李光助

（空軍第一航空學(xué)院圖書館，河南信陽464000）

軍校圖書館服務(wù)器虛擬化設(shè)計與實現(xiàn)
——以空軍第一航空學(xué)院為例

李光助

（空軍第一航空學(xué)院圖書館，河南信陽464000）

虛擬化技術(shù)是云計算時代核心技術(shù)，以空軍第一航空學(xué)院圖書館為案例，分析了館內(nèi)服務(wù)器基本情況，提出了搭建服務(wù)器虛擬化平臺的設(shè)計方案，并完成了完整的實現(xiàn)過程，包括服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等環(huán)節(jié)，最后總結(jié)了這種方案的主要性能特點。

高校圖書館；服務(wù)器虛擬化；系統(tǒng)架構(gòu)

虛擬化技術(shù)是云計算時代核心技術(shù)。隨著計算機(jī)處理計算能力和容量不斷增加，服務(wù)器虛擬化成為普遍發(fā)展趨勢。近些年，國內(nèi)外圖書館界開始對虛擬化技術(shù)理論進(jìn)行研究，在維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫中，以“圖書館虛擬化”和“圖書館服務(wù)器虛擬化”作為題名或關(guān)鍵詞進(jìn)行模糊檢索，得到檢索結(jié)果分別為19篇、16篇；在檢索結(jié)果中，加入限定條件題名或關(guān)鍵詞為“軍校圖書館虛擬化”和“軍校圖書館服務(wù)器虛擬化”，得到的檢索結(jié)果分別為0篇、0篇。由此可見，與軍外圖書館相比，軍校圖書館的圖書館虛擬化技術(shù)起步較晚，停留在起步階段。

圖書館是我院航空裝備保障信息資源存儲和利用中心，隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，圖書館資源電子化、信息化、數(shù)字化趨勢越來越明顯。伴隨電子資源數(shù)據(jù)海量增加，對服務(wù)器質(zhì)量和數(shù)量要求都有不同增加。新服務(wù)器不斷購買，但不能充分利用；老舊服務(wù)器又不斷面臨淘汰；維護(hù)管理龐大繁瑣，問題經(jīng)常出現(xiàn)。依靠傳統(tǒng)運維方式很難適應(yīng)學(xué)院教學(xué)裝備保障資源發(fā)展需求。

1.基本情況

圖書館目前擁有服務(wù)器11臺。新舊交替，型號各異，性能不同，應(yīng)用服務(wù)不同，管理和維護(hù)不便。服務(wù)器資源不能有效利用。具體情況如表1所示：

表1 圖書館服務(wù)器分布表

thinkserver RD650、thinkserver RD630、thinkserver RD440屬于近兩年新購產(chǎn)品，配置較高，但運行服務(wù)較少，資源浪費嚴(yán)重。

dell poweredge 750、HP Proliant DL120 G6、聯(lián)想萬全 R510、HP storageworks x1600、Dell poweredge R720服務(wù)器使用年限較長，型號雜亂，運行服務(wù)較亂，但存儲空間較大。

經(jīng)過分析論證，選用性能穩(wěn)定、產(chǎn)品成熟的VMware公司的vmware vsphere產(chǎn)品通過規(guī)劃重新部署服務(wù)器，以此轉(zhuǎn)變現(xiàn)有運作和管理模式和狀態(tài)，更好地為學(xué)院裝備保障教學(xué)和科研提供資源支撐。

2.架構(gòu)設(shè)計

整體構(gòu)思：thinkserver RD650、thinkserver RD630、thinkserver RD440上安裝配置EXSI平臺；聯(lián)想萬全R510上安裝配置vCenter服務(wù)，dell poweredge 750上安裝數(shù)據(jù)庫和域控制器。其他做存儲。在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化。

具體實現(xiàn)過程包括：服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化。具體操作過程：配置ESXI主機(jī)；配置vCenter server；配置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；安裝vshere client；安裝active directorydomain。

數(shù)據(jù)遷移方法：采取虛擬遷移同步進(jìn)行方法，逐步將現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)移到虛擬網(wǎng)絡(luò)存儲上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整遷移并正常運行。

3.架構(gòu)的實現(xiàn)

