伺服器虛擬化技術方案 高校

2022-09-12 00:33:13 字數 4685 閱讀 5340

噢易伺服器虛擬化網路中心

技術方案

軟體和硬體技術不斷發展,越來越多的學校依賴it技術來有效地支撐業務系統和流程。技術融入越多,應用擴充套件越多,學校就需要越來愈多的伺服器容量來應對需求,隨之面臨的管理問題逐漸上公升。

● 伺服器資源分散,管理維護困難

隨著業務的不斷更新,網路中心伺服器數量逐年增長,每台伺服器搭建乙個應用,資源分散,不能很好整合,無法集中統一管理,公升級、維護等問題需要到網路中心伺服器上逐一解決。

● 伺服器資源利用率低

學校網路中心原有一些服務,如檔案服務、web服務等業務使用的是獨立的伺服器,使用頻率不高,但占用相當多的伺服器,不僅伺服器資源利用率低,效果也有待提公升。

為保證系統安全性和可靠性,網路中心資料庫伺服器一般採用雙機熱備的方式,應用伺服器一般採用負載均衡或冷備方式,導致伺服器數量眾多。安全性和可靠性雖然得到提高,但備機系統資源平時並沒有利用到,浪費了備機系統資源,資源利用率低,同時也增加了維護成本以及維護工作量。

除此之外,很多學校網路中心在採購的時候就考慮到3-5年的擴容,導致網路中心的伺服器和儲存利用率一般平均不到50%,基本屬於輕負載狀態(10%~15%),使得資源的浪費非常大,得不到合理利用。

● 部分伺服器老化,應用不穩定

隨著應用的更新,應用年限的增長,部分伺服器硬逐漸老化,很多老舊的伺服器已無法支撐學校應用系統,導致應用系統不穩定。而採購全新的伺服器,一台伺服器只安裝乙個應用的話,採購成本大,也增加了管理難度。

● 業務擴充套件困難,臨時環境搭建耗時耗力

隨著業務系統建設的深入和業務處理量的不斷增加,未來對於it系統的使用還將會是乙個快速增長的趨勢,隨著大量軟體應用不斷增加,應用資料的逐漸累積,以及終端裝置的大規模採購,必然導致已有的伺服器難以支撐未來業務的不斷擴充套件需求,需要增加投入。而傳統的方式,增加新的應用就需要增加新的伺服器,隨之增加投入成本;

另外,學校臨時應用環境的搭建,如部分老師需要搭建臨時的測試系統,使用時間不長,但又需要硬體伺服器資源;如臨時考試系統,需要準備硬體資源,還要搭建軟體環境,使用完以後又會迅速拆除,環境搭建費時費力,無法快速上線。

● 停機中斷

硬體故障維護、公升級或者擴容時候需要停機進行操作,造成應用系統中斷,影響了正常業務應用系統使用及開展,特別是一些重要以及一些24小時不中斷的應用,如財務系統,教務系統,重要的web應用等。

● 軟體相容性衝突

不少網路中心存在乙個伺服器在沒有做虛擬化的情況下搭建多個應用的情況。由於業務性質的差異性,大量的教學業務系統,不同廠商開發,不同版本,很難統一部署和管理,軟體正常使用,系統穩定性得不到有效保證。

● **應用或大流量訪問帶來的網路堵塞問題

學校網路中心的重要應用,如錄播系統,**點播系統,活躍**訪問,在高峰期可能會出現網路擁堵,而網路中心現有的硬體資源無法很好的解決這樣的網路問題。

● 業務安全性、連續性要求增高,it管理越來越複雜。

為了保證業務的安全性和連續性,對伺服器的管理維護要求越來越高,由於伺服器系統故障、硬體故障導致業務中斷,需快速恢復,很多學校由於業務性質的特殊性,一般都會採用雙機或者多機熱備份方式,主伺服器故障,自動切換到其他備份伺服器上,安全性和可靠性雖然得到提公升,但備機系統資源平時並沒有利用到,浪費了備機系統資源,也增加了維護成本及維護工作量

● 新應用伺服器的上線部署時間久、周期長

隨著教學的不斷發展,新的業務系統在學校的使用會越來越多,不管是教學系統,財務系統,web應用,**應用等,都需要硬體伺服器來支援,而利用傳統的方式,硬體的採購週期加上軟體環境的搭建週期,整個系統的部署時間少則一周,多達一月,上線時間長。

綜上所述,為解決伺服器數量增加所帶來的問題,提高伺服器資源的使用率,降低裝置採購成本,提高業務的連續性以及為將來新應用系統建設提供乙個靈活的資源使用平台,需對現有伺服器進行虛擬化整合。

● 並通過伺服器虛擬化,整合伺服器資源,進行統一管理;

● 充分利用學校現現有資源,減少硬體投入;

● 利用伺服器虛擬化,整合學校分散應用;

● 通過虛擬機器資源分配,快速擴充套件應用;

● 利用虛擬化技術,保障業務安全性;

● 考慮後期業務發展的需要,軟硬體都能夠支援平滑擴容;

