一、引言
随着信息技术的发展．新疆电大在信息化建设方面已取得了长足的发展。如今数据中心已积累了一定规模的硬件设备，使得管理人员在设备运行、监控以及日常管理方面的工作日益复杂。然而虚拟化技术的出现，通过其独有的特点及优势，解决了数据中心建设中存在的问题，有效地提高了数据中心的管理和应用水平。
二、数据中心建设中存在的问题
当前我国高校数据中心建设存在着以下几个方面的问题。
1．服务器利用率低
很多高校的数据中心都拥有大量的服务器，但实际上这些服务器上硬件资源的利用率都不是很高。多家第三方机构的调研表明，企业数据中心的服务器平均利用率一般低于15％，这主要是因为单位购置数据中心的硬件设备，往往都是根据服务平台在用户访问最高峰时所占用的硬件资源数据来进行设计，通常情况下服务器处于硬件占用率较高的时间很少，大多数时间里硬件资源空闲率相对较高，这不仅浪费了服务器的硬件资源，还增加了对服务器的管理与维护成本。
2．维护管理工作繁琐
各种服务平台日益增多，数据中心填满了不同时期的基础设施。目前很多高校的数据中心都采用独立服务器方式部署，使得故障点增多，一旦服务器出现问题将导致服务平台彻底瘫痪。这给管理人员的维护工作带来了很大的困难。
3．安全性无法得到保障
一部分高校为了充分利用硬件资源往往都将环境相同的服务平台部署在一台服务器上。这样的部署不仅给管理造成了巨大的难度，而且一旦服务器的硬件或系统发生崩溃，将导致在这台服务器上的所有服务平台均会受到影响。
三、虚拟化技术概述
1．虚拟化技术的舍义
近年来，虚拟化技术已经深入很多应用领域，
逐渐被大众所接受。虚拟化技术是云计算、云存储服务得以实现的关键技术之一。它将应用程序以及数据，在不同的层次以不同的面貌加以展现，从而使得不同层次的使用者、开发及管理人员，能够方便的使用开发及维护存储的数据、应用于计算和管理的程序。
2．虚拟化技术的分类
虚拟化技术根据其实现方式的不同一般分为硬件虚拟化与软件虚拟化。
硬件虚拟化包括以下三层含义：(1)存储虚拟化。针对服务器文件的复制存储工作而展开的虚拟化技术。从理论上来说，我们可以通过相关的存储虚拟化将宿主机和客户机的相关资料进行侠照以及复制等操作，这样就可以确保相关机器的资料不容易丢失；(2)网络虚拟化。通过应用虚拟局域网、虚拟专用网络等技术，可以有效地将校园的整体网络分成几个网段，这样，各自承担的区域减少，有利于网络效率的提高，同时，能够确保网络应用的安全；(3)服务器虚拟化。将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，我们不再受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I／O等硬件变成可以动态管理的。资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。
软件虚拟化通常包括两层含义：(1)应用软件虚拟化。就是将应用软件从操作系统中分离出来，通过自己压缩后的可执行文件夹来运行，而不必需要任何设备驱动程序或者与用户的文件系统相连，借助于这种技术，用户可以减小应用软件的安全隐患和维护成本，以及进行合理的数据备份与恢复；(2)桌面虚拟化。将计算机的桌面进行虚拟化，以达到桌面使用的安全性和灵活性，可以通过任何设备，在任何地点、任何时间访问在网络上的属于我们个人的桌面系统。
四、VMware vSphere
VMware，Inc。(Virtual Machine ware)是一个“虚拟PC”软件公司，提供虚拟化的解决方案。vSphere是VMware推出的基于云的新一代数据中心虚拟化套件，提供了虚拟化基础架构、高可用性、集中管理、监控等一整套解决方案。采用VMware vSphere构建的虚拟服务器在性能、功能和操作方式上都等同于一台单独的物理服务器，通过DRS、DPM(DistributedPower Management，分布式电源管理)和HA(HighAvailability，高可用性)等高级虚拟化管理技术的使用，根据服务平台的资源需求，系统会自动分配虚拟服务器的硬件资源，即提高了硬件利用率，也提升了整个系统的灵活性和快速响应能力。
VMware vSphere虚拟化管理工具由以下组件层构成：(1)虚拟化层(或基础架构层)包含两个服务，基础架构和应用程序。基础架构用于抽象、聚合和分配硬件或基础架构资源的服务集；应用程序服务主要用于确保应用程序的可用性、安全性和可扩展性。相关示例包括但不限于VMware vSphereHigh Availability(HA)和VMware Fault Tolerance。(2)管理层，由vCenter Server组成，它是配置、调配和管理虚拟化IT环境的中心点。(3)界面层，由各种客户端组成，用户可通过这些客户端访问vSphere数据中心，如vSphere Client和vSphere Web Client。(如图1所示)
图1 VMware vSphere组件层
五、新疆电大数据中心虚拟化技术研究
为了进一步了解VMware vSphere虚拟化管理工具，笔者结合新疆电大当前正在运行的服务平台以及服务器的使用情况，在dellMl000E刀片机柜上其中一台刀片式服务器安装了VMware vCenter，另外四台刀片式服务器上配置VMware ESXI，最后通过VMwarevCenter建立虚拟集群测试环境。过程如下：
1．VMware vSphere虚拟化管理工具实施
(1)数据中心虚拟化结构设计(见图2，图3)
图2 设计前的数据中心结构
图3 通过VMware vSphere设计后的数据中心结构
