高职院校构建虚拟化应用平台

摘要：高职院校信息化建设是评估体系中重要的指标，也是衡量高职院校办学水平和信息化建设的重要标志，我们现在所使用的信息系统中，包括教务系统、学生管理系统、账务系统、OA系统、学工系统等等。伴随着这么多的系统的应用，随之而来的就是服务器数量的激增，能耗的巨大浪费，运行和维护难度越来越大、越来越繁杂。以至于浪费许多经历在服务器的维护工作中，使得工作的效率不高，这只是次要的。在没有建立统一的数据平台的前提下，这种情况会导致数据分散，数据的安全性，得不到有力的保障，存在重大的安全隐患。伴随而来的就是师生对信息服务水平的不满意，更进深一步将影响学校正常的教学秩序和科研活动。

关键词：高校信息化 虚拟技术 教学应用

中图分类号：O434文献标识码： A

高职院校信息化建设的步伐，依托于计算机技术的快速发展。高职院校正常的教学与科研已经离不开计算机系统。这就导致了各种应用系统不断的增加，随之而来的就是各种计算机设备数量的激增。并且我们目前的部署模式也是以一套应用系统，使用一台设备。暴露出的问题越来越多，弊端也越来越明显。诸如：服务器数量越来越多、能耗也随之不断上升，同时设备的利用率不高。数据的安全性降低。是也使得各种应用系统的运行成本升高。

一、VMware虚拟化技术

就现在高职院校数据中心运行的状况，我们参考目前企业数据中心的成功运作模式，借助IT业公认的，也是最可靠的虚拟化解决方案。也是目前应用最广泛的虚拟化平台VMware vSphere,来构建基于VMware vSphere服务器虚拟技术的应用系统。

VMware vSphere虚拟化平台包括多个组件，构建虚拟化平台必须要用到两个关键的组件，一个是，Esxi是基于硬件为基础的完全虚拟化系统软件。其安装于物理硬件之上，同时也运行于物理硬件之上，并可提供虚拟架构平台服务。另一个组件是vCenter，vCenter是一款虚拟架构平台的管理软件。必须在windows系统环境之下运行，也是vSphere虚拟架构平台的管理软件。vSphere通过云技术可以实现同一物理机下的不同虚拟应用服务器之间的数据同步，也可以实现不同物理机上的不同虚拟应用服务器之间的无中断的数据迁移。它是通过平台自动封装生成的虚拟数据包，统一存放于数据中心的存储阵列中，并通过资源共享来实现统一的数据管理。

就我们高职院校目前的信息数据中心，为什么选用VMware vSphere虚拟化平台技术，来实现虚拟化架构。就功能特征总结出两点；第一、易于实现热备。虚拟化程度高，也就是集群程度高，我们可以利用HA技术实现多服务器的同一时间关闭和重启；也可在服务器出现故障时通过虚拟热备实现自动切换。第二、易于实现硬件资源的动态平衡。动态资源调度DRS技术，是通过动态地调度资源池中的硬件资源，来合理分配计算机的硬件资源，达到计算机资源的动态平衡。不会因某一应用系统的变化或数据访问的激增，导致硬件设备延时或无响应。就技术优势总结出两点；第一、动态迁移技术。虚拟机动态迁移Vmotion技术，该技术是在服务不中断的前提下，实现数据的同步或迁移，当然是在服务器与存储之间进行。第二、系统的保护和数据的备份。虚拟平台的Snapshot和Clone技术，也是在服务不中断的前提下，对系统自动进行备份，对数据的进行安全保护。

二、构建高职院校数据中心的虚拟化平台

目前，一般高职院校最主要的应用系统大概有十多种，最少也有几十台服务器，按功能区分，大致可分为应用服务器和数据库服务器，还有一部分安全设备和网络设备等。就应用服务而言，其中关键的设备是应用服务器和数据库服务器。我们将对这部分应用进行虚拟化。

本着在现有设备的基础上，适度投入，不进行大量投资，要以服务业务需求为向导，实施虚拟化迁移。要实现一个统一的、合理的、规范的、高技术标准的、高可靠性、可扩展的虚拟化平台。

