虛擬化技術在服務器資源管理中的應用

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摘要：隨著我國互聯網技術的快速發展，企業信息化建設也在逐步完善，計算機已經開始應用到了企業管理工作中的各個方面，任何業務部門的正常運轉都離不開計算機技術。而隨著業務的快速迭代，用戶數據量的日益增加，業務連續性高停機時間窗口越來越小，對于服務器的敏捷部署、業務不停機的數據遷移、IT服務的快速響應級別要求越來越高，而怎樣有效的利用現有資源，構建一個投入成本低、運行高效、管理便捷的IT計算資源管理中心的建設，在IT相關方面研究中成為了一個重要的研究課題。該文主要從引入服務器虛擬化技術出發，利用虛擬化技術來實現對服務器資源整合，同時分析該技術應用的優勢。虛擬化技術的引入使服務器硬件資源有效性方面得到了較大程度的提升，首先能夠提升服務器物理資源的利用效率，同時提供了更加高效的服務器高可用性保障措施以及業務連續性，降低停機窗口及時間，降低服務器的總體運營成本，提高IT部門服務響應時間。該文主要對虛擬化技術相關理論以及其在服務器資源管理過程中的應用進行分析研究。

關鍵詞：服務器；虛擬化技術；資源管理

服務器虛擬化技術的應用為服務器資源管理中帶來了諸多優勢，比如說提高業務連續性、提升資源利用效率等，也正是因為這些優勢使得該技術開始得到IT領域研究人員的積極認可，并逐步成為信息化領域服務器技術發展中的必然趨勢。通過在服務器資源管理應用虛擬技術，首先能夠提升服務器物理資源的利用效率，同時提供了更加高效的保證業務連續性的方法，有效降低服務器的總體運營成本。利用該項技術能夠把服務器資源包含硬件資源和軟件資源科學的分配到若干個虛擬機上，針對不同的應用實現底層計算資源的虛擬化支持，同時在另外一個方面虛擬技術使得同一企業級服務器同時獨立的運行不同的操作系統成為了可能，利用服務器虛擬化技術有效解決了當前物理服務器的CPU以及內存資源利用較低的問題。

1服務器虛擬化技術概述

伴隨著全球信息化改造節奏的不斷加快，VirtualizationTechnolegy（虛擬化技術）開始得到了互聯網研究人士的關注，它已經開始在IT信息化建設中的許多方面得到了廣泛的應用。隨著這些年的發展，Virtualization技術已經十分成熟，從最初時期的純軟件虛擬化，之后又經歷了純硬件的時期，到現在已經已經形成了軟件與硬件相互結合的虛擬化技術。而如果采用當前的虛擬化技術，在一臺具備虛擬技術的服務器上完全能夠實現幾十臺甚至更多的虛擬機的運行，這樣能夠在很大程度上提升服務器硬件資源的利用率，鑒于虛擬機技術這一方面的優勢，該技術已經成為了互聯網研究人員的寵兒。服務器虛擬化技術，較為簡單的說也就是在一個電腦上或者說一個主機上面，通過安裝虛擬機管理軟件來運行多臺主機，而在主機操作系統內部運行的操作系統可以具備不同的操作系統，而使用同一個主機的硬件資源。在應用過程中虛擬軟件為每臺虛擬機虛擬出它運行所需的硬件資源，而不是直接運行在真實的物理資源上，比如虛擬機所需的CPU、內存、硬盤等資源，都是通過服務器虛擬化層以虛擬硬件的方式呈現給虛擬機使用，在進行通信過程中可以采用特定的工具來完成硬件數據的訪問，這一工具可以是虛擬化監控器(VirtualMachineMon⁃itor,VMM)，在進行虛擬機的運行過程中，對于操作體驗方面同實際的物理機是一樣的，實際運行過程中跟虛擬化前的物理機是完全一致的，上層操作系統是無法感知到運行在虛擬硬件還是物理硬件上。虛擬化技術最初的出現在上一世紀的六十年代中由國外的學者克里斯托弗提出，之后該概念被更多的人采用，IBM是對于虛擬技術進行最早的研究，并進行實際應用的廠家，最開始進行生成過程中主要采用MIT來完成開發的CTSS虛擬化產品。但是在最初時期，人們進行虛擬化技術研究主要注重于對于硬件資源的高效利用，主要原因在于在計算機研發的最初時期，硬件的成本較高，而對于硬件資源的高效利用在一定程度上能夠為企業節省資金投入。而虛擬化的研究過程最終隨著硬件資源價格的不斷降低而一度終止，直到上一世紀的八十年代中，虛擬化技術的應用點開始有所改變，人們開始把虛擬化技術應用于高端服務之中，在進入新世紀之后，計算機應用開始有了快速的發展，而服務器的性能要求也在不斷提升，同時數據信息量以及業務的不斷擴展，研究人員發現利用虛擬化技術提升硬件資源利用在很大程度上能夠降低服務器的需求。在這一時期虛擬化技術有了快速的發展。就目前而言虛擬化技術被應用在許多領域，同時該技術也在不斷的趨于成熟。

