基于VMware的校园网服务器虚拟化管理.doc

基于VMware的校园网服务器虚拟化管理佚名【减小字体】 【增大字体】 吴海洪 郑民 张伟胜（义乌工商学院，浙江 义乌 322000） 摘 要 研究VMware虚拟化技术，引入VMware虚拟化产品建立容灾系统来管理校园网服务器，提高了校园网服务器系统稳定性和硬件使用率，节约了硬件成本。 关键词 VMware；虚拟化；服务器1前言 随着信息化、数字化校园的蓬勃发展，校园网络中心必须不断的增加新的服务器，以满足持续增长的服务与应用的需求。这一结果引起了服务器的利用率和可管理性等多方面的问题，具体表现在： （1）服务器容灾系统：业务连续性和灾难恢复性是管理风险的关键，特别是在数字化发展较快的高校中，需要对校园网中DHCP、DNS和数据库等重要的服务器进行实时备份。 （2）Web应用程序多元化：校园网中应用最为广泛的应该属B/S系统，各种OA，Web网站，模拟考试和模拟教学等应用，数量不断增加，并且这些应用都由不同的网络程序开发，包括ASP、ASP.NET、PHP、JSP。 以上在校园网应用的问题都需要通过花费大量金钱购买新的服务器来解决，但事实上很多服务器硬件使用率只有5%15%，甚至有的服务器只能做备份。如何能提高服务器的硬件利用率而节省不必要的开支？显然把所有的应用都安装在一个操作系统下虽然提高了利用率，但是稳定性和可管理性又大大的下降。虚拟化技术解决了这一问题，在整合各种应用的同时，提高了硬件利用率。VMware介绍 VMware公司作为虚拟化技术的龙头企业，在技术上已经形成了完整的体系。VMware的虚拟化技术可以使企业将从前需要在几台服务器上运行的应用系统整合在一台服务器上工作，其硬件实际使用率从15%提高到60%，并在几乎不中断服务的情况下，自动完成服务器间数据和功能的镜像迁移，甚至在非常短的时间内完成数十台虚拟服务器的数据备份工作。针对不同的用户群、不同需求开发不同的软件产品，服务器应用主要有GSX Server和ESX Server。根据GSX Server和ESX Server在结构、性能和方便性上的不同，决定其在服务器管理中的应用。 1）结构 GSX Server底层架构如图1 所示，VMware虚拟平台运行在宿主操作系统之上，通过继承Host操作系统的设备驱动来得到更为广泛的硬件支持，VMM能有效地为多个虚拟机操作系统的正常运行提供良好的技术隔离，使得其独立享用CPU、内存、I/O等硬件资源。 ESX Server底层架构如图2所示，VMware虚拟平台作为独立的一层系统软件直接运行在硬件平台上，作为计算机硬件系统和虚拟机操作系统的通信层，它完全独立地响应所有虚拟机操作系统对硬件资源的访问。 2）性能 由于GSX Server和ESX Server的设计方案不同产生了不同的性能表现，GSX Server有宿主操作系统的束缚，无法完全利用硬件资源，而ESX Server则极力压缩了操作系统层，使得虚拟机尽可能面对硬件，调动资源的效率更高。 3）方便性 ESX Server采用VMFS文件格式来存储虚拟机数据，而GSX Server采用宿主计算机文件系统，虚拟机备份和移植都非常方便，不同于ESX Server需要专门的软件、复杂的操作来备份或移植系统。服务器的虚拟化管理 根据VMware的两种服务器产品的不同特性，结合校园网服务器管理中遇到的现实困难，采用GSX Server和ESX Server分别建立容灾系统和应用整合，并对硬件成本的节省和性能做了简要的分析。 1）服务器虚拟化容灾系统图3虚拟服务器容灾系统 采用VMware GSX Server构建服务器容灾系统如图3所示，在备份服务器上安装Windows2003操作系统，GSX Server以应用程序的方式安装在Windows2003，在GSX Server 上创建新的虚拟机安装Windows2003操作系统，对虚拟机内操作系统进行必要的网络和安全配置后作为模板机备份，后续的备份虚拟机都以此模板为基础，大大缩短了建立容灾系统的周期。