虚拟化技术在计算机数据中心方面的应用研究

 　　通过虚拟化技术实现对计算机系统服务器资源的整合过程，能够打破在传统物理层面上的限制，使得主机内部的CPU、内存、硬盘存储空间以及I/O 接口等硬件转化为能够进行动态配置和管理的“资源池”，可以在一定程度上提升服务器资源利用率，降低系统管理的成本。本文基于某政府部门的数据中心计算机系统服务器虚拟化应用， 阐述了虚拟化平台的搭建过程， 虚拟机部署，设备选型等相关事项， 并介绍了虚拟化的应用经验。

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　　计算机系统的服务器虚拟化是指根据不同的逻辑业务需要，将单台物理服务器虚拟化，使之能够根据不同的功能划分为若干台独立的虚拟服务器，不再受物理条件的限制，使得主机内部的CPU、内存、硬盘存储空间以及I/O 接口等硬件转化为能够进行动态配置和管理的“资源池”，可以在一定程度上提升服务器资源的整体利用率，较大程度地降低了运行维护的成本，根据不同任务将有限的物理资源整合[1-2]。根据相关数据显示，典型的物理服务器的资源利用率维持在10%左右，严重地浪费了网络资源，而经过虚拟化的服务器资源的平均利用率能够提升大约60%～80%。不仅降低了用户服务器管理的成本，而且还很大程度地降低了配置环境的复杂程度，同时对部署环境要求不高，同时兼备了更加高效稳定的动态服务器管理特性。本文采用应用最广泛的服务器虚拟化软件系统，即VMware ESX Server[3]，来完成虚拟化部署任务。

　　某政府单位基于VMware 虚拟化软件完成了服务器虚拟化平台的搭建和部署工作，合理地利用了物理服务器的硬件资源，整合了多种业务系统的应用部署功能，在一定程度上提高了服务应用的可靠性、稳定性和冗余性，能够完成数据的快速迁移和备份，方便管理员对服务器资源进行管理和维护。下文主要介绍VMware 软件在某政府单位数据中心服务器虚拟化的平台搭建、设备配置以及平台建设方面的主要工作和成果，完成了虚拟机部署。

　　1 计算机系统服务器虚拟化平台搭建

　　1.1 服务器虚拟化平台架构

　　本文设计的政府机构数据中心服务器虚拟化平台的部署架构如图1所示，该架构主要由服务器主机、管理服务器、终端设备、硬盘磁盘阵列、以及网络设备等构成。其中，服务器主机搭建配备了VMware ESX Server环境，完成了CPU、物理内存空间以及网络资源的实时共享，使虚拟机能够稳定运行;磁盘阵列能够合理地为各虚拟主机分配内存空间，实现硬盘资源的实时共享;管理服务器主要对vCenter Server环境进行搭建和配置，管理员使用终端设备完成对vSphere Client应用环境的部署，管理员通过登录Server服务器对构建的虚拟机、虚拟网络以及数据存储空间等内容进行完整的调度和管理[4]。

　　IBM X3950M2型号的服务器的具体配置是8 个六核CPU，64G 内存、2 块146GB 硬盘，8 个千兆以太网口、4 块4Gb FC HBA 卡，配备冗余电源;型号为DELL Poweredge2950的管理服务器的具体配置是2 个四核CPU，4G 内存，3 块300G 硬盘，2 个千兆以太网口，配备冗余电源;型号为IBM N6060的磁盘阵列的具体配置是双主控，磁盘空间为80TB ，同时配备了8 个4Gb 容量的FC端口;配备拥有24个4Gb 光纤端口的SAN交换机;选取版本为VMware ESX Server 4.1的虚拟化软件[5]。

　　1.3 虚拟化平台建设

　　主要通过以下步骤完成虚拟化平台的搭建：

　　(1)平台所需的物理设备安装及部署。图2描述了虚拟化服务器平台硬件设备的连接示意图。SAN 交换机负责连接物理服务器主机和磁盘阵列，磁盘阵列完成了对四台物理服务器主机硬盘空間的一一映射，而且各服务器主机能够实现多台虚拟服务器资源的平等共享。服务器物理主机的物理网络维持与四个VLAN网络的连接，各自的负责的职能不同，其中前三个VLAN连接主要负责实现网络连接服务和通信服务，第四个Vlan实现了服务器虚拟化平台的管理服务。各网络连接实现了网络流量均衡以及网络线路备份等功能。

　　(2)ESX server软件的安装及配置。ESX server 软件的安装过程相对比较容易，作者通过ESX 系统光盘进行引导安装，具体安装过程包括驱动程序的安装、相关注册许可证书的加载、ESX 服务控制台的网络配置参数的配置等过程。而且，特殊情况下，则需要对驱动程序进行自定义安装[6]。

