【摘要】計算機機房作為計算機基礎(chǔ)等多門課程的教學(xué)實施和課程實踐場所，各種計算機軟件和硬件故障等問題給傳統(tǒng)的計算機機房的管理帶來了挑戰(zhàn)，應(yīng)用VMware能有效改進機房的使用和管理。

【關(guān)鍵詞】機房管理;虛擬機

引言

計算機機房作為計算機基礎(chǔ)等多門課程的教學(xué)實施和教學(xué)實踐場所，其使用大大提升了教學(xué)效果?？墒鞘褂妙l率過高，硬件升級換代較慢，各種計算機軟件和硬件故障等問題給傳統(tǒng)的計算機機房的管理帶來了挑戰(zhàn)，如何應(yīng)用新興的虛擬化技術(shù)改進計算機機房管理是一個值得深入研究的課題。

1.當(dāng)前計算機機房使用和管理現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，我們學(xué)校機房在實際的使用和管理中，還是存在以下問題。

1.1 機器啟動頻率過高，超負(fù)荷運載。

由于學(xué)校機房承擔(dān)了《計算機基礎(chǔ)》、《VB程序設(shè)計基礎(chǔ)》、《信息化安全保密》等多門課程的教學(xué)和實踐任務(wù)。每個學(xué)期有限的幾個機房要承擔(dān)幾十門次的課程任務(wù)，計算機機房長期超負(fù)荷運載。一般家用臺式機使用壽命是5-8年，機房機器的使用壽命應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個值，一般需要三年更新一次硬件配置。[1]而我校的實際情況是2007年配置安裝的電腦機房一直沿用至今，雖然每年都通過硬件檢修配換的方式進行維護，可是還是經(jīng)常由于計算機老化的原因造成機器故障，影響正常教學(xué)的進行。

1.2 硬件兼容性和硬盤保護帶來的問題

我們學(xué)校機房采用的是聯(lián)想電腦，配套有聯(lián)想的硬盤保護和同傳系統(tǒng)。聯(lián)想的同傳系統(tǒng)要求硬件檢測，主板硬盤等硬件型號必須一致才能完成同傳。這就要求每次機器硬件故障都必須聯(lián)系聯(lián)想公司的維修人員上門服務(wù)，機房管理人員不敢輕易動手檢測維修。這大大延長了機器故障的維修周期，耽誤正常教學(xué)。硬盤保護系統(tǒng)雖然能起到保持計算機機房系統(tǒng)的穩(wěn)定性的作用，可影響正常教學(xué)，如學(xué)員在上課作業(yè)過程當(dāng)中，由于機器故障電腦藍(lán)屏或者重啟，作業(yè)難以保存，需要重頭做起。我們當(dāng)前一般采取考試時候取消硬盤保護系統(tǒng)，考試完成再重新恢復(fù)，這樣大大增加了機房管理難度。

1.3 軟件上難以完成教學(xué)實踐的需求

由于教學(xué)需要，機房電腦上一般都安裝了windows操作系統(tǒng)，office辦公軟件、圖形圖像處理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、和VB、C語言等軟件，此外還安裝了教學(xué)管理軟件。由于有些軟件相互不兼容，需要多次采用網(wǎng)絡(luò)同傳進行系統(tǒng)維護。此外由于硬盤保護的原因，很多教學(xué)實踐沒法進行。如進行操作系統(tǒng)教學(xué)時，學(xué)員無法完成操作系統(tǒng)或者是應(yīng)用軟件的安裝操作。

針對上述機房管理中存在的問題，我嘗試采用VMware虛擬機技術(shù)來解決。

2.虛擬機技術(shù)介紹

虛擬機技術(shù)是當(dāng)代最激動人心的科學(xué)成就之一[2]虛擬機最大的優(yōu)點就是能實現(xiàn)資源的重復(fù)利用，當(dāng)前，虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)可以使X86服務(wù)器的資源利用率從原來的5%-15%提高到60%-80%，并且在短短幾十秒的時間里就可以完成新的應(yīng)用程序的資源調(diào)度[3]虛擬機技術(shù)是從邏輯上而不是從物理角度來進行資源的分配。對于使用者來說，虛擬機技術(shù)實現(xiàn)了計算機硬件和軟件的完全分離。用戶不需考慮硬件的具體實現(xiàn)，而只需要在虛擬層面上運行自己的系統(tǒng)和軟件，并且這些系統(tǒng)和軟件在運行時，跟實際的物理平臺和物理資源是隔離的。通過在一臺物理計算機上安裝虛擬化管理軟件，就可以在虛擬化軟件上安裝多個操作系統(tǒng)，每個操作系統(tǒng)相互獨立，互不影響，這和傳統(tǒng)的在單獨電腦裝幾個操作系統(tǒng)，但是同時只能運行其中某一個操作系統(tǒng)是完全不同的。

