基于云計算的虛擬技術在高校實訓基地資源共享中的應用
基于云計算的虛擬技術在高校實訓基地資源共享中的應用
聶 晶 南寧職業技術學院 廣西南寧 530008
基金項目：2010 年廣西“十一五”B 類重點規劃課題：《廣西職業教育實訓基地資源整合共享的研究與實踐》（課題編號：2010B84，主持人：聶晶） 的階段研究成果。
【文章摘要】
在高校教育資源共享中利用基于云計算的虛擬技術，構建高性能、高可用、多服務器計算集群，能夠解決在線維護、數據從實時遷移，在線升級服務器等問題，提高了資源共享的綜合性能，提升了系統可靠性、穩定性。本文通過介紹虛擬技術在高校中服務器升級的實施案例，為高校的實訓基地資源共享提供一個實例參考。
【關鍵詞】
云操作系統；HA ；虛擬服務器；集群
中圖分類號: TP 文獻標識碼: B
0 引言
隨著高校信息化建設的不斷深入，職業教育實訓基地資源整合共享建設已成為國家信息化工作的重點之一，而資源整合共享中，服務器平臺起著越來越關鍵的作用。當前傳統的服務器平臺系統逐漸顯現出了一些問題需要解決：1、維持運行環境的高能耗制冷設備成本、2、不斷增加的物理設備和有限存放空間的矛盾[1]， 3、系統的可靠性和穩定性等，4、部署應用程序的兼容性問題，5、總體資源利用率始終處于較低的水平。這些問題如果不能妥善解決，將影響高校信息化建設的進程。
1 現狀問題
2012 年1 月，我院門戶網站服務器平臺通過采用虛擬化技術，將原有的多個異構業務系統（Web 服務器、網站Oracle 數據庫服務器、在線課堂服務器、院長信箱服務器、數字化校園網、課堂業務管理系統、流量統計服務器、精品課程服務器、Web2 服務器、辦公網SQL 數據庫服務器和藍芒web 服務器等11 個在用系統）實時P2V 遷移到一個由3 臺IBM HS22 刀片服務器組成的標準化的虛擬主機平臺，實現服務器和控制虛擬整合，搭建靈活、低成本、高服務級別的虛擬基礎架構。但是， 由于當時設施環境的缺乏，三臺服務器并沒有組建成HA 高可用集群，而是每臺物理服務器上各運行3-4 臺虛擬機，一旦某臺服務器宕機，短期內，將不能提供相關服務，而且重新配置相關設置也需要大量時間和人力，這對于業務系統來說是一種潛在的隱患。2012 年6 月以后，我院教育資源的應用越來越多，原有的3 臺刀片服務器的業務訪問壓力也日趨繁重，因此迫切需要一套靈活、低成本、高服務級別服務器平臺解決方案來解決目前遇到的服務器資源調度、磁盤存儲空間和性能不足以及服務器單機故障照成系統不能正常提供服務等嚴重問題。
2 解決方法
虛擬機技術近年也飛速發展，利用虛擬機技術可提高計算機資源的利用率， 對IT 基礎設施進行整合、簡化管理、為信息應用提供很好的支撐，而虛擬化環境中使用最為廣泛的可用性提升功能就是 vSphere HA。 vSphere HA 通過監控虛擬機以及運行這些虛擬機的主機，為實現高度可用的環境奠定了技術基礎[2]，在實際的應用中具有很強的實用性，能夠幫助我們在線升級服務器，負載均衡，并在資源集中調配、軟件快速部署及安全性方面也有巨大優勢[3]。
根據我院實際情況，新的服務器平臺要能實現硬件資源共享，能夠合理利用和調度服務器集群的CPU、內存、磁盤、網絡等資源。充分利用投入，改變原來落后的一臺物理服務器一個應用，服務器資源極度浪費的狀態。
在設計構想上，我們著手構建一個性能完善、功能強大的主機應用環境，不僅能完成集中業務處理的應用，而且還要建立以虛擬機為平臺的應用環境，以基礎業務為根本的新一代主機管理平臺；系統具備高可用性，確保核心關鍵業務應用不被中斷；可以隨時、迅速的部署新系統、一改以往部署系統要數日、數周甚至數月的傳統做法。這樣的設計思想，能夠保護客戶現有投資并具較強的擴展能力以滿足未來需求的增長。
