校园网数据中心中虚拟化技术的应用探析

摘要：随着时代的进步和信息化技术的发展，我国高校信息化建设速度也越来越快，越来越多的应用系统开始应用到校园网上，那么在硬件支撑上，就需要进行很多服务器的部署工作。该文简要分析了校园网数据中心中虚拟化技术的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：校园网；数据中心；虚拟化技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-1924-02

通过调查研究发现，高校应用服务具备很多的特点，首先是有着较多的应用种类和较为复杂的系统环境，那么对于操作系统和数据库就有着不同的要求。其次是网络中心管理着服务器硬件，相关的职能部门则需要管理和维护应用系统。然后是在数据中心上，一台物理服务器对应着多数应用。最后是部分应用服务器只有较轻的运动负荷，那么在一定程度上就会浪费服务器资源。在这些特点的综合作用下，数据中心在对大量的服务器进行管理和维护时，就会面临着诸多的问题，如系统管理难度较大、资源利用率不高等等。因此，在数据中心的建设和运行中，就需要对这些问题综合考虑。通过研究发现，在校园网数据中心建设中，应用虚拟化技术，可以有效解决这些问题。

1 虚拟化技术

具体来讲，可以从三个方面来实现软件虚拟化技术，分别是完全虚拟化、部分虚拟化和操作系统层虚拟化。

一是完全虚拟化：这种技术指的是将抽象层虚拟机监控层建立于虚拟机和宿主机底层硬件之下，以此来对各个虚拟机进行有效的管理。将完全虚拟化技术应用过来，可以对多个BIOS级的完整虚拟硬件平台进行模拟，可以将多个不同类型的操作系统虚拟机运行于单硬件平台上，对于客户机操作系统来讲，虚拟机完全透明的。

二是部分虚拟化：部分虚拟化的应用目的，主要是对宿主机的负担进行有效减轻，它在客户机操作系统内核方面，主要是采用虚拟化应用接口来定制的，这样就可以对那些不可虚拟的X86特权指令进行有效的替代，促使虚拟机性能得到有效提升。但是采用部分虚拟化技术也存在着很多的缺点，那就是对于客户机操作系统来讲，虚拟机的完全透明无法实现。

三是操作系统虚拟化：这种技术指的在一个公用操作系统中，对多个客户机操作系统运行镜像进行有效的辅助。操作系统虚拟化技术将一种更瘦的虚拟架构体系提供了出来，但是却将VMM虚拟化处理层给省略掉了。这种虚拟化方式有着较高的效率，不能将异种操作系统客户虚拟机不属于单宿机上。

2 虚拟化软件平台的选择

一是虚拟化技术实施考虑因素：在将虚拟化技术应用到数据中心，需要对这些因素进行综合考虑，在向虚拟机中迁移系统时，需要对应用对计算机资源的需求进行科学评估，如果是视频服务类应用，因为需要对计算机资源进行占用，那么就无法向虚拟机中迁移；其次是拟整合的物理服务器数量，要平衡整合服务器数量和宿主机硬件性价比之间的关系；此外，还需要对虚拟机运行的操作系统类型进行综合考虑，判断是否要同时运行多种操作系统的虚拟机。

二是虚拟化技术比较：在实现虚拟化技术的过程中，有两个因素是必须要考虑，首先是隔离性和兼容性，在这个方面，完全虚拟化最优，操作系统虚拟化最次；另外一个因素是运行效益，操作系统层虚拟化最优，完全虚拟化最次。我们可以得知，完全虚拟化方式的隔离性以及兼容性较好，但是会有一定的系统开销出现。目前，出现了CPU辅助虚拟化硬件技术，那么就可以硬件化实现完全虚拟化，从而不断提高虚拟化效率。