虛擬機通過在傳統(tǒng)計算機的硬件和操作系統(tǒng)（OS：Operating System）中間插入了一個新的軟件層，也就是虛擬機監(jiān)視器（VMM：Virtual Machine Monitor，也稱為Hypervisor）。VMM可以模擬出多個虛擬機（VM：Virtual Machine），在每個VM上就可以安裝運行不同的操作系統(tǒng)，我們把這些OS稱作Guest OS，區(qū)別于傳統(tǒng)的、直接運行于硬件之上的OS。VMM為每個VM提供保證一定質(zhì)量的資源（如CPU時間、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬等），VM之間完全隔離和獨立，這種服務(wù)質(zhì)量保障能力和安全隔離能力給虛擬機技術(shù)帶來了強大生命力。

圖1 虛擬機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.虛擬化技術(shù)在機房使用和管理上的具體實施應(yīng)用

根據(jù)學(xué)校機房的特點和實際實踐，決定使用VMware workstation虛擬機技術(shù)，因目前機房都有硬盤保護系統(tǒng)。故本方案實施時，結(jié)合使用聯(lián)想的網(wǎng)絡(luò)同傳傳輸功能和硬盤保護功能。 實施步驟如下：

3.1 在機房任意選擇一臺電腦，劃分出一個80G左右的C盤，重新安裝windows XP操作系統(tǒng)，裝好教學(xué)軟件。然后在windows XP操作系統(tǒng)上安裝VMware workstation。根據(jù)需求，虛擬出一個虛擬機，在虛擬機上安裝好windows XP操作系統(tǒng)（即Guest OS），然后在Guest OS上安裝上課所需其他應(yīng)用軟件。然后安裝好VMware tools ，讓虛擬機可以跟宿主機進行通信。然后把應(yīng)用程序的安裝文件從宿主機上拷貝到虛擬機上。同理，可以根據(jù)需求虛擬出多個虛擬機，分別安裝windows7、Linux、windows server 2003等多個操作系統(tǒng)。還可以準(zhǔn)備一個系統(tǒng)安裝的鏡像文件，提供學(xué)生進行操作系統(tǒng)安裝的實踐操作。

3.2 給宿主機做好硬盤保護，然后利用聯(lián)想的同傳系統(tǒng)分發(fā)給所有學(xué)生機，這樣每個學(xué)生機可以在宿主機操作系統(tǒng)上啟動VMware平臺，然后根據(jù)需要加載不同的Guest OS，也可以自己新建虛擬機，然后根據(jù)鏡像文件重新安裝操作系統(tǒng)和相關(guān)的應(yīng)用軟件。

4.虛擬化技術(shù)優(yōu)點分析

4.1 充分發(fā)揮已有硬件效率

虛擬機能獨立于宿主機的硬件，能充分利用現(xiàn)有硬件資源，在機房更新?lián)Q代不及時的情況下，讓已有的硬件條件滿足教學(xué)需求。同時，每個學(xué)生都能在宿主機上使用自己獨立的虛擬機，不需要多次重復(fù)開關(guān)電腦，能延長電腦使用壽命。

4.2 避免軟件沖突

由于同一宿主機上的每個虛擬機相互獨立，在每個虛擬機上安裝不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，根據(jù)教學(xué)需求選擇不同類型的虛擬機，能有效避免在同一電腦上安裝不同應(yīng)用軟件帶來的軟件沖突。如不同類型的數(shù)據(jù)庫安裝。同時在宿主機上安裝保護系統(tǒng)，虛擬機的創(chuàng)建和刪除都不影響宿主機的穩(wěn)定性，能大大減少機房維護的成本。

4.3 能增加學(xué)生的實踐操作能力

在宿主機上通過硬盤保護，起到對宿主機系統(tǒng)穩(wěn)定的保護作用，而不同學(xué)生。而學(xué)生在虛擬機上的操作不會影響宿主機，這樣很多傳統(tǒng)機房應(yīng)用中學(xué)員難以完成的實踐操作，如操作系統(tǒng)的安裝，應(yīng)用軟件的安裝與刪除等都能在虛擬機上完成，能有效增強學(xué)員的實踐操作能力。

5.小結(jié)

虛擬機技術(shù)可以在一臺計算機上模擬出多臺虛擬計算機，方便工作的開展，提高現(xiàn)有機器硬件的使用效率，減輕了計算機機房管理人員的工作負(fù)擔(dān)。虛擬機技術(shù)在計算機機房中的應(yīng)用可以方便學(xué)生對操作系統(tǒng)進行更改，降低機器癱瘓和機器受損問題的發(fā)生。虛擬機技術(shù)能有效改進計算機機房的使用和管理。

參考文獻

[1]催煒榮.桌面虛擬化在高校公共機房中的應(yīng)用探討[J].電子世界，2012（6）：8-9.

[2]Roscnblum M，Garl'mkel T.Virtual Machine Monitors： Current technology and future Trends[J].Computer， 2005，38（5）：39-47.

[3]李群明.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用[J].邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，22（3）：56-59.

作者簡介：程容斌（1981—），男，湖南武岡人，研究生，講師，主要研究方向：計算機教學(xué)。