1 服務器虛擬化技術
服務器虛擬化(ServerVirtualization)是將服務器的CPU、內存、磁盤、I/O和電源等物理硬件抽象成邏輯資源，并能在這些虛擬的硬件資源上安裝操作系統和應用程序。通過這種技術可以在一臺物理服務器同時運行多個操作系統，并同時支持像Windows,Linux和Unix等多種操作系統同時運行。通過服務器虛擬化，可以提高服務器的利用效率，整合物理服務器數量，優化管理。圖1為服務器虛擬化結構圖。
圖1 服務器盛擬化結構圖
1.1 虛擬化軟件
目前市場上有多種服務器虛擬化軟件，最主要的廠商包括VmwareESX、徽軟的Hyper-V,Xenserver和紅帽KVM虛擬機。VMwareESX是最早的虛擬化產品，對虛擬化也有著自己獨特的思考，優勢就是對多種操作系統的支持比較好，目前其市場占用率比較高。
微軟Hyper-V的優勢則在于免費的Hyper-V。因為Hyper-V是與WindowsServer集成的，如果以微軟產品作為系統的主要構成部分，使用Hyper-V更合適一些。如果用戶主要使用的是Linux服務器的話，建議使用KVM虛擬機。從易用性和大規模部署方面，KVM不如VMware和Hyper-V,CentOSKVM是完全開源免費的，它是來自于RedHatEntERPriseLinux依照開放源代碼規定釋出的源代碼所編譯而成。由于出自同樣的源代碼，因此有些要求高度穩定性的服務器以CentOS替代商業版的RedHatEntERPriseLinux使用，目前深圳大學就是用CentOSKVM作服務器虛擬化。中國人民大學則采用VMware作為服務器虛擬平臺。
1.2服務器虛擬化的優勢
整合服務器資源。通過將物理服務器轉化成虛擬服務器，在一臺服務器上運行多個操作系統，避免了“一個物理機一個操作系統一種應用”的模式，提高服務器利用效率，減少物理服務器的數量，避免部署過多的備用服務器，節約了大量機房物理空間、節省能耗。
提高應用系統可靠性。服務器虛擬化的一大功能是支持將運行中的虛擬機從一個物理主機遷移到另一個物理主機，整個過程中不會出現宕機事件，實現負載均衡。
基于鏡像的備份和還原。利用虛擬化，可以不依賴于特定物理服務器硬件快速實現服務器的備份和還原，目前虛擬化備份和還原技術有快照和克隆等技術，可以根據需要實現差異化備份，當發生宕機事件的時候，可以快速恢復和轉移故障。另外虛擬化技術提供模板功能，可以快速靈活部署虛擬服務器，這也為快速恢復系統提供了支持。
整合多代產品。利用服務器虛擬化，可以實現在各代產品之間遷移應用，將多代產品整合到同一個虛擬服務器池中，以進一步提高故障切換、負載平衡和災難恢復能力。如現在新的服務器不支持舊版本的Windows和linux操作系統，播要升級購買更高版本的操作系統，這導致部分原來在低版本上運行的應用軟件無法在高版本的操作系統上使用，必須購買或者升級新的應用軟件，增加了新投入。
2 存儲虛擬化技術
目前資源中心存儲存在的普遍問題是有兩種以上的不同類型的磁盤陣列，而由于缺乏統一的標準，不同存儲設備廠商的SAN之間缺乏互操作性，對重要數據不能實現即時互備，同時不同的存儲區域網之間也無法實現信息及數據的充分交流，不能按需分配空間，存在空間浪費等問題。存儲虛擬化技術的提出，為解決這些問題提供了一種良好的解決方案。
2.1存儲應擬化技術
存儲虛擬化(StorageVirtualization)是對不同存儲硬件資源進行抽象化表現，屏蔽系統的復雜性，對不同類型的存儲提供統一的管理接口。通俗講通過存儲虛擬化能將存儲網絡上的各種不同類型的存儲子系統整合成一個或多個可以集中管理的存儲池(存儲池可跨多個存儲子系統)，并在存儲池中按需要建立一個或多個不同大小的虛擬卷，并將這些虛擬卷按一定的讀寫授權分配給存儲網絡上的各種應用服務器。對于用戶來說看到虛擬化邏輯卷，不用關心使用哪個硬件資源。這樣就達到了充分利用存儲容量、集中管理存儲、降低存儲成本的目的，簡化備份恢復、數據歸檔和存儲資源分配等。
存儲虛擬化實現技術方法有3種，交換架構虛擬化、磁盤陣列虛擬化、以及整合到應用設備內的虛擬化。IBM于2008年推出SVC(IBMSANVolumeController)，能夠將多個磁盤系統的容量整合為一個單一的“容量池”。SVC可幫助節省空間和能源，并能通過合并來簡化存儲資產的管理，這將極大地提高現有存儲器的利用率，并減少額外的存儲需求。在這一領域獨占鰲頭。2009年，HDS(日立數據系統有限公司)緊隨其后發布了TagmaStore通用存儲平臺(USP),這是基于磁盤陣列的解決方案。2010年EMC公司新發布的Invista網絡存儲虛擬解決方案則是基于存儲交換的解決方案。3種存儲虛擬化方案各具優勢。