3 VM Serer虚拟机的实施

一是宿主机硬件平台：因为要将逐个虚拟机应用到宿主机上，系统有着较大的负担，那么在配置硬件平台时，就需要综合考虑cpu、内存以及i/o等方面。在cpu选择中，应用的是完全虚拟化技术，那么选择的cpu应该具有辅助虚拟化功能，这样虚拟服务的运行效益才可以得到有效提升；在内存选择方面，将预分配的方式应用到了内存管理中，那么运行的虚拟机个数以及每一个虚拟机预分配内存的大小就决定了宿主机物理内存的配置。并且因为会有一定的内存开销存在于宿主机操作系统的运行过程中，那么就需要保证宿主机物理内存大于全部虚拟机的所需内存，需要高出1G左右。在磁盘子系统方面，在宿主机上，往往以文件的形式来存在虚拟机的硬盘，并且宿主机的i/o动作会最终转换虚拟机的读写，那么选择的宿主机，就需要具备较好的读写性能，为了促使硬盘子系统的速度和数据存储可靠性得到提高，还可以将RAID5方式应用过来。

二是宿主机操作系统选择：通过研究发现，Linux以及Windows系统都是宿主机操作系统所支持的，那么在对操作系统进行选择时，就需要综合考虑多个方面的因素，如运行效益、稳定性以及客户机操作系统等。首先是平台稳定性方面，Linux平台可以更加高效和灵活的进行内存分配、进程调度、远程管理等，在易用性以及管理性方面，Windows系统则具有较大的优势，那么综合考虑，前者具有更高的稳定性。因为虚拟机和宿主机有着相同的操作系统，同时测试表明，如果有着相同的操作系统存在于虚拟机和宿主机中，那么虚拟机具备的i/o性能就更高。如果虚拟机选择的操作系统不同于宿主机的操作系统，那么就会导致系统开销的出现，促使虚拟机的i/o性能得到降低。因此，如果虚拟机运行的是Windows系统，那么就需要将Windows系统作为宿主机操作系统。

4 虚拟化部署的建议

一是对虚拟化进行正确的评估：对于ROI和TCO来讲，通过虚拟化技术的应用，确实可以在较大程度上提高其性能，但是并没有那么传神，通过虚拟化技术的应用，成本可以得到降低，这是因为在很大程度上提高了服务器资源的利用率。

二是要循序渐进的部署：如果应用虚拟化技术，那么IT部署的架构就会得到彻底的改变。如今IT部署架构往往比较的复杂，应用虚拟化技术中往往会出现各种各样的问题。那么就可以循序渐进的推进虚拟化技术，首先可以将虚拟化技术应用到非核心的IT部署上，之后对TOI进行科学的评估，对虚拟化经验进行积累，从而更好的将虚拟化技术应用到核心IT部署上。

5 结束语

通过上文的叙述分析我们可以得知，随着时代的进步和科学技术的革新，在计算机领域内，又出现了虚拟化技术，它对操作系统和计算机硬件之间的层次关系进行了有效的改变。在校园网数据中心中应用虚拟化技术，可以获得更加强大的功能和更好的稳定性，并且以往那些物理服务器的各种问题也可以得到有效解决，如没有较高的资源利用率，维护起来难度较大等等，促使维护管理水平得到了提高，并且建设成本也得到了较大程度的降低。该文简要分析了校园网数据中心中虚拟化技术的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献：

[1] 周伟，付丽萍.虚拟化技术在高校校园网中的应用[J].攀枝花学院学报，2013，2（4）：123-124.

[2] 王宾，彭科.VMware服务器虚拟化技术在校园网建设中的应用研究[J].大众科技，2012，2（5）：43-46.

[3] 王栓杰，李春鹏，王昌盛.服务器虚拟化技术在校园网中的应用探析[J].信息系统工程，2012，2（5）：43-45.

[4] 罗国富，查贵庭.虚拟化技术在校园网中的应用研究[J].中国教育信息化，2010，2（5）：143-145.

[5] 何禹，胡宇鸿，王一波.虚拟化技术在校园网数据中心的应用[J].电子科技大学学报，2007，2（3）：144-146.