近年來，虛擬化計算的概念逐步走向實際的應用，虛擬技術產品的不斷涌現，開創了普遍的虛擬化計算時代。虛擬化計算系統能夠動態組織多種計算資源，隔離具體的硬件體系結構和軟件系統之間的緊密依賴關系，實現透明化的可伸縮計算系統架構，從而靈活構建滿足多種應用需求的計算環境，提高計算資源的使用效率，發揮計算資源的聚合效能，并為用戶提供個性化和普適化的計算資源使用環境。同時，虛擬化計算系統可以更加充分合理地利用計算資源，滿足日益多樣的計算需求，使人們能夠透明、高效、可定制地使用計算資源，從而真正實現靈活構建、按需計算的理念。

　　高校數據中心在硬件建設上采取的傳統方式都是不斷投資購買一系列服務器來提供數字校園服務器集群計算環境，主要構建學校各種教學、科研和管理的業務應用系統的運行環境。以北京建筑工程學院來說，不同配置、不同需求的各種服務器累計50多臺，由于受操作系統版本不同、軟件開發平臺不同、應用不同、不同公司開發、相互之間協調、兼容等因素的制約，新增加的應用系統都需要單獨配置服務器。服務器數量急劇增加。另外，數據中心機房面積的制約，空間的緊張，購置硬件服務器投資額度較大等各種原因，使得虛擬技術開始走入我們的視野。

　　以各個高校目前的一個常見問題為例，每個學校都有門戶網站及各二級學院、職能部門等的幾十個、上百個網站，這些網站存在開發的平臺不同、數據庫不同、編程語言不同等各種問題，有些網站因為程序錯誤，還導致了其他網站無法運行。一般都有一臺獨立的物理服務器托管在學校數據中心機房，實際這些網站的運行對服務器的要求并不高，在某種意義上造成了資源的極大浪費：投入的費用較高、服務器的利用率極低、可管理性較差、能耗較高。

　　針對以上問題，經過分析和調研，為了充分利用目前已有的服務器資源，采用虛擬化技術是解決問題的途徑。我們通過采用虛擬機，給各個獨立的子網站提供一個虛擬機，大大節省了投資和硬件資源。本文以本校應用的虛擬機產品Vmware和Parallels作為案例，分析這兩大技術的應用和部署。

　　VMware基礎架構及應用

　　1.VMware虛擬機
　　VMware Infrastructure 是一組完整的基礎架構虛擬套件，此款集成產品可提供全面的綜合虛擬化、管理、資源優化、應用程序可用性和操作自動化功能。VMware Infrastructure 虛擬化并匯總多個系統間的基礎物理硬件資源，同時為虛擬環境中的數據中心提供大量虛擬資源。此外，VMware Infrastructure 還提供一組分布式服務，通過該服務，可以實現策略驅動的精細資源分配、高可用性和對整個虛擬數據中心的整合備份。
　　VMware Infrastructure 3 是VMware虛擬機的核心軟件，作為虛擬數據中心操作系統，可以將離散的硬件資源統一起來以創建共享動態平臺，同時實現應用程序的內置可用性、安全性和可擴展性。為了滿足不同組織的需求和預算，VMware Infrastructure 3 將其豐富的功能打包在三個版本中：基礎版、標準版和企業版。每個版本都包含一個虛擬機管理程序以及一套管理功能。客戶可以選擇部署VMware ESX或 VMware ESXi。VMware ESX Server是一個在物理服務器上運行的、健壯的、經過生產驗證的虛擬化層，它將處理器、內存、存儲器和網絡資源抽象為多個虛擬機。

圖1 VMware基礎架構

圖2 VMware基礎架構數據中心物理拓撲

　　為了更好地使用VMware，可以安裝一套 VMware vCenter Server，簡稱VC。VC可為 VMware Infrastructure 提供集中式管理功能，使得可以從單個控制臺管理整個虛擬環境。雖然每個 VMware Infrastructure 許可證中均包含一個 VMware vCenter Server 代理，但要實現 VMware Infrastructure 的集中管理功能，還需要一個 VMware vCenter Server 實例，如圖1所示。用戶通過VMware Infrastructure Client (VI Client)從任何 Windows PC 遠程連接到 VirtualCenter Server 或各個 ESX Server 的界面。

