高校数据中心服务器虚拟化的潜在问题及对策

来源：沈阳医学院教育技术中心 作者：张云飞 发表于：2016.06.30  537浏览

高校数字化校园建设是现代化校园的发展趋势，虚拟化技术作为时代发展的重要产物，被应用于现代化建设过程中的各个环节。虚拟化的工作原理是将原来运行在真实环境下的计算机系统运行在虚拟的环境中，减少对能源资源的消耗，应用于服务器上可以起到提升服务器硬件的使用效能、简化服务器管理模式、实现服务器数据快速恢复、降低总体运营费用等作用，有利于服务器的部署、运营以及管理，为高校数字化校园建设带来了革命性的变化。但是服务器虚拟化技术在实际运用过程中存在许多的潜在问题，具有一定的安全风险，我们还需要谨慎，找到解决对策，让整个工作可以顺利进行。

一、服务器虚拟化在高校数字校园建设的实际应用

1、实现了物理服务器的资源整合，提高了工作效率

随着信息建设的推广和使用，我国各大高校对数字化校园建设越来越重视，同时也给各种计算机基础设施的现有硬件资源带来了巨大的压力，尤其是校园的办公系统、财务系统、科技管理系统和邮件系统方面的资源管理。服务器虚拟化技术的应用让校园物理服务器的物理资源能得到更加充分的利用和共享，将物理服务器的资源进行整合，大大减少了物理服务器的数量，既提高了物理服务器的工作效率，又实现了对同一台物理服务器在不同运行环境的业务系统进行部署的可能性。

与此同时，将所有的虚拟化服务器当做一个资源池进行管理可以很高的避免服务器出现中断的情况，对资源服务器的硬件资源进行充分利用。由于虚拟服务器的应用系统具有可复制性，因此可以在多个虚拟服务器上建立同样的服务，如果出现了问题，可以在极短时间内恢复服务器的正常服务，为确保服务器的系统可用性和服务连续性提供了一种有效手段。

2、降低了设备管理难度，提升工作效能

服务器虚拟化技术的使用大大简化了高校数字校园建设过程中的硬件部署工作。因为在实际操作中，服务器虚拟化技术可以通过建立一个虚拟硬件平台的方式，实现不同业务系统同时正常运行，并对它们进行统一的管理。同时，通过使用虚拟机模板可以避免重复的安装和配置工作，可重复使用的虚拟机映像使得部署新服务器工作变得方便快捷。创建一台新的虚拟机的工作变得极为简单，只需选择合适的虚拟机模板，短短几分钟时间便可完成一台服务器的部署工作。

3、简化了网络应用系统的灾难恢复程序

服务器运行过程中容易出现系统故障，导致服务器硬件资源的丢失，通常这种情况下，我们都会采取措施对丢失的资源进行拯救，让服务器可以尽快的恢复到最近的正常工作点。目前常用的策略有应用日志恢复、磁带备份、阵列快照等，虽然这些措施可以对资源数据起到一定的保护作用，但是需要耗费大量的时间和精力，在程序上的效果也难以令人满意。

相比这些传统的保护措施，服务器虚拟化技术将整个系统包括硬件配置、操作系统以及应用等，以文件的方式保存在普通的存储介质中，并且可以通过自定义时间间隔执行一次快照的方式，不断更新虚拟机文件，乃至复制多个副本。

服务器虚拟化后是与硬件无关的独立体系。任何一台物理服务器，均可通过读取该虚拟机文件，实现相应业务系统的恢复。当出现系统故障时，不需要重新对系统进行部署，只需要在虚拟服务器上复制与业务系统环境相对应的文件，即可迅速恢复业务系统应用环境的运行，配合生产数据备份，可以在短时间内实现业务恢复。

二、服务器虚拟化潜在问题

1、服务器虚拟化不等于网络系统应用集成

服务器虚拟化可以实现在主机上运行多个虚拟机，对服务器系统在硬件层面上进行整合，但是在运行过程中，并没有改变各个服务器系统在独立的系统环境中运行的状态，只是将硬件层抽象化了，把硬件配置、操作系统及应用程序等封装在一个文件当中。服务器虚拟化后在虚拟环境下的各个业务系统都有相对应独立的虚拟硬件资源环境，各系统仍然保留原有的应用架构。

