基于VMware vShpere的高校数据中心建设研究

胡锐

（苏州科技大学信息建设与管理中心，江苏苏州215009）

基于VMware vShpere的高校数据中心建设研究

胡锐

（苏州科技大学信息建设与管理中心，江苏苏州215009）

随着高校信息化建设的发展，为了满足校内业务系统的快速增长，数据中心的建设变的尤为重要。如何在现有IT资源的基础上，提高IT效率成为高校数据中心建设面临一大问题。利用VMware虚拟化技术帮助高校数据中心解决IT基础资源面临的窘境。实践证明，该方案即提高IT资源效率又可有效节约成本。

虚拟化技术；VMware；数据中心

近年来，高校信息化的发展作为高校自身发展一部分，越来越受到高校管理者的重视[1]。随着信息化的发展，业务系统数量的增长，致使学校要不断的增加服务器。由于高校的业务系统一般对服务器资源消耗很少，部分系统只有在特殊时间内对资源消耗很大，比如：教务系统在学生选课时期，就要同时开多台Web服务器。如何整合资源提高硬件资源的利用率，对服务资源按需分配，进行统一管理是高校信息化发展亟需解决的问题。

文章以虚拟化技术为基础，设计并实现的校园数据中心。该中心整合现有存储资源，网络资源和计算资源，通过VMware虚拟化对资源进行统一管理，实现对资源按需分配。

1 相关技术

1.1 虚拟化技术

虚拟化技术是云计算的核心技术，可以将大量使用网络连接的计算机资源进行统一管理和调度，构成一个计算机资源池向用户提供按需服务[2]。虚拟化是指为运行的程序或软件营造它所需要的执行环境，在采用虚拟化技术后，程序或软件的运行不再独享底层的物理计算资源，它只是运行在一个完全相同的物理计算资源中，而底层的影响可能与之前所运行的计算机结构完全不同[3]。目前,虚拟化技术进入快速发展阶段,具有代表性的虚拟化产品有VMware ESX Server、Citrix Xen、Microsoft Hyper-V等[4]，产品对比如表1所示，从表1可以看出，VMware功能强大，支持全虚拟化。

表1 虚拟产品对比

通过服务器虚拟化技术，可以减少服务器的数量，减少初期硬件采购成本；简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用；通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本；通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力；支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案[5]。

1.2 VMware vSphere

根据虚拟化层的实现不同，服务器虚拟化可以分为2种类型：寄宿虚拟化和原生虚拟化。VMware是虚拟化技术的代表性产品[6]。

VMware vSphere利用虚拟化功能将数据中心转换为简化的云计算基础架构，使IT组织能够提供灵活可靠的IT服务[7]。

VMware vSphere虚拟化的主要目的是对硬件资源进行整合，对IT基础设施进行简化，允许IT基础设施管理员进行资源的管理。VMware主要实现服务器虚拟化，存储虚拟化和应用虚拟化，具体架构如图1所示。

图1 VMware虚拟化架构

2 基于VMware vShpere的高校数据中心建设方案

2.1 需求分析

结合苏州科技大学数据中心的现状，数据中心已经建设了一部分管理信息系统，比如：一卡通系统，教务系统，财务系统和图书馆系统等，随着校信息化进程的发展，数据中心的压力越来越大，如何满足当下及未来学校信息化进程的发展，提出虚拟化数据中心建设的总体需求如下：

（1）整合学校现有的硬件服务器资源，适量增加存储资源。通过VMware虚拟化优化硬件资源，进行资源统一管理，提高设备的利用率。

（2）整合数据资源，集成学校现有应用系统，比如：教务系统、OA系统、学工系统、一卡通系统、邮件系统、财务系统、研究生系统和科研系统等。

（3）高可用性，通过VMware虚拟化服务器，可以实现服务器动态迁移，负载均衡保证服务器的高可用性。

2.2 方案设计

基于VMware vShpere的虚拟化数据中心的建设方案，就是要实现从硬件整合到资源整合到服务的整合再到管理的整合。

基础硬件整合设计使用VMware将现有服务器资源和存储资源进行虚拟化，实现存储硬件虚拟化，网络虚拟化和服务器虚拟化，通过VMware vCenter进行统一管理。设计为三层：存储层，网络层和计算层。其总体框架如图2所示。

该方案包括：存储虚拟化，网络虚拟化和计算虚拟化3个方面进行资源有效整合，构建成一个资源池，采用Cisco UCS来快速构建校数据中心，将计算、网络、存储访问和虚拟化统一到一个综合系统中，进行集中管理，并使用VMware ESX服务器虚拟化软件进行协调，如图3所示。