3.1 服務(wù)器虛擬化

為了虛擬化過程中實現(xiàn)原服務(wù)器數(shù)據(jù)完好轉(zhuǎn)移，先在新購置的thinkserver RD650服務(wù)器上安裝ESXI主機(jī)，實現(xiàn)平臺虛擬化。ESXI主機(jī)是虛擬機(jī)運行在上面的底層操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)將物理服務(wù)器上的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、存儲空間等資源虛擬給多個虛擬主機(jī)使用[1]，ESXI是VMware vSphere的最底層最核心組件。通過安裝ESXI系統(tǒng)配置服務(wù)器主機(jī)，為服務(wù)器虛擬化提供基礎(chǔ)保障。

3.2 部署openfiler，實現(xiàn)存儲虛擬化

存儲虛擬化，簡單地說，就是將一個或多個存儲設(shè)備整合成一個容量很大的存儲空間，并統(tǒng)一地對外提供便捷的存儲功能服務(wù)[2]。通過存儲虛擬化可以將多個存儲連接在一起，實現(xiàn)資源整合和共享。為虛擬化平臺提供存儲保障。選擇兩臺HP storageworks x1600服務(wù)器并將資源轉(zhuǎn)移到已經(jīng)完成虛擬化的主機(jī)中的本地存儲中，然后采用免費的openfiler對這兩臺服務(wù)器進(jìn)行部署。openfiler是一種基于瀏覽器的免費網(wǎng)絡(luò)存儲管理程序，可以提供基于文件的網(wǎng)絡(luò)連接存儲(NAS)和基于塊的存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)[3]。它是進(jìn)行服務(wù)器存儲的一大利器。安裝部署openfiler服務(wù)，實現(xiàn)存儲虛擬化。完成后實現(xiàn)虛擬化主機(jī)和存儲之間的對接。并將thinkserver RD630、thinkserver RD440服務(wù)器上數(shù)據(jù)遷移到該平臺中，完成最后兩臺服務(wù)器主機(jī)的虛擬化工作。后對其他計劃存儲的服務(wù)器存儲虛擬化，并將其他資源數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)移到存儲服務(wù)器中，完成服務(wù)器虛擬化和存儲虛擬化工作。

3.3 配置vCenter server和active directorydomain

vCenter提供對于多臺ESXI主機(jī)的管理并提供附加功能。將聯(lián)想萬全R510上少量數(shù)據(jù)遷移到虛擬化存儲中，并安裝vCenter服務(wù)，實現(xiàn)對其他ESXI主機(jī)的連接和管理。配置好active directory domain域控制器，提供對虛擬化機(jī)器的域名管理。

3.4 安裝vsphere client

連接到vCenter server或者直接連接到ESXI主機(jī)上對環(huán)境進(jìn)行管理。在dell poweredge 750上安裝該客戶端，便于管理。

3.5 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

完成后進(jìn)入vCenter中心，配置虛擬交換機(jī)，通過ISCSC網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，為多臺vCenter server提供集中化管理。在兩臺已經(jīng)實現(xiàn)虛擬化的ESXI主機(jī)上創(chuàng)建分布式交換機(jī)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過設(shè)置VLAN和物理網(wǎng)卡實現(xiàn)不同應(yīng)用的分離管理。每臺EXSI主機(jī)分配多個千兆或萬兆網(wǎng)卡，用于EXSI主機(jī)的網(wǎng)管和vMotion以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的使用，以及EXSI主機(jī)與存儲的連接。完成ESXI主機(jī)和虛擬化存儲之間的連接?；緦崿F(xiàn)部分服務(wù)器的虛擬化任務(wù)。

所有工作完成后在一臺ESXI主機(jī)上新建一臺虛擬機(jī)，安裝VmwareDataProtection鏡像，對虛擬機(jī)進(jìn)行備份。在EXSI Server上設(shè)置集群，設(shè)置目標(biāo)虛擬機(jī)的負(fù)載：CPU利用率在30%、內(nèi)存50%、硬盤空間79%左右。完成應(yīng)用遷移。啟用vMoiton和DRS功能，實現(xiàn)虛擬機(jī)資源動態(tài)管理和應(yīng)用故障的在線自動遷移。

由于實現(xiàn)圖書館虛擬化是在原有已購服務(wù)器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，新購服務(wù)器存儲空間較大，為了避免浪費空間，節(jié)省人力物力和財力，在實現(xiàn)虛擬化后采用本地存儲和網(wǎng)絡(luò)存儲共存的方式實現(xiàn)。因此虛擬化中的部分功能如Vmotion等可能部分實現(xiàn)，并不能完全實現(xiàn)，這是其局限性。整合后的服務(wù)器如表2。