　　(3)vCenter server软件的安装及配置。管理服务器主要对vCenter Server环境进行搭建和配置，管理员使用终端设备完成对vSphere Client应用环境的部署，管理员通过登录Server服务器对构建的虚拟机、虚拟网络以及数据存储空间等内容进行完整的调度和管理，并且不少相应的管理模块仅可以在vCenter 环境中进行集成安装，无法独立安装。vCenter server服务器软件仅支持64 位的Windows 操作系统[7]。

　　(4)系统的配置过程。通过vSphere client 客户端登录vCenter server，完成对服务器虚拟化平台的配置，具体步骤如下：

　　① 完成scdzj_data_center数据中心的创建任务。

　　② 创建数据群集scdzj_data_center_HA，在完成创建之前，务必不要开启VMware HA(或DRS)相关服务。

　　③ 将4 台服务器主机添加到数据群集内，对集群的相关属性进行设置，同时还需要对VMware HA及VMware DRS等软件的相关参数进行配置。

　　(5)网络配置阶段。通过数据中心服务器主机对网络(vNetwork)的相关参数进行配置，具体包含虚拟交换机和分布式虚拟交换机的网络参数配置。

　　服务控制台启动ESX 管理服务。在安装过程中完成对服务控制台端口的设置，此端口负责将ESX 与任何网络或远程网络服务间的连接任务。需要说明的是，需要在服务器主机中部署的“虚拟交换机”View内部完成服务控制台网络的整体配置。

　　(6)配置存储过程。此过程主要负责完成服务器主机、SAN 交换机以及磁盘阵列的相关参数属性配置工作。

　　① 在服务器主机上安装ESX server 服务器软件时，需要同时安装HBA 卡驱动，并保证其正常运行。

　　② 完成对SAN 交换机的配置。本文选用的交换机型号是Cisco 9124 光纤交换机。其在使用之前需要进行配置，首先完成vsan的创建，在此过程中需要对zone进行配置，然后将服务器主机以及磁盘阵列的接入端口添加到新创建的zone内部，然后对zoneset进行配置，然后将此zone 加入到zoneset 内，最后完成zoneset的激活操作，使其生效并启动，至此实现服务器主机与磁盘阵列间的连接。

　　③磁盘阵列的相关配置工作。本文采用型号为IBM N6060 的磁盘阵列，在其投入运营使用之前，需要首先创建Aggregate (RAID 组)，同时将磁盘添加到RAID组内部;同时构建卷(Volume)，在RAID 组内完成磁盘空间的合理化分配;最后完成对存储单元(LUN)的划分和创建，而且由于VMware ESX Server 4.1 能够支持的最大LUN 容量是2TB，因此将LUN 空间容量设置为低于2TB;最后完成对启动器组的创建任务，创建过程需要获取服务器主机配备的HBA卡的WWN号，然后将LUN 与启动器组一一映射。至此，所有服务器虚拟化平台的搭建工作和配置任务全部完成，可以进行相关应用的部署。

　　2 结论

　　通过虚拟化技术对服务器资源进行整合，能够打破在传统物理层面上的限制，使得主机内部的CPU、内存、硬盘存储空间以及I/O 接口等硬件转化为能够进行动态配置和管理的“资源池”，可以在一定程度上提升服务器资源利用率，降低系统管理的成本。本文基于某政府部门的数据中心服务器虚拟化应用，阐述了虚拟化平台的搭建过程， 虚拟机部署，设备选型等相关事项， 并介绍了虚拟化的应用经验。

　　参考文献：

　　[1]赵妮.服务器虚拟化技术探析[J].信息通信，2014(4)：114-114.

　　[2]孙晨阳.服务器虚拟化技术与应用[J].科学大众：科学教育， 2014(3)：169-170.

　　[3]李全.服务器虚拟化安全风险及其对策研究[J].信息系统工程， 2014(5)：63-63.

　　[4]李燕.服務器虚拟化技术在校园云建设中的应用[J].软件导刊， 2014(3)：26-28.

　　[5]潘智，张海峰，程巍等.服务器虚拟化技术的应用实践[J].柳钢科技， 2014(2)：36-38.

　　[6]全为祥，卢小燕，张自成等.服务器虚拟化的应用[J].电子制作，2014(5)：101-103.

　　[7]林洋，张颖.服务器虚拟化在数据中心的应用实践[J].华南地震，2015，35(1)：62-66.

《虚拟化技术在计算机数据中心方面的应用研究》

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