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[摘要] 介绍了服务器虚拟化技术和VMware vSphere5虚拟架构套件，阐述了VMware服务器虚拟化技术在武汉理工大学数字图书馆中的部署和应用，分析了虚拟化平台的技术特性。利用虚拟机技术，可以消除传统单一物理服务器部署的弊端，从而有效地实现数字图书馆信息化应用系统的统一管理性及高可用性。
[关键词] VMware 虚拟机 虚拟化平台建设 服务器管理
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章
前 言
武汉理工大学是教育部直属的全国重点大学，是首批列入国家“211工程”重点建设的高校。目前有教职工近6000人，在校学生近50000人，网络和学生及教职工的日常学习和生活息息相关，校图书馆信息应用建设的投入逐年递增以满足不同方面各类应用的要求。但过去校图书馆数据中心建设模式为纵向结构，由于传统服务器的硬件和操作系统的绑定，使得服务器之间无法复用计算资源，只能通过为不同业务单元分别堆加服务器来满足业务要求，随着学校规模发展，显然传统模式的数据中心无法在快速响应和节省成本之间找到平衡点。
虚拟化技术的出现解决了这一矛盾，服务器虚拟化使得操作系统不再直接安装在硬件上，业务服务器成为逻辑服务器概念，形成了逻辑层和物理层分离的横向结构，不仅可以方便地复用硬件资源，管理效率也大大提高。从而最大限度满足数字图书馆信息设备的高效率、高性价比、自动化管理和数据安全性等要求。
一.部署环境分析
由于业务系统的要求，目前武汉理工大学图书馆越来越多地采用X86服务器，无论是系统扩展性还是系统可靠性都需要通过服务器虚拟化技术进行增强。学校目前图书馆X86平台的业务服务器包括：
1.数据库服务器，数据存储和分析
2.应用服务器，各种应用和管理、发布
3.其他服务器，包括备份、开发、测试等众多辅助服务器
目前这些服务器部署的主要问题包括：
1.利用效率低下，由于每种业务运行都有高峰和低谷的周期，服务器不得不分别按照峰值配备，大量时间运行空闲，再加上可靠性考虑分别配置双机，不得不牺牲更多的计算资源。
2.扩展性差，目前学校成熟运行的应用系统大部分是基于32位操作系统，只能访问服务器内存到4G，因此当内存不够用时不得不配置新的服务器；另一方面目前服务器内存配置越来越高，16G已经成为主流配置，但是32位系统无法使用。
3.运维成本居高不下，由于服务器数量越来越多，对数据中心的空间、网络、耗电、制冷等消耗越来越大，成本越来越高。
4.管理复杂，响应速度滞后，每个业务系统的服务器的安装、升级、维护，以及高可用性和灾难备份没有统一的管理手段，只能因系统而异，管理难度大，无法响应业务系统的要求。
二.部署实施过程
1.利用武汉理工大学图书馆已有的硬件资源，新建数字中心集群，搭建VMware虚拟化平台。
2.在VMwareVcenter内将4台R710 PC服务器整合为一个服务器集群，通过光纤交换机连接光纤存储，此集群作为应用集群，存储容量37TB。
3.在VMwareVcenter内将4台M610刀片服务器整合为一个服务器集群，连接ISCSI存储，此集群作为数据库集群，存储容量10TB。
4.将目前正在运行的所有数字图书馆应用，迁移到上述两个服务器集群内的虚拟机中。
5.通过VMwareVcenter平台对2个服务器集群及应用虚拟机进行管理。
三.部署效果分析
硬件的减少降低了硬件的维护和服务费用，并且带来了运营费用的降低，包括：机柜空间、电力消耗、制冷费用等等。图书馆信息管理由原来的纵向分割式的多线管理变成了横向统一管理，硬件人员专注于总体计算负载能力，软件人员专注于业务逻辑服务器，服务器的使用和分配更加方便；采用动态数据中心技术后，为逻辑服务器分配计算能力的工作可以自动化完成，大大提高了图书馆信息管理的响应能力。
采用服务器虚拟化技术可以大大提高服务器的业务连续性，图书馆不用再因为服务器维护而终止业务运行，所有的服务器之间都具备了在线备份能力。
采用服务器虚拟化技术可以大大提高服务器的灾难备份能力，将数据存放至存储后，图书馆信息管理更加安全，异地灾备也变得更加实时和方便。
四.虚拟化平台的管理特性
1.资源管理
vSphere 5.0的资源管理分为三大层次：vMkernel、虚拟机所有者以及vSphere管理员。管理者应重点关注虚拟机四大资源CPU、内存、网络、存储的资源分配与控制，同时理解VMkernel对CPU周期以及内存资源的管理机制，确保虚拟数据中心的高效、稳定运行。