1、虚拟化方案的制定

以我们高职院校现有的数据中心为例，一般都是基于SAN网络架构的数据备份系统，我们是通过两台HP dl380实现热备。其实这两台设备的利用率并不高，为保证所搭建的虚拟化平台具有高度的可靠性和实用性，并且在现有的SAN网络架构为基础，我们要求在现有设备的基础上增加两台同型号服务器。用四台HP dl380服务器来搭建一个高可靠性、高可用性的虚拟平台。这样设计的目的是，在其中一台服务器宕机的情况下，其它三台服务器能够顺利接管所有的服务。不至于因为一台服务器的问题而影响整个系统设备的正常运行。这样设计的好处有，首先，不改变现有网络架构，节省了资金。其次，方案实施起来也比较简单，也便于日后的扩展，维护也相对简单。最后，不会因为数据的迁移，而造成数据备份出错。这是数据的安全性方面考虑。

我们也要针对系统在虚拟平台下的运行进行保护性设计，通过将每一个主机的文件系统都创建在共享的存储阵列之上的方法来实现对系统的保护。VM虚拟机文件系统是一种高度的群集文件系统，它允许多个ESXI Server安装并访问同一个虚拟机的存储。我们设计两台配置相同的服务器主机来实现对系统的保护，允许两台主机访问同一存储区域，该存储区域存放着虚拟机文件。确保了系统的安全与稳定。

2、虚拟化方案的实施

根据设计要求，该方案是一个典型的由硬件到软件，从底层开始向上层推进的过程。第一步，主要目标是完成虚拟平台的搭建。第二步，是系统的迁移，这是一个需要认真准备的过程，首先要做好数据的备份，以免出现数据丢失，在不影响服务的前提下进行。整个过程稳步实施，先硬件后软件，先简单后复杂的过程。

（1）按照现有的网络结构，我们首先要把四台HP dl380服务器接入核心交换机，一般的做法是通过一台服务器换机再接入核心交换机。根据平时对数据流量的监控，经过仔细分析，百兆带宽已经不能满足高峰期访问量激增的需求，所以我们在服务器与核心之间的带宽要达到千兆。所有链路都采用双千兆链路，实现链路的冗余。

（2）为VMware配置存储。对存储也要进行合理分配，传统的做法是在物理存储器中，根据各个应用服务器的性能或是服务需要，划分出与之相匹配的存储分区，也可以称为LUN匹配。但是随着虚拟技术的应用，虚拟环境下，存储资源经过虚拟化管理程序进行抽象的，而且不再是简单的区分逻辑单元。独立的逻辑单元仍然存在，但是我们通常会把其当作一个存储池来看待。在存储池中为虚拟存储分配出独立的客户端。

（3）Esxi的安装。Esxi安装与Linux非常相似，首先是要求进行安装磁盘的检测，然后选择要使用的组件，过程也比较简单。vSphere客户端要安装在本地PC机上，通过client既来访问ESXI主机，其过程类似于Linux对磁盘的操作过程，先要挂载磁盘，然后在磁盘中创建虚拟机。

（4）vCenter的安装。vCenter的安装也比较简单，但是需要特别指出，vCenter的配置信息是单独存放于数据库中的。vCenter和数据库DB安装于不同的虚拟机上，这样做的目的是为了保障vCenter的可用性和安全性。安装域控AD，其目的是为了实现统一的用户管理，加强资源的访问控制。域控AD要安装在另一虚拟机上。这样在ESXI主机上创建的虚拟机中分别安装了vCenter、数据库DB、域控AD。

（5）数据中心的创建。在vCenter中创建数据中心DataCenter,然后在数据中心下添加ESXI主机，来实现vCenter对所有资源统一的调度，以及对资源的集中的管理。集群的创建，为的是对ESXI主机进行统一管理。当各个ESXI主机上的应用经过测试后，没有问题，我们就将其迁移致群集中的任何一个主机下。这样就不会因为虚拟机的迁移造成服务的中断，保证了业务的连续性。

（6）系统迁移

本方案中系统迁移是最复杂的一个环节，同时也是最后的一个环节。在数据迁移前一定要做好数据的备份工作，并要求反复测试，我们可以利用组件中的VMware Convert工具，先将真实的物理机系统转换成一虚拟文件，然后再导入vSphere平台。当然还有一些其它方法，如将已经存在的vSphere中的虚拟机导出，形成一个虚拟文件，再导入新的vSphere平台中。还有就是利用虚拟机模板创建虚拟环境之后，再导入物理机的数据等。

三、高职院校数据中心虚拟化效果分析

虚拟化方案实施后。我们的真实操作感受是与物理机的操作没有太大的差异。我们能看到能耗降低了，资源调度实现了动态化，在不影响系统性能的前提下，最小化资源分配。改变了我们高职院校数据中心以往的管理模式，实现了资源的动态优化和调整。