基于云计算的虚拟技术在高校实训基地资源共享中的应用
基于云计算的虚拟技术在高校实训基地资源共享中的应用
聂 晶 南宁职业技术学院 广西南宁 530008
基金项目：2010 年广西“十一五”B 类重点规划课题：《广西职业教育实训基地资源整合共享的研究与实践》（课题编号：2010B84，主持人：聂晶） 的阶段研究成果。
【文章摘要】
在高校教育资源共享中利用基于云计算的虚拟技术，构建高性能、高可用、多服务器计算集群，能够解决在线维护、数据从实时迁移，在线升级服务器等问题，提高了资源共享的综合性能，提升了系统可靠性、稳定性。本文通过介绍虚拟技术在高校中服务器升级的实施案例，为高校的实训基地资源共享提供一个实例参考。
【关键词】
云操作系统；HA ；虚拟服务器；集群
中图分类号: TP 文献标识码: B
0 引言
随着高校信息化建设的不断深入，职业教育实训基地资源整合共享建设已成为国家信息化工作的重点之一，而资源整合共享中，服务器平台起着越来越关键的作用。当前传统的服务器平台系统逐渐显现出了一些问题需要解决：1、维持运行环境的高能耗制冷设备成本、2、不断增加的物理设备和有限存放空间的矛盾[1]， 3、系统的可靠性和稳定性等，4、部署应用程序的兼容性问题，5、总体资源利用率始终处于较低的水平。这些问题如果不能妥善解决，将影响高校信息化建设的进程。
1 现状问题
2012 年1 月，我院门户网站服务器平台通过采用虚拟化技术，将原有的多个异构业务系统（Web 服务器、网站Oracle 数据库服务器、在线课堂服务器、院长信箱服务器、数字化校园网、课堂业务管理系统、流量统计服务器、精品课程服务器、Web2 服务器、办公网SQL 数据库服务器和蓝芒web 服务器等11 个在用系统）实时P2V 迁移到一个由3 台IBM HS22 刀片服务器组成的标准化的虚拟主机平台，实现服务器和控制虚拟整合，搭建灵活、低成本、高服务级别的虚拟基础架构。但是， 由于当时设施环境的缺乏，三台服务器并没有组建成HA 高可用集群，而是每台物理服务器上各运行3-4 台虚拟机，一旦某台服务器宕机，短期内，将不能提供相关服务，而且重新配置相关设置也需要大量时间和人力，这对于业务系统来说是一种潜在的隐患。2012 年6 月以后，我院教育资源的应用越来越多，原有的3 台刀片服务器的业务访问压力也日趋繁重，因此迫切需要一套灵活、低成本、高服务级别服务器平台解决方案来解决目前遇到的服务器资源调度、磁盘存储空间和性能不足以及服务器单机故障照成系统不能正常提供服务等严重问题。
2 解决方法
虚拟机技术近年也飞速发展，利用虚拟机技术可提高计算机资源的利用率， 对IT 基础设施进行整合、简化管理、为信息应用提供很好的支撑，而虚拟化环境中使用最为广泛的可用性提升功能就是 vSphere HA。 vSphere HA 通过监控虚拟机以及运行这些虚拟机的主机，为实现高度可用的环境奠定了技术基础[2]，在实际的应用中具有很强的实用性，能够帮助我们在线升级服务器，负载均衡，并在资源集中调配、软件快速部署及安全性方面也有巨大优势[3]。
根据我院实际情况，新的服务器平台要能实现硬件资源共享，能够合理利用和调度服务器集群的CPU、内存、磁盘、网络等资源。充分利用投入，改变原来落后的一台物理服务器一个应用，服务器资源极度浪费的状态。
在设计构想上，我们着手构建一个性能完善、功能强大的主机应用环境，不仅能完成集中业务处理的应用，而且还要建立以虚拟机为平台的应用环境，以基础业务为根本的新一代主机管理平台；系统具备高可用性，确保核心关键业务应用不被中断；可以随时、迅速的部署新系统、一改以往部署系统要数日、数周甚至数月的传统做法。这样的设计思想，能够保护客户现有投资并具较强的扩展能力以满足未来需求的增长。