2.虚拟机性能监控
在vSphere 5中，VMware采取了积极主动的方法对虚拟机的性能指标进行监控。管理员能够通过命令行和图形用户界面查看所需要的所有信息，而且有一些工具能够帮助虚拟化管理员对虚拟环境进行监控。
监控范围包括虚拟机性能、客户操作系统及主机性能、存储性能、网络性能及事件监控。
3.虚拟机的vMotion及存储DRS
VMotion能够在两台正在运行的服务器之间进行实时迁移，具有零停机性能，能够大幅度提高了服务器的可用性，保证交易数据的完整性。VMotion是创建动态，自动优化数据中心的关键因素，对完善服务器虚拟化，存储器虚拟化和网络虚拟化等技术产生重大的影响。
VMotion允许管理员在资源库中不断地自动分配虚拟机，而且在不中断业务运作的情况下进行各项维修工作，从而令服务器获得最高的可用性。
作为vMotion的重要功能扩展，Storage DRS（存储分布式资源调度）能够在数据存储集群中的数据存储之间平衡磁盘容量与性能，并允许虚拟机从一个存储实时迁移到另一个物理存储，同时不影响业务工作。
4.虚拟机的高可用性
在一个VMware高可用性集群中，当物理主机发生故障，虚拟机会在该集群中的其它主机上自动重新启动。这是一项非常重要的特性，一台物理主机的故障会影响其上层的大量虚拟机。VMware高可用性很好地解决了虚拟化所带来的“将所有的鸡蛋放在一个篮子中”所引起的风险。
结 语
利用虚拟机技术，我们在不增加机房设备投入的基础上部署了虚拟化平台，拓展了更多的图书馆服务项目，提高了数字化系统及数据访问的安全性和可靠性，減轻服务器系统管理人员的劳动强度。武汉理工大学数字图书馆虚拟化技术的成功部署，说明虚拟化技术的推广，对图书馆数字化服务的高效性和稳定性将起到重要作用。
参考文献
[1] 王建军，VMWare虚拟机技术在计算机机房管理中的应用（《科技信息》，2009（1）：96；38.）
[2] 吴德萍，虚拟机技术在图书馆服务器端的应用 （《科技情报开发与经济》，2008（2）：15—17.）
[3] Bill Bhmden，《虚拟机的设计与实现》（北京：机械工业出版社，2003.）
[4] EricKohlbrenner.AboutVirtualMachine （《CoreofinformationTechnology》，2005 （4）：21-30.）
[关键词] VMware 虚拟机 虚拟化平台建设 服务器管理
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章
前 言
武汉理工大学是教育部直属的全国重点大学，是首批列入国家“211工程”重点建设的高校。目前有教职工近6000人，在校学生近50000人，网络和学生及教职工的日常学习和生活息息相关，校图书馆信息应用建设的投入逐年递增以满足不同方面各类应用的要求。但过去校图书馆数据中心建设模式为纵向结构，由于传统服务器的硬件和操作系统的绑定，使得服务器之间无法复用计算资源，只能通过为不同业务单元分别堆加服务器来满足业务要求，随着学校规模发展，显然传统模式的数据中心无法在快速响应和节省成本之间找到平衡点。
虚拟化技术的出现解决了这一矛盾，服务器虚拟化使得操作系统不再直接安装在硬件上，业务服务器成为逻辑服务器概念，形成了逻辑层和物理层分离的横向结构，不仅可以方便地复用硬件资源，管理效率也大大提高。从而最大限度满足数字图书馆信息设备的高效率、高性价比、自动化管理和数据安全性等要求。
一.部署环境分析
由于业务系统的要求，目前武汉理工大学图书馆越来越多地采用X86服务器，无论是系统扩展性还是系统可靠性都需要通过服务器虚拟化技术进行增强。学校目前图书馆X86平台的业务服务器包括：
1.数据库服务器，数据存储和分析
2.应用服务器，各种应用和管理、发布
3.其他服务器，包括备份、开发、测试等众多辅助服务器
目前这些服务器部署的主要问题包括：
1.利用效率低下，由于每种业务运行都有高峰和低谷的周期，服务器不得不分别按照峰值配备，大量时间运行空闲，再加上可靠性考虑分别配置双机，不得不牺牲更多的计算资源。
2.扩展性差，目前学校成熟运行的应用系统大部分是基于32位操作系统，只能访问服务器内存到4G，因此当内存不够用时不得不配置新的服务器；另一方面目前服务器内存配置越来越高，16G已经成为主流配置，但是32位系统无法使用。