實現(xiàn)虛擬化后，為了最大化利用資源，具有更好的用戶體驗，將主要Iis服務(wù)集中在一臺或幾臺虛擬機(jī)中，資源存儲在其他地方，實現(xiàn)服務(wù)和資源的分離。為vmotion實現(xiàn)和運行提供條件，增強(qiáng)系統(tǒng)運行可靠性和管理的可操作性。

4.性能分析

圖書館是學(xué)院信息資源中心，數(shù)據(jù)存儲、安全和利用非常重要。傳統(tǒng)技術(shù)管理服務(wù)器會造成很大安全隱患，造成資源極大浪費。云計算時代，虛擬化技術(shù)發(fā)展成為圖書館服務(wù)器管理和運行中的發(fā)展趨勢。通過虛擬化平臺，充分調(diào)動信息資源的管理和利用，提升服務(wù)學(xué)院裝備保障資源能力和水平，發(fā)揮圖書館作為學(xué)院信息資源存儲中心的地位。圖書館服務(wù)器虛擬化后，主要功能有5個。

4.1 對傳統(tǒng)圖書館服務(wù)器運行模式的突破

服務(wù)器虛擬化的核心內(nèi)容是對物理資源的抽象，采用虛擬化平臺將一臺物理機(jī)或多臺物理機(jī)抽象為一個邏輯資源池。在這些邏輯資源上新建虛擬服務(wù)器。虛擬化不受物理環(huán)境約束，將cpu、內(nèi)存、網(wǎng)卡、存儲、I/O等硬件抽象為資源，供虛擬服務(wù)器使用。突破了原有硬件資源物理結(jié)構(gòu)限制，使得硬件資源使用透明化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源的合理動態(tài)分配[4]。

4.2 對傳統(tǒng)圖書館服務(wù)器管理維護(hù)方法的突破

通過虛擬化客戶端可直接管理數(shù)臺服務(wù)器，簡化整合服務(wù)器部署和管理，節(jié)省管理成本，提高工作效率。為優(yōu)化學(xué)院裝備保障資源配置和提升保障服務(wù)質(zhì)量水平提供強(qiáng)大簡潔的技術(shù)支撐。

4.3 提升系統(tǒng)運維安全性

虛擬化平臺是將多臺獨立的物理機(jī)抽象為一個資源池，當(dāng)組成這個資源池的某臺物理機(jī)出現(xiàn)故障，不會影響資源池的運行，做到零宕機(jī)遷移、災(zāi)難備份和快速恢復(fù)。提高服務(wù)器為裝備保障服務(wù)的穩(wěn)定性和安全性。[5]

4.4 節(jié)省資源開支

虛擬化建設(shè)在資本投入、運營成本和其他成本方面都比傳統(tǒng)建設(shè)更具優(yōu)勢，總擁有成本節(jié)省近1/3。如節(jié)省機(jī)房空間、ups、能耗、空調(diào)以及人力等。促進(jìn)圖書館為航空裝備保障信息化建設(shè)水平提升一個新臺階。

4.5 示范和帶動作用

目前各軍校圖書館實現(xiàn)虛擬化管理較少，通過部署虛擬化平臺在軍校圖書館可以起到示范和帶動作用。

5.結(jié)語

虛擬化新技術(shù)在實施過程中有一定困難，如在多種不同類型服務(wù)器情況下如何有效規(guī)劃和整合，如何克服館內(nèi)目前不同型號服務(wù)器的異構(gòu)和差異部署虛擬化平臺。做好圖書館虛擬化需要從多方面入手，事先對現(xiàn)有服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計摸底，采用科學(xué)方法，勾畫服務(wù)器運行管理模式；選擇合適的實施虛擬化方案，適時開展圖書館服務(wù)器虛擬化，完成虛擬化的部署和運行。

[1]徐輝．服務(wù)器虛擬化在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].太原師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,(12)：39-44.

[2]羅敏,王淑艷.高校信息中心服務(wù)器虛擬化方案研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016 ，(11)：10-11.

[3]馬玉芳.基于Openfiler存儲服務(wù)器實現(xiàn)XenServer資源池的存儲共享[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，201 6 ，(3)：47-49.

[4]肖奎，吳天吉.虛擬化技術(shù)在高校圖書館的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2016 ，(7)：143-145.

[5]孫國強(qiáng).服務(wù)器虛擬化平臺設(shè)計與實現(xiàn) [J].信息系統(tǒng)工程，2016，(6)：112-113.

TP393

A

1671-5136(2017)02-0138-03

2017-05-28

李光助（1976-），男，河南固始人，空軍第一航空學(xué)院訓(xùn)練部講師、碩士。研究方向：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。