VMware虛擬化服務器的構建方法

摘要：　　服務器虛擬化整合、集群概念始于上個世紀90 年代末期，它有助于梳理企業(yè)內部日益龐大繁雜的IT 工作環(huán)境，是全球信息技術發(fā)展的新趨勢...

服務器虛擬化整合、集群概念始于上個世紀90 年代末期，它有助于梳理企業(yè)內部日益龐大繁雜的IT 工作環(huán)境，是全球信息技術發(fā)展的新趨勢。它可以使企業(yè)有效地利用IT資源、人力資源、機房空間，同時可以增強數(shù)據(jù)的安全性、方便管理和減少運營成本，也便于將來的靈活擴展。

隨著企業(yè)信息化快速發(fā)展，園區(qū)網(wǎng)的硬件數(shù)量逐年增加，實施應用范圍不斷擴大，在擴大的同時使得管理效率和成本相應提高，傳統(tǒng)的單機管理模式已經(jīng)很難適應現(xiàn)有的集群環(huán)境。如何有效管理和使用近百臺的同構或異構集群，使之發(fā)揮最大功效是目前應用服務器領域的一個研究熱點，服務器虛擬化就是其中廣為應用的有效新技術之一。

所謂服務器虛擬化就是多個操作系統(tǒng)在同一時間運行在同一臺主機上的技術。它將傳統(tǒng)服務器應用程序環(huán)境封裝成可移動的檔案文件，利用這種特性可以將不同操作系統(tǒng)的應用服務同時提供給用戶，也能方便地實現(xiàn)對舊系統(tǒng)應用程序的支持，增強數(shù)據(jù)的安全性，延長軟件的生命周期，提高對服務器的利用率，降低系統(tǒng)總成本，并針對應用和訪問量進行靈活部署，非常適用于企業(yè)信息化建設與發(fā)展。

1、虛擬服務器配置構想

如圖1 所示，在VMware 軟件的服務器上可同時啟動多臺虛擬服務器，實現(xiàn)多臺虛擬機操作系統(tǒng)之間相互切換。利用某臺服務器的部分內存、硬盤資源可構建成 “獨立” 的虛擬服務器平臺，而這些“獨立”的虛擬計算機擁有各自的CMOS、硬盤、軟驅、光驅、網(wǎng)卡、顯卡等硬件，不僅在每一臺虛擬的計算機中可以安裝當前各種流行的操作系統(tǒng)和應用軟件，而且還可以像對待新的服務器那樣對其進行分區(qū)、格式化等操作，并對原有的硬件都不會產生任何不良影響。Vmware Workstation 對硬件的要求并不高，因此公司采用IBM X 系列的硬件平臺來搭建虛擬應用系統(tǒng)服務器，完全可實現(xiàn)一臺硬件服務器提供多應用系統(tǒng)平臺。

1.1 VMware 虛擬服務器的創(chuàng)建方式

創(chuàng)建虛擬服務器就是創(chuàng)建一個擴展名為“vmx”的虛擬機配置文件。一般通過選擇“自定義” 選項，系統(tǒng)會自行調整虛擬服務器的物理內存大小和硬盤空間，也可以手工再分配物理內存和磁盤空間。Vmware Workstation所建立的硬盤是虛擬硬盤，是在主機硬盤上建立了一個特殊的文件，因此它的最大特點是：在VMware中如何對硬盤進行分區(qū)甚至低級格式化都不會影響主機的硬盤分區(qū)。而且為了保證系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性，VMware把大部分的硬件設備都虛擬成最標準、兼容性最好的虛擬設備，不需要安裝驅動程序。

新創(chuàng)建的windows 2003 Advanced Server虛擬服務器，如圖2所示。只是一臺用來安裝操作系統(tǒng)的裸機，就像剛下生產線的新設備一樣。在圖右邊窗口中顯示了虛擬服務器的硬件設備，如內存(Memory)、硬盤(Hard Disk 1)、虛擬光驅(CD-R0M)、軟驅(Floppy)、網(wǎng)卡(NIC)等。創(chuàng)建好虛擬機后當Vmware Workstation程序啟動時虛擬服務器會從光盤中引導需要的操作系統(tǒng)，因此接下來的安裝操作就在普通計算機上安裝操作系統(tǒng)完全一樣，這里不再贅述。

1.2 VMware 虛擬機網(wǎng)絡連接方式

VMware虛擬機軟件提供了三種網(wǎng)絡工作模式。

(1)橋接模式(bridged)