通过复制模板虚拟机的文件，分别安装三台虚拟DNS、DHCP和ACS服务器，主DNS，DHCP，ACS服务器通过同步备份软件更新DNS、DHCP和ACS服务器中的数据。 由于备份服务器中的虚拟机基本上不运行，只是作为备份用。所以对于性能要求非常低，当主服务器出现灾难性故障后，备份虚拟机可以立即作为主服务器运行相关业务，达到业务连续性的要求。这样只需要一台服务器就可以建立多种应用的容灾服务，以单台服务器一年的折旧费，维护费和电费等计算，每年节省费用近2万元。 2）服务器虚拟化应用整合 VMware ESX Server 为适用于任何系统环境的企业级的虚拟计算机软件。大型机级别的架构提供了空前的性能和操作控制。它能提供完全动态的资源可测量控制，适合各种要求严格的应用程序的需要。由于Web服务器的虚拟化是作为主服务器运行，所以对性能要求非常高，这样我们就采用硬件资源利用率更高的ESX Server作为虚拟机平台，如图4就是搭建的虚拟Web服务器，其中各个Web服务器都有自己独立IP地址，独立的操作系统，每个Web服务器在单独的操作系统下运行，程序稳定性大大提高。通过动态资源控制的功能，不需要关心究竟需要分配多少内存等资源给相应的服务器。同样大规模的集群服务器通过ESX Server搭建，能节省巨大的服务器硬件成本，提高业务应用的稳定性、连续性。图4Web服务器应用整合 3）虚拟服务器的管理 如此众多的服务器不需要用户花费大量的精力去管理，VMware VirtualCenter虚拟化技术管理应用软件，专门用来管理服务器虚拟化技术产品，简化了部署和管理VMware GSX和ESX Server的过程。用户只需远程登录到Virtual Center服务器管理虚拟机服务器，客户端使用一个常见的分层树形界面，将VMware主机组成服务器而虚拟机则被分成组并独立管理，通过VirtualCenter客户端能建立新的虚拟机，启动或者停止它们，修改设置以及连接一个集成远端控制台。图5虚拟机远程管理中心 4）虚拟服务器性能 通过把应用整合在单一的系统上，Vmware节约了成本，提高了灵活性并且加强了应用管理，但这些都需要以损失性能作为代价。我们主要讨论以ESX Server作为虚拟平台的性能参数，ESX Server通过Virtual Infrastructure Client，使用相同的接口方式来分配CPU和系统内存。通过对磁盘、CPU和内存三个方面的性能对比，比较不同的应用如Mail服务器和SQL Server数据库服务器在同一环境下增加某一方面的资源配比所产生的性能提升，如为数据库服务器虚拟机增加内存，从512MB增加到1GB，能提高10的吞吐量，性能损失也能从20降到12。根据应用不同以及应用所需的资源不同（如有磁盘密集型、内存密集型或CPU密集型），性能表现也会不同，把对资源需求不同的应用分到一组，放在同一套硬件上，使用ESX Server来做虚拟化，就可以实现服务器硬件资源的最大化利用结论和展望 VMware GSX Server和VMware ESX Server技术在服务器中的应用被世界大型企业证明是高效的，它能够提高现有服务器的利用率，为企业节省购置新服务器所带来的不必要开支，同时提供了一套优秀的管理软件来管理虚拟机。虚拟化技术应用于校园网服务器管理是一次巨大的探索，能达到节约硬件资源，降低成本的作用，为数字化、信息化校园的发展提供硬件保障。由于VMware ESX Server产品的价格相对来说还太高，严重的阻碍了服务器虚拟化在国内的发展，但这是个重大的发展方向，对信息化的进一步普及具有重大意义。参考文献 1 Murphey，R.，Using VMWare for Forensics，5th Annual Infragard HoustonMembers Alliance Fall Conference，2005 2 Server Consolidation and Containment，http：/，2007 3 A