　　2.VMware基礎架構在數據中心的部署
　　如圖2所示，典型的 VMware Infrastructure 數據中心由基本物理構建塊組成，例如 x86 計算服務器、存儲網絡和陣列、IP 網絡、管理服務器和桌面客戶端。
　　計算服務器是在裸設備上運行 VMware ESX Server的業界標準x86服務器。ESX Server 軟件為虛擬機提供資源，并運行虛擬機。每臺計算服務器在虛擬環境中均稱為獨立主機。許多配置相似的 x86 服務器可組合在一起，并與相同的網絡和存儲子系統連接，提供虛擬環境中的資源集合，稱為群集。
　　我們采用一臺配置8G內存、4個CPU的DELL 6950服務器作為物理主機，直接在裸機上安裝VMware Infrastructure 和ESX server 3.5(安裝過程跟安裝Linux操作系統非常相似)，根據實際購買的許可證，可使用不同的功能，包括企業版更的VMware HA, VMware DRS，Vmotion等服務器虛擬集群基礎構架系統軟件。為了方便管理，安裝Virtual Center虛擬集群管理應用軟件，通過它來實現功能如VMware HA、VMware DRS、Vmotion等。
　　光纖通道SAN陣列、iSCSI SAN陣列和NAS陣列是廣泛應用的存儲技術，VMware Infrastructure 支持這些技術以滿足不同數據中心的存儲需求。通過存儲區域網絡在服務器組之間共享(與服務器組連接的)存儲陣列，可實現存儲資源的聚合，并在將這些資源置備給虛擬機時使資源存儲更具靈活性。
　　VirtualCenter Server 只為數據中心提供一個單一控制點。它提供了許多基本的數據中心服務，如訪問控制、性能監控和配置功能。它統一了整個數據中心在多臺虛擬機間共享的各計算服務器的資源。其原理是：根據系統管理員設定的策略，管理虛擬機在計算服務器上的分配以及給定計算服務器內虛擬機的資源分配。在 VirtualCenter Server 無法訪問(例如，網絡被破壞)的情況下，計算服務器仍能繼續工作。它們可單獨管理，并將根據上次設置的資源分配繼續運行，分配給它們的虛擬機。在 VirtualCenter Server 可訪問之后，它就能重新管理整個數據中心。
　　VMware Infrastructure 提供了桌面端工具VI Client，為數據中心管理和虛擬機訪問提供一種接口選擇。用戶可以選擇要求的接口：VMware Infrastructure Client(VI Client)、通過Web瀏覽器訪問或終端服務(如 Windows Terminal Services)。

　　3. 應用實例及效果
　　我們通過在一臺DELL 6950配置較高的服務器上安裝了一套VMware Infrastructure 3基礎版，建立了虛擬主機20個，包括Windows Server 2003 和Linux兩種平臺，將學校一些業務應用系統進行了遷移，包括學校各個二級職能部門的網站服務器、網管系統、FTP服務器。從運行的情況來看，VMware非常穩定和可靠，基本沒有出現故障；VMware虛擬機的性能對物理服務器的CPU和內存要求較高，如果配置更高，虛擬主機的性能就更高，同時給虛擬主機增加更多的帶寬，能達到一些物理服務器的性能。對一些復雜的、數據量較大的關鍵業務應用系統，目前還沒考慮采用虛擬主機，主要是考慮數據備份、容災等，如果采用VMware Infrastructure分布式服務和存儲架構等，可以逐步過渡到一些重要的應用系統，并移植到虛擬主機上。通過虛擬化后，20臺虛擬主機相當于20個服務器，極大降低了硬件成本，提高了數據中心對外的服務水平。

　　Parallels的應用

　　后來我們增加了一套Parallels   Virtuozzo產品。Parallels Virtuozzo Containers 也是一款比較知名的操作系統虛擬化解決方案。Virtuozzo Containers 4.0 可以在單臺物理服務器和 OS 實例上創建獨立分區，從而實現硬件、軟件、數據中心及管理的全面優化。

　　Virtuozzo的優點是可以實現動態資源分配，無需重啟即可更改 CPU、內存、網絡、磁盤和 I/O，還可以 自動化管理多個 Container、多臺服務器的一整套工具和模板。它的基礎層可以是標準的主機操作系統 Windows 或 Linux。下一虛擬層是專用文件系統和核心服務抽象層，確保不同 Container 之間的獨立性和資源安全性。虛擬層可以讓每一 Container 充當獨立服務器。，即可在 Container 內運行應用程序或分擔工作負荷。

　　對Virtuozzo的管理非常方便，可以靈活地以復制的形式創建一個虛擬主機，它具備非常強大的模版功能，是非常不錯的網站群運行平臺解決方案。它的不足是在Linux平臺上運行的只能虛擬Linux主機；而在Windows平臺上的只能虛擬Windows。相比之下，VMware在這方面要靈活一些，可以同時虛擬多個Windows和Linux。

　　總之，對于高校數據中心部署網站群來說，VMware和Parallels是不錯的選擇。
　　(作者單位為北京建筑工程學院計算機教學與網絡信息部)