试析服务器虚拟化技术在数据中心建设中的运用获奖科研报告

试析服务器虚拟化技术在数据中心建设中的运用获奖科研报告摘

要：在社会的快速发展当中，数据中心建设成了现代化进程中的关键点，能够为通信提供便利，促进生产生活的顺利进行。数据中心建设存在一定的复杂性与专业性，对于设计人员的综合能力要求较高。服务器虚拟化技术的诞生，能够增强数据中心建设的可靠性，增强系统的运行性能，因此受到技术人员的广泛欢迎。关键词：服务器虚拟化技术;数据中心;建设;运用

随着科学技术的不断发展与社会生产要求的提升，传统数据中心已经难以适应当前工作需求，只有对其进行不断创新，才能增强系统运行效率与质量。信息孤岛的问题是当前数据中心中存在的主要问题，会导致资源浪费的情况出现，而且增大了企业的运营成本。服务器虚拟化技术作为一种新兴技术，能够有效整合硬件资源，促进管理模式的逐步优化，同时实现各类信息资源的优化配置，降低系统运行成本。在数据中心的建设过程当中，应该加强对服务器虚拟化技术的合理运用，以充分发挥该技术的优势与价值。设计人员应该明确该技术的基本原理，并深入分析传统服务器中存在的主要问题，增强数据中心的建设与运行效果，满足社会发展的实际需求。

一、虚拟化技术原理

虚拟化与云计算中提到云计算最重要的就是服务器虚拟化和调度，服务器虚拟化是指将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机的技术，这些逻辑计算机又被称为虚拟机，每台虚拟机都拥有独立的“硬件”。但虚拟机运行时，虚拟机硬件的工作实际是由物理机的硬件完成的。

服务器虚拟化的有多种划分方式，可以根据虚拟化架构划分为裸金属/寄居，根据虚拟化层次硬件辅助虚拟化/软件辅助虚拟化，根据虚拟化平台划分为全虚拟化/半虚拟化。

（一）裸金属/寄居

未虚拟化的x86服务器架构，自下而上是物理硬件、操作系统、应用程序。

（二）裸金属

裸金属（bare-metal）架构也叫bare-metalhypervisor、Ⅰ型，是直接安装在物理服务器上再创建各种虚拟硬件，再在虚拟机上安装操作系统，最后才能在这些操作系统中安装应用程序。

（三）寄居

寄居架构也叫hostedhypervisors、Ⅱ型，代表产品VMwareworkstation和VirtualBox，需要安装在计算机操作系统之上。

二、数据中心的资源整合需求

（一）维护管理困难。

以往数据中心，在传统架构的网络中进行业务迁移、扩容或增加新的服务功能，越来越困难，每一次变更都将牵扯相互关联的、不同时期按不同初衷建设的多种物理设施，涉及多种业务，多个服务，工作繁琐，维护困难，且易出现漏洞和差错。

（二）服务策略不一致。

传统架构最严重的的问题是这种孤立的设备功能为中心的设计思路，无法真正从整个系统角度制定统一的服务策略，比如安全策略、高可用策略、业务优化策略等等，造成跨平台策略的不一致性，从而难以将所投入的产品能力形成合力为上层业务提供强大的服务支撑。

（三）资源利用率低。

传统架构方式对底层资源的投入与在上层业务的所收到的效果很难得到同比发展，最普遍的现场就是各设备负载不均衡，部分设备不堪重负，部分设备空闲资源较多，两者又无法互相利用和共用。

三、服务器虚拟化技术在数据中心建设中的优势

（一）优化管理模式

管理模式的实际应用效果，也是决定数据中心运行状况的关键因素。动态性管理模式虚拟服务器在硬件资源分配时能体现独特优势，虚拟服务器的运行状况能够得到有效监督。过重的负载施加于服务器当中时，能够实现对其他闲置资源的合理调用，为服务器的安全高效运行提供保障。根据应用/测试表明，硬件资源利用率可达到80%左右【1】。

（二）增强系统安全

系统安全性的提升，是保障数据中心高效运行的关键前提，运用服务器虚拟化技术能够促进系统安全性的提升。虚拟服务器的独立性较强，在文件获取当中只需借助于虚拟机软件，因此在发生故障时也能够及时进行解决。动态迁移也是虚拟服务器的基本功能，故障问题出现在物理服务器当中时，能够在正常运行的物理服务器当中实现文件的转移，增强系统运行的连续性【2】。

（三）降低运行成本

在以往的数据中心架构模式中，由于服务的业务方向不同，需要部署较多的物理服务器才能保障数据中心各方向业务的有效运行，这无疑提高了数据中心的建设与运行成本。与传统模式相比较而言，服务器虚拟化技术的运用，不再需要大量的服务器设备，减少了机房的建设面积，无论是在设备数量还是后期维护当中，都能够对成本进行合理控制。

四、服务器虚拟化技术在数据中心建设中的运用

（一）服务器功能需求

办公系统、统一授权认证平台和三大基础平台等，是服务器虚拟化系统平台的主要构成，其作为共享服务平台具有多种功能需求。如连续运行状态是DNS服务器和邮件系统的基本状态，而且在设计的过程当中应该重视二级网站与平台主页的安全性。因此，应该合理运用服务器虚拟化技术，为管理和使用提供便捷。

（二）服务器虚拟化技术应用方案与实施

在虚拟服务器当中安装应用软件和操作系统时，应该明确系统的功能需求，分析系统负载和并发数等不同指标的要求。这不仅能够增强资源配置的合理性，而且为后期扩增虚拟机的数量提供了保障。冗余虚拟环境的构建，能够为系统的快速迁移奠定基础，同时有利于在系统发生故障时能够得到及时解决。应该增强服务器虚拟化系统平台的体系结构完整性，明确不同部件之间的相互关系，定义不同类别的组成部件。

在物理服务器当中运行VMware系统软件，实现与管理服务器之间的协同配合。应该设置多台虚拟机，实现对CPU、存储设备、内存和网络的有效共享。物理服务器管理软件、虚拟管理服务器、虚拟服务器和物理服务器等，是服务器虚拟化架构的主要组成，同时也含有大量的交換设备和存储设备等。在部署虚拟机的过程中主要依靠服务器实现，同时能够对其进行迁移操作和启动等。

（三）主要的高可用和安全措施

在虚拟平台的建设当中，ESX是核心构成，服务器磁盘失效会对其可用性产生直接影响。冗余配置的措施应用于故障易发位置，能够有效对硬盘失效问题进行处理，增强系统的运行可靠性。服务器失效也会对ESX产生影响，多台服务器的设置能够增强系统的可用性。在虚拟环境当中传输数据时，其线路主要由物理网卡提供，在网络的选择当中主要以负载和优先级为依据。将链接捆绑和负载均衡技术应用于千兆接口当中，能够增强系统与网络的高可用。硬盘级和磁盘阵列级，是共享存储高可用的主要部分，在存储与管理数据中心数据时，主要由磁盘阵列负责，可直接影响系统的数据效率。