件整合;服務器

0 引言

由于大多數廠商宣傳得較多的都是一種基于分區(qū)技術的虛擬化,導致很多人會理所當然地認為虛擬化技術就是分區(qū)技術。但實際上,虛擬化技術可以通過兩個方向來幫助服務器更加合理地分配資源,一種方向就是把一個物理的服務器虛擬成若干個獨立的邏輯服務器,這個方向的典型代表就是分區(qū);另一個方向,就是把若干個分散的物理服務器虛擬為一個大的邏輯服務器,這個方向的典型代表就是網格。只不過網格現在還處在試驗階段,沒有開始大規(guī)模商業(yè)應用。本文主要闡述前一種服務器虛擬化的發(fā)展歷史、帶來的好處和存在的問題,以便對虛擬化有一個更清晰的認識。

1 虛擬化技術可以減少服務器數量,降低成本,同時節(jié)能減排

隨著微機硬件技術的飛速發(fā)展,單臺x86服務器的性能越來越強大,加之64位、多核x86處理器的出現,人們認識到服務器資源的利用率低下以及服務器整合的必要性越來越強,虛擬化開始吸引更多廠商的關注。特別是在Intel和AMD相繼宣布將推出內建虛擬技術的處理器,以實現硬件輔助虛擬化,從而改善原來僅通過軟件實現虛擬化所帶來的性能和穩(wěn)定性方面的不足。進入2008年,從處理器層面的AMD和Intel到操作系統層面的微軟的Windows Server 2008 Hyper_V的加入,還有數量眾多的第三方軟件廠商的涌現到服務器系統廠商的高調,我們看到一個趨于完整的服務器虛擬化的產業(yè)生態(tài)系統正在逐漸形成。這也使得在過去的兩三年時間里,虛擬化開始成為廣受關注的熱點話題。

同時,電大遠程開放教育,專業(yè)多、課程多,各種教學環(huán)節(jié)比較復雜,隨著網上教學活動日益普及,各種服務器需求不斷增加,如全國網絡統考、保險代理人考試和各種各樣的上機考試,還有一些專業(yè)安排的的課程模擬練習如計算機、工商管理等,都要添置專門的服務器,粗略計算一下不下十幾臺,還不包括學校的WWW、教學平臺、MAIL、FTP這些對外的服務器。服務器數據量的激增這一方面增加了學校的硬件投資,而地市級電大分校資金投入有限,決定了要更合理有效地利用服務器資源,減少開支。這就要求我們將空閑的服務器資源充分利用起來,在應用了虛擬資源之后,服務器的使用率將可以提高,這意味著學校可以節(jié)省大筆購買新服務器的資金。虛擬機和并行虛擬機技術能虛擬跨平臺的操作系統。由于虛擬資源的應用不僅可以幫助學校充分利用服務器資源,提高系統使用率,節(jié)省硬件投資,減少服務器數量來降低成本的有效途徑。還能夠通過虛擬化應用而帶來的學校數據中心物理空間的縮小和服務器運行及溫度控制的耗電量的降低。試想想如果5臺物理服務器被整合成一臺物理服務器的話,與之相配套的機房空間、機柜、電源、空調等輔助設備也相應減少,能耗會降低多少,在倡導綠色環(huán)保、節(jié)能減排主題的今天,這也是服務器虛擬化受到重視的原因之一。

不過我們也應該看到,服務器虛擬化能夠帶來成本節(jié)約是由于性能強勁的服務器沒有得到充分利用,如果已經通過其他方法完成了硬件利用率的優(yōu)化,那么服務器虛擬化可能在削減硬件成本方法的成效就不那么明顯了。對于早期單核256M以下內存的服務器,不加區(qū)別采用虛擬化技術,不但不能解決不了問題,還要增加購買虛擬化軟件和培訓相關技術人員的成本,這是得不償失的。

