服务器虚拟化在数字化校园中的应用

1、INTELLIGENCE 科 技 天 地服务器虚拟化在数字化校园中的应用义乌工商学院现教处 吴海洪 郑民摘 要：针对如何提高数字化校园中服务器资源利用效率，以适应高校数字化校园日益增长的各类信息系统，并确保其运行安全、可靠，该文分析了校园传统硬件管理的不足，提出构建基于虚拟化的数字校园硬件平台，有效地节约服务器资源，增强系统可靠性。关键词：数字化校园 虚拟化 服务器一、 引言数字化校园是教育信息化发展的趋势，学校规模的扩大和管理要求的提高需要综合、高效、实用的信息系统支撑。信息技术人员在整合各种校园资源与信息系统时，面临如下的三个问题：（1）数字化校园系统繁多，现有服务器硬件数量无法满足其需求

2、。（2）现阶段服务器资源与应用系统的差异导致服务器计算资源分配不均，CPU 和内存使用率极低。（3）数字化校园中数据中心任何一个应用的瘫痪都有可能导致所有系统无法使用，系统需要一定的冗余量，而现有条件无法满足。针对以上问题，经过分析和调研，既要充分利用现有的服务器等资源，又要考虑到系统整合后的可扩展性，适合未来技术发展的趋势，以此来实现对服务器和应用程序平台的整合。要解决好以上三个方面的问题，采用虚拟化技术整合是一条捷径。采用VMware ESXi 实现服务器虚拟化，单一物理服务器上安装多个虚拟机，每个VM 有各自独立的虚拟硬件，如CPU，RAM 和I/O 等。将所有计算资源整合为一个统一、可

3、度量的整体资源池，按预先制定的分配原则和策略进行动态资源分配。二、相关技术1、ESXi虚拟化技术VMware ESXi 是VMware 的嵌入式hypervisor，虚拟化技术使用VMM(虚拟机管理程序 来分享存取底层的硬件，hypervisor 通过对操作系统的内核做一定的修改，使得操作系统的部分代码直接在运行在相关的硬件机制之上，不需要软件来摸拟指令的运行，使得原本一些需要直接通过CPU 执行的保护任务，可以在修改后的内核中直接执行，这样就有效的提高了虚拟机的效率。在虚拟化技术中，VMM在客户操作系统和硬件之间用于工作协调。一些受保护的指令必须由四、小结将凌阳公司研制的全集成高性能的16位

4、SPCEO16A 单片机应用与语音控制处理技术，这是一个积极的尝试，从实验的结论来看，对于提高系统的语音播放质量，改善操控性都有非常明显的效果，对嵌入式语音信号处理技术的发展有积极的推动作用。虽然该系统的设计离成熟的产品面市还有一段路要走，但相信这类产品的面市， 一定能广泛应用于智能家电、自动导游解说系统、自动报警系统、智能玩具等具有自动语音播报功能的嵌入式系统。参考文献:1 罗亚非：凌阳16位单片机应用基础M.北京:北京航空航天大学出版社，2003.VMM 来捕获和处理。 ESXi 底层架构如图1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

5、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。三、虚拟化数字校园平台设计1、系统硬件平台分析 2 袁霞、杜潜、姚丽娜等：基于凌阳单片机SPCE061A 的语音识别控制系统的设计J.河南机电高等专科学校学报，2007，15(2:118-120.3 李晶皎编著：嵌入式语音技术及凌阳16位单片机应用M，北京航空航天大学出版社，2003.4 雷思孝、李伯成、雷向莉：单片机原理及实用技术凌阳16位单片机原理及应用M.西安:西安电子科技大学出版社，2004.5 瞿安连编著：应用电子技术M， 科学教育出版社，2003.6 宋贵林：家用音响设备实用维修设计。北京：机械工程出版社，20

6、03.62INTELLIGENCE 科 技 天 地由图2可知原有服务器中DNS 和DHCP 共占据四台服务器，虽然DNS 和DHCP 非常重要，但是根据它们的实际运行情况来看耗用CPU 和内存都非常少，占据独立的一台物理机明显过于浪费。数字化校园需求服务器涉及9种应用，每一种应用都配置在单独的物理机中则占用过多的服务器，需根据如图应用的性能负载排序，利用虚拟化技术合理配置硬件资源。表1. 服务器配置型号配置HP ProLiant DL 380 G5内存:4GCPU:2.5G*8HP ProLiant DL 380 G5内存:4GHP ProLiant DL 360 G5内存:2GHP ProL

7、iant DL 360 G5内存:2G如表1所示，当前准备的四台HP 服务器中，DL360内存偏小，不适用于建立多个虚拟机，DL380性能卓越，而且对虚拟化支持程度高。2、双冗余备援方案 度分别虚拟出23台VM，同时承担备援任务，任一服务器都连接SAN 存储，并建立所有数字化校园应用VM，包括门户服务器，统一身份认证和J2EE 平台。当任何一个应用，甚至是任何一台物理机出现问题都能够有相应的备份机开启，同时不占用任何其他物理机。 图3. 双冗余备援方案数字化校园服务器采用双冗余备援方案，两台虚拟机互做备份，任一虚拟机又对数字化校园应用进行备份，共同访问相同的SAN 存储，任意虚拟机都可开启其中

8、的任意虚拟系统。确保数字化校园各类应用系统运行可靠、安全，即任何服务器和虚拟机节点的宕机，不会导致运行在该服务器和虚拟机节点的应用系统停止工作。根据双冗余备援方案进行转移，这个转移包括应用系统、网络资源、存储资源。使处理单元和应用系统在逻辑上完全分离，实现虚拟应用并满足实际功能需求，实现动态的计算资源监控与管理和资源动态优化配置。3、数字化校园虚拟化设计依据系统硬件平台分析和双冗余备援方案，采用虚拟化技术对网络中心原应用系统和数字化校园新应用系统进行整体设计规划如图4所示。首先通过对两台Dell2950安装ESXi，每台物理机创建两个VM，分别安装DHCP 和DNS，剥离两台物理机作为数字化校

9、园硬件平台。六台物理机需负载6个应用系统，负载强度1、2的门户服务器（portal）和门户服务器DB+AD由于其负载强度大，对硬件性能需求高，采用两台物理机HP360单独组建。负载强度4、5的Weblogic（J2EE平台）也单独采用两台物理机Dell2950组建。HP380安装虚拟化系统ESXi，根据负载平衡四、小结虚拟校园数字平台实际运行结果表明，虚拟架构具有如下优点：1、最大化服务器利用率并降低采购数量。2、由于虚拟构架可使虚拟机具有动态可迁移性， 可以进行快速的维护和升级，不用担心某台服务器出现问题，会影响到整个应用平台。3、从设备中分离应用计算，整合数据中心应用的相关数据，通过集中化技术改善了其安全性。通过服务器初步整合，我们将9台服务器成功整合到6台服务器、1套IP SAN 设备里，明显地提高每个物理服务器及其CPU 的资源利用率。并采用双机备援规则，不但减少了物理服务器的扩充数量，大大地降低硬件成本，同时保证数字化校园运行稳定。参考文献：1 先晓兵、沈钧毅: 虚拟数字校园平