2服務器虛擬化基本概念

在服務器管理中，服務器虛擬化是一種在現有硬件平臺上，采用虛擬技術構建虛擬計算資源，實現傳統物理服務器計算功能的技術。實際上，計算機虛擬化技術在服務器管理中的應用就是虛擬服務器技術。在服務器管理中，虛擬化技術的作用包括:1)整合資源：可以通過整合若干臺硬件設備，得到一臺足以高性能的邏輯設備，用以滿足特殊客戶端的性能要求;2)拆分資源：通過拆分資源利用率低，閑置的硬件設備，得到若干個邏輯設備，并將其轉讓給客戶端使用，起到優化配置硬件資源的作用；3)遷移資源：在不影響邏輯設備運行狀態的情況下，可以實現閑置資源在邏輯設備之間的動態遷移，甚至還能將其遷移至遠程計算機中。所以，以虛擬化技術為跳板，虛擬服務器在服務器管理中具有如下優勢:第一，充分發揮軟、硬件資源的效用。在虛擬服務器的支撐下，無論有應用系統有多少個，都可以在同一臺服務器上運行。另外，通過整合、拆分、遷移硬件資源之后，能夠大大增強原硬件設備的性能，因為可用資源已經被科學地分配到了每一個虛擬機上。第二，控制成本，簡化管理。虛擬服務器縮短了部署、安裝、維護工作的流程，節省了一些不必要的開銷，有效控制了擴建機房、購置新服務器、散熱處理方面的成本。第三，降低了系統維護的難度。虛擬服務器在進行升級和更新的狀態下也能提供應用服務，如此高效的運作狀態一方面提供了理想的軟件調試環境，另一方面有效地控制了測試成本。第四，保證了系統的安全。在虛擬服務器中，各子系統之間互不干擾彼此的運作，并且能在系統出現故障時，及時恢復已丟失和損壞的數據。

3服務器虛擬化應用的必要性

隨著企業信息化服務開展速度的不斷加快，許多不同的信息管理系統，而對于企業管理而言，對于各種不同結構的系統，采用之前數據管理技術開始不能夠滿足應用需求，在系統的服務器方面開始需要解決更多的問題。1)系統管理軟件平臺數量不斷證件，服務器需求不斷增加。2)服務器硬件資源利用利率較低。由于資源利用率較低，同時相關應用服務數據需求的提升相關直接形成了巨大的矛盾，對于提升硬件服務器資源利用服務器數量隨著應用系統的增加而大量增加，而且相當一部分應用服務器的利用率很低。3)在進行服務器管理過程中沒有完成雙機系統，使得災難恢復難以實現。信息軟件平臺會由于硬件故障或者病毒破壞或者由于人為誤操作等原因，會使得應用軟件平臺服務器產生數據丟失的問題。數據備份系統首先應當保證的就是數據的基本安全，但是為了能夠滿足系統具備應用的連續性的需求，就要系統能夠實現雙機系統支撐。然而就當前而言，雙機系統在應用過程中主要集中于核心應用，在其他方面還有待進一步的改善。4)對于以往的服務器系統，在進行調整或者升級過程較為復雜，由于沒有雙機運行機制，難以完成自動升級過程。而在必須系統升級過程中，就會在一定程度上，影響用戶的使用。針對上面所提出的對于當期服務器系統的各方面的管理問題，都可以通過對虛擬服務器技術的采用，從而在服務器管理系統的硬件平臺上安裝虛擬CPU、內存、硬盤等來完成基本的操作系統硬件操作需求，完成一個類似于雙機運行的操作環境，這樣就能夠在一定程度上實現服務器的優化管理、保證業務運行的不間斷性。