图2 数据中心总体框架

图3 数据中心网络拓扑图

3 数据中心方案实施

苏州科技大学数据中心方案实施步骤归纳如下：

（1）按图3网络拓扑图的方式对UCS及EMC2存储进行物理连接；

（2）通过UCS管理系统配置服务器如图4，创建Service Profile和Service Profile Tempelate配置VLAN和VSAN；

（3）安装虚拟化服务器（VMware ESC Service）；

（4）安装VMware VirtualCenter对虚拟基础架构进行统一管理；

（5）配制VMware VMtion实现虚拟机在线实时迁移。

3.1 配制VLAN与VSAN

进入UCSM管理，选择“LAN”选项卡，点击“Fabric A/B”，在“General”选项卡中选择“Create VLAN”完成VLAN配制，如图4所示。

配制Service Profile模板,进入UCSM管理，选择“Servers”选项卡，右键点击“Service Profile Templates”,选“Create Service Profile Template”如图5所示。

配制vHBA,在“Storage”选项卡，添加一个HBA，在“Create vHBA”窗口，选择VSAN default，重复上步骤，创建第二个vHBA，完成后，分别连接Fabric Interconnect A和B，完成VSAN配制。

图4 VLAN配制

图5 创建Service Profile模板

3.2 VMware ESC Service安装

根据苏州科技大学的规划，UCS共安装ESX Server的主机8台，IP地址分配如表2所示。

3.3 VMware VirtualCenter安装

准备两台VMware虚拟机并安装Windows Service 2012系统，IP地址规划如表3表示，在220这台上安装SQL Server 2012,并通ODBC配制数据源，如图6所示；另一台安装VMware vCenter Server 6.0.0，在安装过程中数据库设置，选择“使用外部数据库”，如图7所示。

表2 ESX Server

表3 ESX Server

图6 ODBC配制数据图

图7 vCenter数据库设置

3.4 虚拟机的管理

通过vCenter管理界面很容易实现虚拟机的创建，删除，迁移和克隆等操作。通过创建多个虚拟机来提高硬件资源的利用率，比如：UCS安装的8台主机目前共运行着80台虚拟机如图8所示，相当于80台服务器对外提供服务，相比8台主机来说，资源利率得到了大大提升。

4 结语

通过VMware vSphere虚拟化软件搭建的虚拟化数据中心，实现了对校内服务器资源的整合，建成服务器集群，形成资源池，提高了资源的利用率，通过vCenter实现了对这些资源的统一管理。同时该数据中心具有可扩展性、可靠性和经济性等特点，能够满足高校现阶段信息化建设的需求。下一步要做的研究是实现虚拟化数据中心向云数据中心的逐步转变。

图8 虚拟机个数

[1]胡锐，胡伏原，陈丽春.基于Hadoop的高校公共数据平台的构建[J].苏州科技学院学报（自然科学版），2015，32（3）：52-53.

[2]冯贵兰.基于虚拟化的高校云计算数据中心建设研究[J].软件导刊，2016，15（1）：121-123.

[3]储久良，李玲.虚拟化技术在高校数据中心的应用[J].实验室研究与探索，2012，31（12）：67-71.

[4]段卫军.云桌面虚拟化架构的研究与应用[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2014.

[5]许娜.基于VMware ESX Server的实验教学平台建设[J].实验室研究与探索，2011，30（9）：202-205.

[6]张学亮，陈金勇，吴金亮.基于VMware软件的虚拟环境及虚拟网络[J].计算机与网络，2014（3/4）：89-91.

[7]任昱，李青荣.基于VMware vSphere虚拟化资源管理平台研究[J].计算机应用与软件，2012，29（5）：219-223.

Research on the datacenter construction of colleges based on VMware vShpere

HU Rui
（Information Construction and Management Center，SUST，Suzhou 215009，China）

With the development of information construction in colleges and universities,in order to meet the rapid growth of business within the college,the construction of the data center becomes particularly important. How to improve the efficiency of IT on the basis of existing IT resources becomes a serious problem in the construction of data centers in colleges and universities.In the paper,the VMware virtualization technology is used to help the data centers in colleges solve the problems in basic IT resources.The result shows that the technology will improve the efficiency of IT and save costs effectively.

virtual technology;VMware;datacenter

TP393

A

1672-0679（2016）04-0071-04

（责任编辑：卢文君）

2016-07-05

国家自然科学基金项目（61472267）

胡锐（1986-），男，安徽六安人，助理工程师，硕士，从事大数据与物联网的研究。