2提高了系統部署和維護的靈活性和工作效率

虛擬化技術使得用戶服務器資源利用率得到充分利用,盤活了用戶的計算資源,它能夠將一臺虛擬服務器輕松遷移到另一臺主機上、在幾秒鐘時間內完成對服務器的快照或者復制,任何一位管理員可能都需要這些功能。因此,一旦技術人員掌握了虛擬化技術,它就會提高技術部門的生產效率。因為虛擬化技術還可以減少宕機時間,所以它還可以幫助學校其他部門提高工作效率。

與此同時,技術中心經常要應對突發(fā)工作,例如,某門課程臨時增加一臺考試服務器時,通常我們需要在一臺真正的服務器上安裝操作系統和軟件,而這也是件非常單調乏味的工作。幸運的是,使用虛擬服務器后情況就不同了,也不必要臨時購置新的服務器,可以通過建立一些操作系統模版,通過這些模版部署一臺新服務器只需幾分鐘即可完成,從而極大增加了系統相應的靈活性,這些都是虛擬化技術給用戶帶來的好處。而且通過模版的統一定制和標準化,加強了系統的安全性。虛擬機仍然會受到一定的威脅,從以前存在的鏡像中創(chuàng)建的虛擬機,經常會出現大量的沒有適當的維護或者以已知的安全漏洞的虛擬機。病毒黑客以此為基礎成功地攻擊有安全漏洞的虛擬機,并且能夠使那些虛擬機作為攻擊其它虛擬機的攻擊平臺。但攻擊一臺根本不存在的系統可不是一件容易的事情。幸運的是,進行虛擬服務器系統急救的方法非常簡單,只需要使用一個干凈的映像覆蓋虛擬機的磁映像即可。系統管理人員的工作量降低了,由過去維護十幾臺的工作量減少到了幾臺。

但是虛擬化技術的引入,虛擬化和物理服務器并存的情況將長期存在,特別是虛擬服務器與物理服務器在本質上是有很大差別的,用戶在虛擬化應用過程中,管理的方式、方法,虛擬化載體可靠性的管理將是用戶在虛擬化具體應用實施中需要注意的地方,融合虛擬化應用的硬件設施管理要求將會高于以往的硬件需求,在具體的應用部署過程中,一臺硬件設備出現的問題可能會直接影響到所有的設備,服務器權限管理變得相當復雜,所以在將來虛擬化充分得到發(fā)展的同時,用戶對于硬件設備可靠管理的需求會越來越突出。

虛擬服務器會像普通服務器一樣運行,既有好的一面,也有不好的一面。它們會啟動、關機、掛起、休眠,甚至會崩潰。如果客戶機系統或者它使用的設備驅動程序有bug,那么虛擬服務器也會有bug,但是主機不會受到影響——這就是問題的關鍵。

在虛擬服務器中,操作系統崩潰、應用程序掛起或者重新啟動,這些都不會對硬件產生任何影響。虛擬服務器出現故障時可以啟動備用系統,這個過程是在完全“虛擬”意義上的,但是和實際的備份應急啟動過程很相似。即便是某個硬件功能異常,只要啟動備份系統的目的是配置和使用新網卡或者是修改存儲路徑這樣的工作,整個過程就會很順利,就像它是一臺真實的計算機一樣。

3結束語

服務器虛擬化技術可以在一臺物理器上創(chuàng)建多個“虛擬環(huán)境”,虛擬環(huán)境中可安裝和運行各種應用程序,使用起來和物理服務器完全一致.通過共享軟硬件資源,不僅充分利用服務器資源,降低了總體成本,和能耗。而且實現了瞬間部署服務器、動態(tài)資源分配回收、服務器集群管理、用戶自動重啟、“零宕機”遷移、快速備份恢復等管理特性,提高技術中心的管理能力和服務水平,較好的解決了電大遠程開放教育所存在的問題。部署服務器虛擬化能揚長避短,充分利用現有資源,為學校的進一步發(fā)展打下良好的基礎。

參考文獻

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作者簡介:歐陽平凡(1966-) ,男,株洲廣播電視大學 現代教育技術中心 湖南株洲412000