最终，我们采用6 台IBM HS22 刀片服务器和3 台HP 刀片服务器（每台服务器配备1-2 颗六核心XEON 5650 2.66Ghz CPU、24G 内存）组成了拥有72 个CPU 核心、总CPU 计算速度为191.52Ghz、总内存容量为216G 的高性能、HA 高可用计算集群，集群应用网络采用1000M 以太
图2 不同滤波算法的性能比较(500 次独立仿真的平均滤波误差)
图1 的曲线
信息工程
Information Technology
082
电子制作
网组建、集群数据网络采用8GB SAN 光纤网络组成。 9 台刀片机通过8GB 高速率、MPIO 冗余多路径光纤通道，连接到容量为4TB 的HP SAN 磁盘柜。
2.1 实施过程
由于当时设施环境的缺乏，2012 年1 月将多重异构系统迁移到三台HS22 服务器时，并没有组建成HA 高可用集群，而是每台物理服务器上各运行3-4 台虚拟机。升级前服务器集群架构如下图所示：
要组建高性能、高可用集群必须拥有一套大容量、高速率、支持MPIO 冗余多路径功能的光纤磁盘柜及配套的光纤交换机、光纤模块等设备。升级后的虚拟机服务器平台拓扑结构如下图
具体部署步骤如下：
（1）部署配置刀片服务器、光纤交换机、光纤模块
（2）配置HP SAN 磁盘柜，由六块1TB SAS 硬盘组成RAID6 模式的磁盘阵列。
（3）虚拟机迁移。VMware vSphere 既能实现云计算优势，又能保持安全性的情况下对客户资产的完全控制的虚拟化平台。它利用虚拟化的强大能力将数据中心转变为极为简化的云计算基础架构，使 IT 组织能够利用内部和外部资源，安全和低风险地提供新一代灵活可靠的 IT 服务，使用VMware vSphere 技术，可以在对业务完全无任何影响的情况下，把虚拟机数据从本地磁盘实时迁移至HP SAN 磁盘柜中。
服务器经过升级后，一改原服务器群中虚拟机统一存放在本地硬盘的局面，极大的提高了服务器资源的利用率，原来遇到的服务器资源调度问题、磁盘存储空间和性能不足问题以及服务器单机故障照成系统不能正常提供服务等严重问题得到了妥善的解决。搭建成了一个可以统一管理调度计算资源、便于维护监控的高可用高校共享资源服务器平台。
3 结束语
在高校教育资源共享中利用基于云计算的虚拟技术，能够解决在线维护、数据从实时迁移，在线升级服务器等问题， 提高了资源共享的综合性能。立足长远， 采用先进的云计算体系结构，使我院的软硬件技术设备在未来保持尽可能长的生命周期，既达到提高信息化水平、实现先进管理思想的目标，又保护对新系统的投资。因为服务器平台建成后，不仅要能够满足目前的应用需求，而且还要能够为将来的学校各项网络发展打下良好的基础， 这要求在技术方案必须保持具备相当的先进性，从而保障系统建成后在相当一段时间之内不会落伍，不会被淘汰。
【参考文献】
[1] 商业智能.
h t t p : / / w w w . c h i n a b a i k e . c o m / t/38322/2014/0421/2107526. html. 2013-01-18.
[2] 五星文库.VMware 5.5 数据中心方案[J]. 五星文库
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. 基于云计算的虚拟技术在工商信息系统中的应用[J]. 信息化研究.2014-04-20.
【作者简介】
聂晶(1975-)，女，研究生学历，副教授，研究领域：计算机应用、云计算、高职教育管理。
图2 升级后的虚拟机服务器平台拓扑结构
图1 升级前服务器集群架构
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