(2)安装VMware vCenter Server虚拟群集管理软件，通过它来实现服务器虚拟化高级功能，如VMwareHA，vmwareDRS，Vmotion等。
(3)在四台刀片式服务器上安装VMware ESXI。并设置好账号及网络配置(注意在安全前开启BIOS中，CPU硬件虚拟化的相关设置)。
(4)在VMware vSphere Client中设置数据中心。建立虚拟集群，加入4台刀片式服务器，合并了所有服务器的CPU以及内存资源，并按不同需求建立了相应的资源池(如图4所示)，对所有虚拟服务器进行统一配置与管理。
图4 vLenter虚拟机列表
(5)利用VMware vCenter Converter软件，对一些占用资源小却独占一台服务器的服务平台进行整体迁移工作，并将他们部署在md3000i存储上。
2．ViwmvSphere虚拟化管理工具的研究与分析
从数据中心维护管理的难点问题出发。从以下几个方面对VMware vSphere虚拟化管理工具进行实际操作与分析。
(1)系统迁移。VMware vSphere提供给我们两种迁移技术。VMware HA(Hi曲Availability)，当数据虚拟集群中的一台物理服务器出现宕机，在此上面的虚拟服务器可以动态迁移到虚拟集群上其他的物理服务器上，以保证远程服务的持续性以及可用性；Vmofion，采用手动方式对虚拟服务器在物理服务器以及存储间进行迁移工作。
(2)数据转换。WMware为我们提供了VMwarcvCenter Conveaer软件，根据具体操作，如：进行物理服务器到虚拟服务器、虚拟服务器到虚拟服务器的转换工作，笔者发现在服务器的转换过程中，均能保持被转换的物理或虚拟服务器上服务平台的不间断运行。
(3)系统调试。系统管理员在对服务器进行软件安装调试，系统升级时，偶尔会遇到一些系统宕机问题。使用VMware的快照技术，有效的解决了类似这样的问题。通过快照技术对虚拟服务器的当前状态进行保存，在接下来的操作过程中如果遇到问题可以通过快照及时对数据进行快速恢复，根据测试，快照的容量小，速度快，这为虚拟服务器的数据变更过程提供了有效、便利的保护措施。
(4)虚拟机备份与还原。利用VMware DataRecvery备份还原虚拟服务器，通过测试VMwareData Recvery可以在不中断虚拟服务器的正常运行以及在其上搭建的服务平台正常使用的情况下，按照不同的需求备份虚拟服务器数据，并具有管理备份数据和按要求还原数据的功能。
3．实施结果分析
通过对VMware vSphere虚拟化管理工具的部署与分析，并对实施前后的性能进行分析后，笔者对虚拟化技术有了以下几点看法与认识：(1)通过虚拟化技术建设数据中心机房可以有效的减少设备的占用空间，同时也降低了数据中心机房设备的能耗；(2)提高服务器资源的使用效率。搭建后的虚拟服务器。通过虚拟化技术。使各个服务器的硬件资源转化为可以集中动态管理的资源池，有效的提高了服务器的使用效率，也提升了安全性和稳定性；(3)提高数据中心管理人员工作效率。虚拟化技术对数据中心的硬件资源进行统一管理，通过管理平台对各个虚拟服务器进行资源词度与使用，实现对所有服务器集中控制欲管理。有效降低了服务器维护量，统一规划，提高改进了数据中心的管理水平；(4)有助新服务平台的开发、测试。在虚拟服务器的环境下，服务平台开发人员可以集中在虚拟数据中心设定的硬件环境下进行开发调试，大大减轻开发过程中对硬件资源的占用与调整，有力实现对开发资源、过程统一管理；(5)长远看可有效降低数据中心的投资成本。通过虚拟化环境的搭建，可以有效利用现有服务器硬件资源，减缓服务器数量的增速，能够在显著节约成本的同时实现数据中心的高效运作。
4．实施中遇到的问题
VMwarevSphere虚拟化管理工具虽然功能强大，但是在实施的过程中，发现一旦存储设备物理损坏，导致的后果无法想象。所以必须要充分保证存储的安全和稳定才能确保虚拟化数据中心的正常运行。由于配置过程复杂，建立集群框架、管理主机间的连通性、配置共享存储都不是简单的任务，随着复杂度的增加。可能会因为遗撼某些设置从而影响到系统整体的稳定性。
5．对新疆电大信息化建设的思考
新疆电大今后的信息化建设方向因从基础架构虚拟化开始逐步实现云计算。首先，应考虑将闲置、利用率不高的设备进行整合，添置于兆交换机及存储设备进行虚拟化系统的备份架构的搭建。其次，增加全冗余SAN环境设计，彻底消除单点故障，进一步提高新疆电大数据中心建设中服务器硬件资源利用率、管理效率、信息安全性，利用其高效的运算处理能力和无限的存储能力进一步提升新疆电大远程教育信息化建设的整体水平。
六、结语
虚拟化技术的发展在很大程度上推动了我国计算机技术的进一步发展。当前我国高校已逐步迈向云计算时代，随着各种云计算技术的成熟，以及高校自身的发展、需求特点和实际状况，有着相应的云计算发展状况和路线。作为云计算的基础——虚拟化技术，其热点主要在于基础规划、硬件选购、成本估算。采用虚拟化技术在建设新疆电大的数据中心中有着重要的意义，并对提高服务器整合效率，简化服务器群管理的复杂性，提高整体系统的可用性起着极其重要的作用。现在，越来越多的高校把目光投向了虚拟化技术，希望能够利用虚拟化技术来减少高校的信息化支出，降低维护成本以及提高信息安全水平，相信虚拟化技术在未来的应用前景将会更加的广泛。
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本文标题：新疆电大数据中心虚拟化建设初探
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