2、服务器虚拟化后的物理主机安全问题更加突出

虽然采用服务器虚拟化技术可以提高服务器资源的利用效率，但是在同一个服务器主机上运行多个业务系统，也增加了因单台服务故障导致更大损失的可能性。简而言之就是如果在运行过程中，物理主机受到安全威胁的话，这台主机上的服务器虚拟化的虚拟机都将面临安全威胁。

同时服务器主要是用来对外服务的，如果虚拟化后每一台物理主机上都运行多个应用程序，则会导致应用程序在运行过程中会争夺同一台硬件服务器的处理器、内存、带宽和存储等资源，在这个争夺过程中容易引发一些关键应用程序遭遇网络瓶颈和性能问题，严重时会因服务器负载过重而导致系统崩溃。

3、虚拟化后的服务器对网络传输有了更高的要求

虽然服务器虚拟化技术可以提升服务器资源的利用率，减少了能源消耗，从总体上降低了操作成本。但是，一个物理主机如果同时运行多个虚拟机的系统业务，服务器的负担也将加重，资源的吞吐量会急剧增加，对单位区域网络的带宽需求可能比正常运行情况下增长十多倍甚至数十倍。

虚拟化之前的服务器在使用过程中，由于服务器资源利用率比较低下，所以对网络的传输速度要求也较低，只有当业务流量经过不断汇聚后会在网络核心处有一定的带宽需求。而服务器虚拟化之后使得每台服务器的吞吐量都大幅上升，对宽带进行大量消耗，久而久之网络传输速度减慢，同时增加了密集流量对网络的冲击，使得网络在满足高速数据流转的同时还要能够应对不确定的流量突发，因此在实现服务器虚拟化时应充分考虑网络的承受能力。

三、服务器虚拟化潜在问题的解决对策

1、不断完善服务器虚拟化技术

当前我国之所以不能够开发出完整的服务器虚拟化运用体系，其中重要的原因就是服务器虚拟化技术还不够完善，在市场中的工作领域较小，高昂的价格阻碍了服务器虚拟化在高校数字校园建设过程中的进一步运用。

为加强服务器虚拟化技术在高校数字校园建设中的运用，必须不断地完善虚拟技术，为其和高校数字校园建设相结合提高可能性，更好的为未来高校数字校园建设保驾护航，实现能够对高校数字校园建设过程中的每一步都能有良好的优化方案，对不同程度的状况也有提供合理科学有用的方案。

因此现在国家和社会要更加重视服务器虚拟化技术的发展，加强对相关学校的监督，为社会提供更多的优质人才，共同为加强服务器虚拟化技术在高校数字校园建设中的运用而努力。

2、避免服务器因过载和崩溃引起的关键应用中断问题及物理主机安全问题的对策

要实现避免服务器因过载和崩溃引起的关键应用中断问题，必须对服务器的硬件利用率进行持续不断的容量分析。在根据得到的信息对服务器的使用时间和资源需求来预测服务器的最大工作负荷，尤其是在服务器运行的高峰时期的数据，并以此为标准来部署服务器虚拟化后的工作量，保证在工作负荷范围之内。还可以在服务器虚拟化后的运行过程中，在数据库和应用程序之间设置安装防火墙，对虚拟机采取隔离措施，实现从网络上脱机保存虚拟化的服务器运行环境。

针对物理主机安全问题，可以采用数据的异地备份容灾系统，即通过互联网TCP/IP协议，将本地的数据实时备份到异地服务器中，可以通过异地备份的数据进行远程恢复，也可以在异地进行数据回退。这样就算本地的容灾备份中心发生了大灾大难，也可以从异地快速恢复数据或接管系统。

3、做好服务器虚拟化技术的推广工作

当前虚拟技术依旧是一种新事物，在普通民众群中的认识程度还不高，所以需要不断的对服务器虚拟化技术进行推广。在高校数字校园建设方面加大对服务器虚拟化技术人力、物力和资金的投入力度，重视服务器虚拟化技术在高校数字校园建设中的运用，定期对高校数字校园建设的相关人员做好相关知识技术培训，在合适的时间、适当的阶段要做好人才的定期培训，促进人们对服务器虚拟化技术的认识和了解，并不断地通过实践对服务器虚拟化技术进行完善，促进高校数字校园建设的进一步发展和完善。（《电子技术与软件工程》）