4VMware服務器分析

1)VMware虛擬化基本技術介紹首先對于當前應用較為廣泛的VMware的特性主要分為以下幾個方面：一個物理主機上能夠利用虛擬技術按照多個虛擬服務器，而在實際的應用過程中，各個邏輯服務器能夠同時運行，同時在操作過程中表現方面完全跟物理服務器一致；在進行虛擬機設置按照過程中，相關直接的虛擬機是相互隔離的，同時虛擬機在硬件主機中主要以文件夾的形式存在于硬盤中，而其這類文件夾能夠被直接拷貝，存儲到其他位置；在系統內部的虛擬機對于主機而言是獨立存在的，能夠在配置不同的服務器上運行；是一個應用十分廣泛的虛擬機管理軟件，該軟件資源管理的具體內容包含有如下幾個部分。2)VMware服務器虛擬化方案介紹在現在服務器管理技術中，要完成服務器資源的更好的整合，VMware所采用的具體辦法是利用一部分是服務器當成虛擬服務器管理平臺主機，同時在該主機服務器上配置好VSpheres核心組件ESix50軟件的裸機，最終完成更多了虛擬機(VM)的安裝，同時在能夠提升物理服務器的業務處理能力，另外一方面也要保證安裝好的每一個虛擬服務器能夠在性能和結構上與之前單機服務器運行時差異不大，這樣能夠保證系統的使用與操作的延展性能。對于安裝的虛擬機對于操作系統的選擇可以有多種選擇，比如說windows或者Linux操作系統；同時安裝所需要的應用軟件，便能夠在本機物理服務器中完成各種不同業務辦理整合任務.通過虛擬化集群建設的搭建，可以實現物理服務器中所包含的每一個虛擬機完成統一管理任務同時完成系統內資源的動態監控。vCenter進行虛擬化集群建設的主要應用軟件，它的存在能夠保證當前虛擬機的運行環境穩定性以及應用可靠性，在進行該軟件配置過程中需要以虛擬機(VMwarevCenterAP⁃Pliance)的形式來完成vCenter的具體配置，與此同時還需要一臺物理服務器單獨當成vSphere開發套件中的vCenter服務器。該物理服務器能夠為IT環境完成一種集中管理形式，進而提升虛擬機服務器系統的易用性，同時提升資源利用率，另外一方面采用了分布式的業務管理形式也能夠保證各個方面數據的安全可靠性。與此同時對于虛擬機的不斷使用，能夠擴大虛擬化集群的應用規模，從而能夠更多的提供軟件應用。服務器虛擬化方案這里主要是把安裝VMwarevsphere5的多路物理服務器作為核心機構，圖3中采用了2臺服務器，在這里對其具體的連接方法進行說明。VMwareTools保證虛擬機正常穩定運行的重要組件，而根據安裝的虛擬機的操作系統的不同，要具有不同的VMwareTools，一方面能夠提升虛擬機系統的具體顯示效果，改善鼠標與鍵盤的具體操作效果，能夠為虛擬機提供更好性能的虛擬網卡，也可以直接完成ESX服務器的關機、重啟等基本操作指令；在進行虛擬配置過程中，對于VMwareTools的主要工具的安裝也具有很大的必要性，3)成本優勢據不完全統計，在完成了虛擬架構整合之后，使得服務器的硬件資源的利用率從以往的最高的百分之二十提升了三到四倍，采用了虛擬化技術之后，在很大程度上降低了對傳統服務器的規模需求，主要原因在于當前應用的一臺物理服務器能夠直接通過虛擬技術虛擬出20臺滿足不同應用需求的具有不同配置的虛擬機，充分提升了系統的應用資源服務器，節省了整體系統運行資金成本。4)安全性分析VMware主要通過VMotion、vSphereHA、vSphereFaultTol⁃erance(FT容錯)以及VMwareDistributedResourceScheduler(DRS)來確認虛擬系統能夠穩定安全運行；首先要確認系統能夠保證虛擬機可以在不停機的情況下從一臺物理機轉移出來并轉移到另外一個物理主機上面，進而能夠盡可能的減少由于設備服務器停機給網絡系統造成的應用影響，vSphereHA基于VMotion技術原來的功能性虛擬應用軟件工具，它可以完成集群中所有的ESXServer，在對ESX物理服務器進行實時監測過程中，倘若監測到系統故障后，能夠自動重啟在該虛擬機集群中故障影響的虛擬機，來保障系統的基本運行。vSphereFaultTolerance(FT容錯)的實現主要過程是首先選取同一個虛擬機集群中的兩天物理服務器，把同一個虛擬器應用服務運行在兩臺物理機中，當其中一個出現故障時，能夠實現實時切換，最終保證系統實現零宕機；同時也能夠避免數據損失情況的發生，確保系統業務服務的安全性與穩定性。VMwareDistributedResourceScheduler(DRS)持續性監控服務器資源的使用情況，對業務的級別進行優先級評估，按照優先級為應用程序進行動態資源分配，實現負載平衡。

5結束語

在服務器管理中，每一個虛擬機都在同一物理服務器內運行，它與獨立的服務器并無任何區別，無論有多少應用，都可以通過直接創建新的虛擬服務器來滿足應用需求，而且服務器管理人員可在不影響服務器運行狀態的情況下，將虛擬機從一個服務器移至另一個服務器。在服務器管理中應用虛擬服務器技術，可以有效地控制機房服務器的數量，提升服務器資源的利用率。隨著虛擬化技術的創新發展和應用成熟，相信會有更多的價值被發現一一因為虛擬化不單是指某一種具體的技術，而是一種新的理念——如何最大化地利用資源、提高效率和降低成本。

參考文獻：

[1]林洋,張穎.服務器虛擬化在數據中心的應用實踐[J].華南地震,2015,35(1):62-66.

[2]賁海權.基于VMware服務器虛擬化在醫院信息化建設中的應用[J].中國新通信,2015(24):71-71.

[3]于永偉,許小猛.淺談虛擬服務器技術在服務器管理中的應用[J].電腦迷,2016(3).

[4]王衛華.基于VMware技術的虛擬服務器研究與應用[J].青島遠洋船員職業學院學報,2016,37(3):28-30.

作者:屈明強 單位:北京低碳清潔能源研究所