圖2 虛擬存儲結構
2.2IBMSVC技術
傳統san環境是不同設備廠商提供的不同API接口，復制目的地和源必須為同構平臺，不同產品使用不同的多路徑驅動程序。低端磁盤設備沒有復制功能或者僅提供初級復制功能。引人SVC后，整個SAN環境中使用統一復制API，不會隨著存儲設備的改變而改變。所有存儲管理陣列使用公共的多路徑程序，復制目的地可以使用低價的磁盤設備，從而減少了遠程災備所需成本。采用SVC技術后，用戶可以在一個登錄點同時管理所有存儲，可根據需求動態把存儲卷分配給服務器，增加或者減小服務器所需磁盤空間大小，能對不同存儲數據在不同城市或者全球進行相互安全備份，對服務器的運行不會造成任何影響，對數字資源的可靠性提供了重要的保障。
3 災備方案設計
災備方案主要分兩大部分，①服務器及應用系統的災備方案，主要采用服務器虛擬化技術，虛擬化軟件采用VmwareESX,②數字存儲資源的災備方案，主要采用IBMSVC的存儲虛擬化技術.為了提高服務器和存儲的可靠性及可用性，最好要求所有的服務器和存儲器都是雙控制器。整個災備方案設計如圖3。服務器虛擬化技術對眾多物理服務器虛擬化，原來的物理服務機可以與虛擬機作為互備。SVC對EMC，同時對IBM存儲進行整合統一管理，并可實現存儲數據的互備工作。
3.1 服務器及應用系統的災各實現
圖3 災備系統設計方案
服務器虛擬化首先需要挑選恰當的CPU,要求CPU支持虛擬化，然后就是對內存的要求，一般作為虛擬化的物理服務器要求大內存。CPU對于服務器虛擬化的成敗起到關鍵性的作用。如戴爾的服務器PowerEdgeR710做虛擬機服務器，標準內存為18GB，最大內存可增加到64GB，在該種物理服務器上可以同時運行30個左右的虛擬服務器。為了保證虛擬機的高可用還藉要為每臺服務器配}HBA卡，連接相同的存儲設備。采用多臺刀片服務器做虛擬化，在各臺刀片服務器上安裝ESX，每臺刀片通過SAN光纖交換機連接相同的存儲設備。多臺服務器通過VmwareCenter進行群集管理，這樣當一個物理主機ESX負載較大或者宕機后，運行在該主機上的虛擬服務器就可以在不停機的前提下實現自動遷移至其他ESX主機，負載均衡和高可用。
Vmware提供多種部署虛擬方案，最常用的一種方法是把現有的物理服務器盛擬化，這種方法可以在不關閉物理服務器的情況下，通過網絡對物理服務器遷移至ESX服務器，實現對物理服務器的虛擬化。另一種是通過模板部署虛擬機，通過模板部署虛擬機快速方便，是最常用的一種虛擬服務器的創建方法。使用模板前只需要事先安裝好一臺虛擬服務器模板即可。對虛擬機可以采用克隆和快照等功能對虛擬服務器系統進行備份和快速部署新的服務器。
3.2數字存儲資派的災備實現
采用SVC虛擬化EMC,IBM和同有3種不同類型的存儲，通過一個登錄點(CIE瀏覽器)對3臺存儲設備進行統一管理。為提供存儲虛擬化的高可用性，SVC節點配t為雙節點，在cluster中的每一個node連接到獨立的UPS單元。在進行SVC配里前，要求所有ESX服務器和存儲都使用雙控制器與SAN交換機連接。并搜集所有服務器和存儲器的硬件連接與磁盤分配使用信息。然后通過連接線纜、規劃Zone,SVC存儲池和受管磁盤規劃,SVC卷和主機映射等。
引入SVC虛擬化存儲后，最主要的功能一是充分利用了存儲空間，將原來空間不夠用的動態調大，對原來的多余空間進行了縮減，消除了存儲孤島。二是提供對重要數據在不同類型存儲上的同步鏡像，保證數據的安全。SVC還支持同城異地和全球遠程災備。三是分級存儲，將非活動或活動程度較低的數據轉移到成本較低的同有存儲上，可以將更高價值存儲上的磁盤空間空出來，供更重要的活動數據使用。
4 結束語
服務器虛擬化和存儲虛擬化技術是高校災備系統的一種重要手段之一。目前我校購買了DELL的刀片服務器作為服務器虛擬化和IBM的SVC作為存儲虛擬化的硬件平臺。引入VmwareESX作為虛擬化服務器軟件平臺，為我校服務器系統快速部署災備、以及數字資源災備創造了有利的條件。通過采用服務器虛擬和存儲虛擬化技術為我校的數字資源應用系統提高連續、高效和安全的服務。
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