服务器虚拟化在高校计算机实验室的应用探析

摘 要：随着计算机软件技术的蓬勃发展，虚拟技术也发展迅速，使高校计算机实验室有了更大的发展空间。在高校计算机实验室中使用服务器虚拟化技术，能够以较低的计算机硬件成本构建先进的平台。通过对现有的教学平台进行整合，大大提高现有服务器的使用率。本文通过分析高校计算机实验室的现状，提出应对其服务器应用虚拟化技术，并对其技术的应用和优势进行了初步的探讨和分析。

关键词：服务器虚拟化；计算机实验室；应用

中图分类号：TP391.9

1 引言

近年来，计算机技术、网络技术和信息技术等实践性很强的学科，得到了快速的更新和发展。为了培养具有高新技术的计算机方面的人才，许多高校对计算机设备的投入很大，但是即使这样，实验室建好后很快又落后于当前的技术发展，很难满足高校教育新技术的需要。针对当前存在的问题，在高校实验室建设中引入服务器虚拟化技术和产品，建立新一代的实验教学平台是一个迫切的需求。由此可以提高服务器的服务能力和支撑水平，从而使设备的利用率也得到了一定的提高，设备管理和维护的工作量也得到了有效的降低。

2 高校计算机实验室的状况

计算机学科的特点之一就是理论联系实际，勤动脑，多动手，因此实践和实验教学极其重要。仅靠课堂讲解使学生掌握计算机的理论知识就想让学生学好计算机是困难的，必须让学生实际操作，将学到的理论知识在实验中得到验证和巩固，学生才能有效的运用计算机解决其他专业问题。

然而，目前很多高校的计算机实验室为了方便管理，统一维护，导致了诸多问题：为BIOS设置了密码，学生无法进行BIOS的设置的练习；主板上加装了硬盘保护卡，学生无法安装和使用新软件；禁用了计算机的控制面板，导致学生无法完成有关操作系统方面的部分实验。

在计算机维护课程的实验中，涉及到对磁盘进行修改的试验，如硬盘分区、格式化、操作系统安装、优化、驱动程序的安装等，都无法让学生自己完成，直接阻碍了培养学生的动手能力和实践应用能力。

在计算机网络课程的试验中，关于各种网络服务器的配置、交换机和路由器的配置的试验，如局域网的架设、网络配置与管理、IIS、FTP、Mail等，需要用到多台计算机和网络设备。而目前绝大多数高校的计算机实验室条件有限，在学完课程理论知识后学生无法进行相关试验，导致在将来无法解决工作中遇到的实际问题。

在操作系统课程的试验中，学生没有机会进行操作系统的安装、调试等实验。因为一般的计算机实验室都是预装的家用操作系统，并且对硬盘实施了保护措施，学生不能对操作系统实施比较复杂的配置工作和高级的应用。

3 服务器虚拟化技术及其应用

3.1 服务器虚拟化概念。服务器虚拟化是指将服务器的物理资源抽象成逻辑资源，让一台物理的服务器变成多台互相隔离的虚拟服务器，不受限于物理上的界限。让物理服务器的CPU、磁盘、内存、I/O等硬件变成可以进行动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率。通过简化管理系统，实现服务器的整合，使服务器对应平台的变化具有较强的适应力。

3.2 服务器虚拟化技术的作用。服务器虚拟化技术通过拆分、整合、迁移等手段，在很多行业中得到了很好的应用，取得了不错的效果。

拆分：当某一个服务器的性能比较高，但作业负载较小时，就使得硬件资源就没有被充分、合理地使用，造成了资源浪费。这时就可以使用拆分虚拟技术，将这个高性能的服务器拆分为多个服务器，拆分了的服务器在物理上没什么变化，但它们在逻辑上是相互独立的，可以在同一时间提供多个服务器的服务。

整合：在某些情况下，某些需要内存空间大、高性能处理器等特定的服务，需要性能很高的服务器。在不添加新设备的前提下，运用服务器虚拟整合技术，将多个性能一般的服务器整合成一台高性能的服务器，从而来满足平台高性能的要求，避免了重新购买高性能设备的难题。