最終，我們采用6 臺IBM HS22 刀片服務器和3 臺HP 刀片服務器（每臺服務器配備1-2 顆六核心XEON 5650 2.66Ghz CPU、24G 內存）組成了擁有72 個CPU 核心、總CPU 計算速度為191.52Ghz、總內存容量為216G 的高性能、HA 高可用計算集群，集群應用網絡采用1000M 以太
圖2 不同濾波算法的性能比較(500 次獨立仿真的平均濾波誤差)
圖1 的曲線
信息工程
Information Technology
082
電子制作
網組建、集群數據網絡采用8GB SAN 光纖網絡組成。 9 臺刀片機通過8GB 高速率、MPIO 冗余多路徑光纖通道，連接到容量為4TB 的HP SAN 磁盤柜。
2.1 實施過程
由于當時設施環境的缺乏，2012 年1 月將多重異構系統遷移到三臺HS22 服務器時，并沒有組建成HA 高可用集群，而是每臺物理服務器上各運行3-4 臺虛擬機。升級前服務器集群架構如下圖所示：
要組建高性能、高可用集群必須擁有一套大容量、高速率、支持MPIO 冗余多路徑功能的光纖磁盤柜及配套的光纖交換機、光纖模塊等設備。升級后的虛擬機服務器平臺拓撲結構如下圖
具體部署步驟如下：
（1）部署配置刀片服務器、光纖交換機、光纖模塊
（2）配置HP SAN 磁盤柜，由六塊1TB SAS 硬盤組成RAID6 模式的磁盤陣列。
（3）虛擬機遷移。VMware vSphere 既能實現云計算優勢，又能保持安全性的情況下對客戶資產的完全控制的虛擬化平臺。它利用虛擬化的強大能力將數據中心轉變為極為簡化的云計算基礎架構，使 IT 組織能夠利用內部和外部資源，安全和低風險地提供新一代靈活可靠的 IT 服務，使用VMware vSphere 技術，可以在對業務完全無任何影響的情況下，把虛擬機數據從本地磁盤實時遷移至HP SAN 磁盤柜中。
服務器經過升級后，一改原服務器群中虛擬機統一存放在本地硬盤的局面，極大的提高了服務器資源的利用率，原來遇到的服務器資源調度問題、磁盤存儲空間和性能不足問題以及服務器單機故障照成系統不能正常提供服務等嚴重問題得到了妥善的解決。搭建成了一個可以統一管理調度計算資源、便于維護監控的高可用高校共享資源服務器平臺。
3 結束語
在高校教育資源共享中利用基于云計算的虛擬技術，能夠解決在線維護、數據從實時遷移，在線升級服務器等問題， 提高了資源共享的綜合性能。立足長遠， 采用先進的云計算體系結構，使我院的軟硬件技術設備在未來保持盡可能長的生命周期，既達到提高信息化水平、實現先進管理思想的目標，又保護對新系統的投資。因為服務器平臺建成后，不僅要能夠滿足目前的應用需求，而且還要能夠為將來的學校各項網絡發展打下良好的基礎， 這要求在技術方案必須保持具備相當的先進性，從而保障系統建成后在相當一段時間之內不會落伍，不會被淘汰。
【參考文獻】
[1] 商業智能.
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[2] 五星文庫.VMware 5.5 數據中心方案[J]. 五星文庫
h t t p : / / w w w . w x p h p . c o m / w x d - 607ec40687c24028905fc332-17. html.2013-05-02.
[3] 羊斌. 基于云計算的虛擬技術在工商信息系統中的應用[J]. 信息化研究.2014-04-20.
【作者簡介】
聶晶(1975-)，女，研究生學歷，副教授，研究領域：計算機應用、云計算、高職教育管理。
圖2 升級后的虛擬機服務器平臺拓撲結構
圖1 升級前服務器集群架構
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