3.运维成本居高不下，由于服务器数量越来越多，对数据中心的空间、网络、耗电、制冷等消耗越来越大，成本越来越高。
4.管理复杂，响应速度滞后，每个业务系统的服务器的安装、升级、维护，以及高可用性和灾难备份没有统一的管理手段，只能因系统而异，管理难度大，无法响应业务系统的要求。
二.部署实施过程
1.利用武汉理工大学图书馆已有的硬件资源，新建数字中心集群，搭建VMware虚拟化平台。
2.在VMwareVcenter内将4台R710 PC服务器整合为一个服务器集群，通过光纤交换机连接光纤存储，此集群作为应用集群，存储容量37TB。
3.在VMwareVcenter内将4台M610刀片服务器整合为一个服务器集群，连接ISCSI存储，此集群作为数据库集群，存储容量10TB。
4.将目前正在运行的所有数字图书馆应用，迁移到上述两个服务器集群内的虚拟机中。
5.通过VMwareVcenter平台对2个服务器集群及应用虚拟机进行管理。
三.部署效果分析
硬件的减少降低了硬件的维护和服务费用，并且带来了运营费用的降低，包括：机柜空间、电力消耗、制冷费用等等。图书馆信息管理由原来的纵向分割式的多线管理变成了横向统一管理，硬件人员专注于总体计算负载能力，软件人员专注于业务逻辑服务器，服务器的使用和分配更加方便；采用动态数据中心技术后，为逻辑服务器分配计算能力的工作可以自动化完成，大大提高了图书馆信息管理的响应能力。
采用服务器虚拟化技术可以大大提高服务器的业务连续性，图书馆不用再因为服务器维护而终止业务运行，所有的服务器之间都具备了在线备份能力。
采用服务器虚拟化技术可以大大提高服务器的灾难备份能力，将数据存放至存储后，图书馆信息管理更加安全，异地灾备也变得更加实时和方便。
四.虚拟化平台的管理特性
1.资源管理
vSphere 5.0的资源管理分为三大层次：vMkernel、虚拟机所有者以及vSphere管理员。管理者应重点关注虚拟机四大资源CPU、内存、网络、存储的资源分配与控制，同时理解VMkernel对CPU周期以及内存资源的管理机制，确保虚拟数据中心的高效、稳定运行。
2.虚拟机性能监控
在vSphere 5中，VMware采取了积极主动的方法对虚拟机的性能指标进行监控。管理员能够通过命令行和图形用户界面查看所需要的所有信息，而且有一些工具能够帮助虚拟化管理员对虚拟环境进行监控。
监控范围包括虚拟机性能、客户操作系统及主机性能、存储性能、网络性能及事件监控。
3.虚拟机的vMotion及存储DRS
VMotion能够在两台正在运行的服务器之间进行实时迁移，具有零停机性能，能够大幅度提高了服务器的可用性，保证交易数据的完整性。VMotion是创建动态，自动优化数据中心的关键因素，对完善服务器虚拟化，存储器虚拟化和网络虚拟化等技术产生重大的影响。
VMotion允许管理员在资源库中不断地自动分配虚拟机，而且在不中断业务运作的情况下进行各项维修工作，从而令服务器获得最高的可用性。
作为vMotion的重要功能扩展，Storage DRS（存储分布式资源调度）能够在数据存储集群中的数据存储之间平衡磁盘容量与性能，并允许虚拟机从一个存储实时迁移到另一个物理存储，同时不影响业务工作。
4.虚拟机的高可用性
在一个VMware高可用性集群中，当物理主机发生故障，虚拟机会在该集群中的其它主机上自动重新启动。这是一项非常重要的特性，一台物理主机的故障会影响其上层的大量虚拟机。VMware高可用性很好地解决了虚拟化所带来的“将所有的鸡蛋放在一个篮子中”所引起的风险。
结 语
利用虚拟机技术，我们在不增加机房设备投入的基础上部署了虚拟化平台，拓展了更多的图书馆服务项目，提高了数字化系统及数据访问的安全性和可靠性，減轻服务器系统管理人员的劳动强度。武汉理工大学数字图书馆虚拟化技术的成功部署，说明虚拟化技术的推广，对图书馆数字化服务的高效性和稳定性将起到重要作用。
参考文献
[1] 王建军，VMWare虚拟机技术在计算机机房管理中的应用（《科技信息》，2009（1）：96；38.）
[2] 吴德萍，虚拟机技术在图书馆服务器端的应用 （《科技情报开发与经济》，2008（2）：15—17.）
[3] Bill Bhmden，《虚拟机的设计与实现》（北京：机械工业出版社，2003.）
[4] EricKohlbrenner.AboutVirtualMachine （《CoreofinformationTechnology》，2005 （4）：21-30.）