在橋接模式下，需要手工為虛擬系統(tǒng)配置IP地址、子網(wǎng)掩碼，而且還要和宿主機器處于同一網(wǎng)段，這樣虛擬系統(tǒng)才能和宿主機器進行通信。同時，由于這個虛擬系統(tǒng)是局域網(wǎng)中的一個獨立的主機系統(tǒng)，那么就可以手工配置它的網(wǎng)絡通訊協(xié)議(TCP/IP)配置信息，以實現(xiàn)通過局域網(wǎng)的網(wǎng)關或路由器訪問互聯(lián)網(wǎng)。使用橋接模式的虛擬系統(tǒng)和宿主機器的關系，就像連接在同一個hub上的兩臺電腦，想讓它們相互通訊，則需要為虛擬系統(tǒng)配置IP地址和子網(wǎng)掩碼，否則就無法通信。

(2)主機模式(host-only)

在主機模式中，所有的虛擬系統(tǒng)是可以相互通信的，但虛擬系統(tǒng)和真實的網(wǎng)絡是被隔離開的。在主機模式下，虛擬系統(tǒng)的網(wǎng)絡通訊協(xié)議(TCP/IP)配置信息(如IP地址、網(wǎng)關地址、DNS服務器等)，都是由主機模式虛擬網(wǎng)絡的DHCP服務器來動態(tài)分配的。

(3)網(wǎng)絡地址轉換模式(NAT)

使用網(wǎng)絡地址轉換模式，就是讓虛擬系統(tǒng)借助網(wǎng)絡地址轉換模式的功能，通過宿主機器所在的網(wǎng)絡來訪問公網(wǎng)。也就是說，使用網(wǎng)絡地址轉換模式可以實現(xiàn)在虛擬系統(tǒng)里訪問互聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡地址轉換模式下的虛擬系統(tǒng)的TCP/IP配置信息是由網(wǎng)絡地址轉換模式虛擬網(wǎng)絡的DHCP服務器提供的，無法進行手工修改，因此虛擬系統(tǒng)也就無法和本局域網(wǎng)中的其他真實主機進行通訊。

2、虛擬機在WEB 服務器部署

目前IBM X3650高配置服務器的軟硬件資源(包括計算能力、存儲器、外設接口等)，采用分配或共享的方式將劃分出來的資源虛擬成為一臺或多臺應用服務器，這些虛擬服務器擁有自己獨立的軟、硬件資源，可以像使用普通應用服務器一樣進行操作，安裝主流的操作系統(tǒng)，且可在此多個虛擬機之間方便地相互切換，如圖3所示。

2.1 采用虛擬服務器優(yōu)點

對于運行單個應用程序的服務器來說，容錯硬件特性(如分組網(wǎng)絡接口、多SAN存儲適配器及冗余電源和內存)可能會非常昂貴，但如果將這些特性的成本分散到多臺虛擬機，它們就變得很經(jīng)濟了。虛擬機具有在任意虛擬化平臺之間遷移虛擬機、快照、在資源池中的備用主機上自動重新啟動等高級功能特性，因而在它創(chuàng)建的環(huán)境中，停機至多不過就是簡單的重新啟動，對于虛擬服務器上應用系統(tǒng)備份與恢復，只需要備份磁盤上相應的虛擬機文件，一旦發(fā)生服務器硬件損壞，重新搭建虛擬機平臺，利用所備份的虛擬機文件進行快速部署、恢復，免去了重新安裝調試的重復性繁瑣工作，大大縮短了服務器應急響應恢復時間。

2.2 采用虛擬服務器的必要性

企業(yè)每年都會大量購買新的服務器來滿足業(yè)務發(fā)展對于信息技術不斷增長和擴大的需求。英特爾芯片的WEB 服務器由于其相對的低廉價格，因此，這就造成了一種普遍存在的現(xiàn)象，在網(wǎng)絡中心機房可以看到不同廠商、不同品牌、不同架構的服務器在運行。各個應用系統(tǒng)獨立配置服務器雖然可以立即、有效地解決IT 需求，但這種對有效基礎硬件資源無法控制的方法有它愈發(fā)明顯的缺點。這種非集中控制的分布式服務器環(huán)境，會產生許多不良的后果：服務器容量無法優(yōu)化配置，居高不下的維護成本，低效的空間利用率，所有這些問題最終會造成公司為客戶提供的是低質量的服務。特別是面對如今全球低迷的經(jīng)濟環(huán)境，因此需要積極地尋找減少相關資產，人力和運作成本的方法、提升系統(tǒng)維護的效率，快速部署新的系統(tǒng)來滿足公司運行的需要。研究利用建立虛擬服務器技術對服務器整合不僅提供了一種控制那些分散資源的服務器的方法，同時增加它們的利用率，減少復雜程度和相關維護成本，從而提高對公司各應用系統(tǒng)的應用效果,使企業(yè)信息化軟、硬件成本降低40%，生產環(huán)境整合比達到(10～15):1,開發(fā)測試環(huán)境整合比達到(15～20):1，而每個服務器的平均利用率從5%～15%提高到60%～80%,運營成本降低70%～80%(其中包括了數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線、耗電量、冷氣空調和人力成本等), 從而有效地實現(xiàn)企業(yè)信息化應用系統(tǒng)的高可用性,并顯著降低實施成本。