迁移：当两台逻辑服务器的负载不均衡时，可以动态的调整两台服务器的性能。比如，为提高其中一台服务器的性能，可以将其他一台逻辑服务器的闲置的一部分资源动态的加入到这台逻辑服务器中。

3.3 服务器虚拟化的架构设计。根据所使用操作系统的不同，建立与之相对应的虚拟服务器。根据每个应用平台的负载、存储空间、并发用户数等各项参数，在物理服务器上建立相应的虚拟服务器。并为虚拟服务器分配所需要的硬盘存储、CPU、内存以及相应的网络类型等，通过建立冗余的虚拟环境，不仅能对数据进行快速拷贝，又可以及时地对数据系统的灾难进行恢复，有效的提升了系统的实用性。

通过将物理服务器上现有的数据库（Oracle，SQL Server等）进行整合，使用服务器虚拟化软件中的迁移功能将各个服务器中的系统迁移到虚拟服务器上，然后建立数据库群。这样不仅可以保证数据库后台的高可靠性，而且还能极大地提高物理服务器的使用率，有效的降低了管理的复杂度。

根据服务种类的不同，将功能相同或相近的应用整合在一起。比如：Web服务、FTP服务、E-Mail服务等可以转移到相同的虚拟机上，同时使用虚拟机的IP地址，提高系统安全性能。

4 服务器虚拟化在高校计算机实验室的优势

基于虚拟化技术的计算机实验室相对于传统的实验室，在经过不断的实践证明其具有明显的优势，包括：

4.1 稳定高效，易于部署。由于有了虚拟化平台的有效辅助，虚拟操作变得信手拈来，并且其结构简单，易于配置、维护和管理。使用者只需在图形界面上进行简单的操作，就可以完成非常复杂的工作。在采用虚拟化的平台上进行实验教学，可以大量的减小系统维护的工作量和管理的强度。

4.2 易于搭建，能够支持多门试验教学。现有的实验平台资源不仅可以支持同时建立和启用上百台台虚拟机，更重要是的是可以支持不同的操作系统，如：DOS、Unix、Linux、Solaris和Windows等。通过使用这上百台各种类型操作系统的虚拟机，可以轻松的构建出功能齐全的实验环境，满足更高层次的教学实践要求。

4.3 效率高，大大降低了建设成本。在虚拟技术的支持下，只需要一台服务器和一套虚拟化软件，就不仅可以实现多台服务器的功能，还可以为高校极大地节约购买硬件设备的费用。相对于基于多台物理服务器的传统平台设计方式，这种虚拟化解决方案只需一半左右的建设成本。

4.4 延长硬件平台的使用寿命。服务器物理硬件平台虚拟化之后，只需要升级虚拟软件就可以支持更新的操作系统。因此无需对硬件平台进行更新，从而延长了系统的使用寿命。

5 结语

综上所述，服务器虚拟化可以从技术和管理两方面缓解高校计算机实验室的投入不足、资源紧缺等情况，也为构建新型教学实验平台提供了一种切实可行的崭新思路。采用虚拟化技术构建的试验教学平台不仅节约采购设备的经费，还能够满足高校计算机实验教学对实验环境的多样性、复杂性、实验性的需求。在不增加硬件设备投入的前提下，通过充分利用现有设备，发掘其的潜力，提升其利用效率，给学生提供更好的实验环境和条件。伴随着虚拟化技术的不断发展，虚拟化的理念和虚拟化的技术解决方案一定会在在高校计算机实验室建设中发挥更加积极的作用。

参考文献：

[1]石幼生.计算机网络实验室建设与实验教学的探讨[J].中国现代教育装备，2006，3：29-31.

[2]农坚，徐红.使用“虚拟机”技术搭建虚拟实验环境研究[J].计算机应用与软件，2012，12：212-214.

作者简介：杨立博（1977.9-），山东茌平人，硕士，工程师，研究方向：数据库技术，软件安全。

作者单位：山东财经大学经济学科实验教学中心，济南 250014