基于VMware vSphere的高校一卡通虚拟化解决方案

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摘要：随着高校信息化建设的不断深入发展，作为早期建设的校园一卡通系统，其数量繁多的一卡通业务物理服务器面临着管理复杂、资源利用率低下、安全控制与数据备份困难等诸多问题。本文将在高校数据中心中广泛使用的虚拟化技术应用在一卡通项目中来解决这一问题。

关键词：VMware vSphere；服务器虚拟化；一卡通

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0246-02

1 虚拟化技术

虚拟化的基本概念最早出现在上个世纪六十年代美国计算机学家Christopher Strachey的一篇学术论文《Time Sharing in Large Fast Computers》中。在这篇论文中克里斯托弗对虚拟化这一概念进行了阐述。所谓虚拟化技术指的是通过对物理层硬件如，物理服务器、网络、内存、存储等进行抽象化，透明化底层网络的具体实现，分离网络的控制管理与数据的交换转发。从而对已有的物理资源进行最大化的利用，使管理简化，资源最优化。

1.1 主流的虚拟化产品

就目前市场上主流的企业级虚拟化产品分别为VMware公司的vSphere、微软的Hyper-V、 Citrix公司的Xen和由RedHat、IBM等厂商支持的KVM。

（1）VMware

VMware是最早的X86 平台上的全虚拟化产品，1994年就了第一款产品，经过十几年的发展和市场z验，产品成熟、稳定、兼容性也不错。现在最新的版本是VMware vSphere 6.5。几乎支持所有可运行在X86上的系统，自带虚拟机迁移工具VMware Converter，可不停机实现在线vMotion迁移。VMware的产品线非常全面，不仅在IaaS、SaaS、PaaS层有自己的产品而且在网络、存储等方面都有虚拟化的解决方案。VMware的产品基本上都是非开源产品，并且大部分都是收费产品，一般在传统关键行业使用比较多一些，在中小型企业、互联网行业使用得比较少一点。

（2）Hyper-V R2

Hyper-V是隶属于Microsoft的一款半虚拟化产品，在Windows Server 2012 R2中的 Hyper-V支持许多非常新的虚拟化特性。Hyper-V支持Windows系统和Linux系统的虚拟机。

Hyper-V是一款非开源的收费产品，Hyper-V的集群管理工具SCVMM配置非常复杂，需要配置Windows域、Windows Server集群，然后才能管理多台宿主机。因为Hyper-V的成本相对较低，所以最近几年市场占有率也在提升，主要是一些使用Windows系统的企业使用比较多。

（3）Xen

Xen是最早的开源虚拟化引擎，由剑桥大学开发，半虚拟化的概念也是Xen最早提出的。Xen后来被思杰收购，推出了一套叫作Xen-Server的管理工具，Xen-Server于2013年年底宣布免费。Xen因为推出的时间比较长，兼容性、稳定性都不错。支持Windows系统、Linux系统和SUN solaris，目前使用Xen的主要是一些在Xen上面技术积累较多的企业。

（4）KVM

KVM的全称是Kernel-based Virtual Machine，与XEN类似，KVM支持广泛的CPU架构，除了X86/X86_64 CPU架构之外，还将会支持大型机（S/390）、小型机（PowerPC、IA64）及ARM等。KVM也引入了半虚拟化的设备驱动，通过虚拟机操作系统中的虚拟驱动与主机Linux内核中的物理驱动相配合，提供近似原生设备的性能。

通过上述对主流的虚拟化产品比较，综合考虑整个架构的完整性、兼容性、广泛性和灵活性等方面，VMwar虚拟化产品是最为成熟的虚拟化解决方案，因此本文最终选用VMware vSphere作为高校一卡通项目虚拟化解决方案。

1.2 VMware vSphere6.5主要功能组件

VMware vSphere6.5最为VMware公司的最新产品，有多达二十几种的功能组件，下面我们只讨论VMware vSphere6.5三种最主要的功能组件：

（1） VMware Esxi 6.5

VMware Esxi 6.5是vSphere服务器虚拟化的底层组件，是在通用硬件环境下分区和整合系统的虚拟主机软件，安装在每一台物理服务器上，具有高级资源管理功能的虚拟机平台。提供完全动态的资源可测量控制，适合各种要求严格的应用程序的需要，同时可以实现服务器部署整合，为企业未来成长所需扩展空间。亦提供储存虚拟化的能力。除可因兼并服务器减少设备购买及维护成本外，亦可因效能的尖峰离峰需求，以VMotion技术在各服务器或刀片服务器之刀板间弹性动态迁移系统平台，让IT人员做更有效的资源调度，并获得更好且安全周密的防护，当系统发生灾难时， 可以在最短的间（ 毋需重新安装操作系统），迅速复原系统的运作 。

（2） VMware vSphere vCenter6.5

vCenter是配合vsphere使用的管理平台，vsphere提供的是可以实现资源池化的基础平台，而vcenter提供操作和管理界面，你要创建虚拟服务器、进行DRS等操作需要通过登录到vCenter来操作。值得一提的是在VMware vSphere6.5中，不仅有原来基于flash的管理界面，而且还新加了基于HTML5的管理界面。

（3） DRS

又称分布式资源调度程序，它的作用是动态的分配数据存储集合，结合其他群集功能实现共享存储，可以在多台服务器之间迁移，并且保障业务不中断运行。

2 vmware vsphere服务器虚拟化技术在高校一卡通项目中的应用

宝鸡文理学院全日制在校生21000多名，教职工1300多名，其他人员2000多人，持卡人数近2.5万人，终端设备1000多台。校园一卡通系统划分为金融消费、身份识别、自助服务等。

在整个一卡通平台建设中，我们采用2台HP R690服务器、1台红杉MS3100存储构建虚拟化资源池，通过VMware虚拟化技术划分了18台虚拟机，有查询服务器、电子支付平台、后台服务器、前置机服务器、全局监控服务器、软网关服务器、数据库服务器、转账服务器等应用服务器，总体资源利用率不到30%，使用了64个cpu和128G的内存，存储不到1TB的空间，并且运用了VMware vSphere DRS分布式资源调度，有效地运用了服务器动态资源池等功能，从而更大限度地保障业务的安全、可靠运行。和单独部署一卡通业务服务器相比，不仅大大节约了硬件服务器的数量，而且相对物理服务器的部署，虚拟服务器可以从模板部署，减轻 了服务器部署的难度和速度，大大节约了资金和管理方面方面的人力物力，提高了管理的效率，服务器运行方面和一卡通业务方面也更加的安全可靠，并且保障了业务的不间断运行。

3 总结

虚拟化服务器经过一年多的运行，服务器运行稳定、良好，证明基于VMware vSphere的虚拟化技术在高校一卡通项目中的应用具有较高的稳定性、安全性、可靠性而且还具有节能的优点。总之，在信息化蓬勃发展的今天，在高校一卡通项目中运用服务器虚拟化技术，不仅是高校信息化发展的一个重要方面，同时也体现了信息化对未来高校发展的支撑作用。

参考文献：

[1] 詹声冠.基于VMware虚拟化技术的数据中心研究与实现[D].吉林大学，2015.

[2] 施庆.基于VMware vSphere的高校数据中心虚拟化建设研究[D].复旦大学，2012.

[3] 李林娜.服务器虚拟化技术在高校中的应用探讨[J].山东工业技术，2015.

[4] 刘百祥.面向校园信息化业务特征的虚拟化平台架构[J].中国高等教育学会教育信息化分会第十二次学术年会论文集，2014.