● 考慮應用的穩定性,同時提高伺服器資源利用率。

● 可擴充套件性

功能模組化,當應用要求發生變化時,可以很容易地通過新建虛擬機器或增加伺服器來進行擴充套件,而無需重新設計整個方案。

● 可靠性

保持業務連續性,不會因為單點故障影響到整體架構,導致系統不可用。

支援主動監控服務和報警機制、支援負載共享或故障切換機制,實現負荷無縫轉移。

● 可管理性

通過管理端能夠對整個平台進行統一管理,包括伺服器、虛擬機器、虛擬機器作業系統、應用軟體等,在控制台能夠監看整個平台的執行狀態。

● 高效復用

使得物理資源可以按需排程,物理資源得以最大限度的重用,減少建設成本,提高使用效率。即能夠實現總硬體資源佔用量降低了,而每個業務得到的服務反而更有充分的資源保證了。

通過伺服器虛擬化進行整合,一台伺服器上可執行多個虛擬機器,支援每台虛擬機器安裝不同的作業系統,包括windows、linux、unix系列常用作業系統,滿足個性化需求;每個虛擬機器都可以搭建不同的教學業務系統,包括檔案服務、計費服務、web服務,考試系統,自主學習系統等,各應用服務之間相互獨立,互不影響,既保證業務的流暢執行,又可以合理利用資源,充分發揮伺服器的作用,可將伺服器利用率提公升至85%以上。

目前大多數學校網路中心的伺服器資源無法進行整合,效能欠佳,管理分散,出現問題需要到網路中心機房解決,而通過伺服器虛擬化搭建的環境可以整合資源統一管理,包括:

1) b/s架構,只要可以上網,就可使用統一控制台集中管理多伺服器資源,隨時隨地進行管理,不需要到網路中心伺服器機房現場處理;

2) 為學校網路中心區域網路、異構cpu的物理伺服器共建乙個資源池,方便資源的排程;

3) 根據業務需要動態建立、刪除、備份管理虛擬機器,滿足擴充套件應用;

4) 快速公升級、維護、部署虛擬業務環境;

5) 共享儲存管理,資源合理調配;

6) 事件日誌分類查詢;

7) 報警跟蹤處理;

通過伺服器虛擬化實現將一台物理伺服器虛擬化成多台,應用更新公升級、增加新的應用,可實現快速的上線部署,只需在雲資料中心實現了虛擬化的伺服器上建立虛擬機器,搭建新的應用,無需投入新的硬體裝置,解決了新老應用之間衝突。

針對學校臨時教學業務環境的擴充套件和搭建的問題,可以根據教學業務需要動態建立虛擬機器,快速部署教學業務系統,利用虛擬機器快速搭建並分配資源,過程簡單迅速,無需單獨硬體投入,環境使用完以後可迅速收回。不管是測試系統,等級考試,英語考試還是其他老師要的臨時教學業務系統,都可以按需迅速擴充套件,隨時搭建,隨時刪除,簡化管理。

隨著伺服器使用年限的增加,那些還沒有更新的伺服器資源比較老舊,可能出現伺服器宕機情況,即使新的伺服器,也可能出現各種故障,從而影響教學業務。通過伺服器虛擬化,可以有效的進行教學業務的遷移。

1) 物理伺服器故障,可**遷移虛擬機器到另一台伺服器上,如將考試系統或者web服務進行遷移,不中斷服務,保證教學業務連續性;

2) 高峰時段,將虛擬機器遷移到當前限制運算能力多的伺服器,保證應用服務質量,動態平衡資料中心的負載;

3) 網路中心例行維護檢修或者由於故障維護時,可將虛擬機器遷移到另一台物理伺服器上執行,而不是直接停掉伺服器上的所有服務。

針對網路中心高峰期**或其他資料訪問會出現流量堵塞,訪問很慢的問題,可為虛擬機器分配專用的網路埠,通過網絡卡繫結,將一台伺服器兩個或更多物理網絡卡用於負載平衡,實現流量分隔,支撐高峰期的**資料傳輸,防止一台虛擬機器可以使用物理網路介面上的所有頻寬而導致的其他虛擬機器業務堵塞;

提供故障切換,當網絡卡硬體出現故障或者網路中斷時,提供故障切換,確保終端業務訪問的連續性;

通過網絡卡繫結方式進行網路分流,解決網路堵塞,讓伺服器剩餘的cpu和記憶體資源還可支撐其他業務執行,從而提高伺服器資源利用率。

● 虛擬網路vlan和nat

實現虛擬機器間的虛擬區域網,確保業務相關的虛擬機器可以劃分到同乙個vlan,同乙個vlan裡的這些虛擬機器可以是在同乙個或者不同的物理網段;或者將重要性業務,具有敏感涉密資料的業務的虛擬機器單獨劃分在獨立的vlan環境,與其他網路進行隔離,防止資訊洩露的風險;不同vlan的虛擬機器不能直接通訊,乙個vlan內部的業務廣播和流量都不會**到其他vlan中,控制不同校區的應用系統和站點之間的互相訪問,提高業務訪問的安全性;

當資料中心多個業務系統、**搭建在虛擬機器中時,通過nat實現外部使用者通過乙個固定的公網的ip進行訪問,節省資料中心ip位址空間;通過埠和內網ip位址對映,實現外部使用者對不同虛擬機器中業務和**的正確訪問;

● 基於核心級的安全管理機制

提供對「系統管理程式」安全性保護機制,防止攻擊者可以接管主機上託管的所有虛擬機器而導致的業務資料破壞和系統崩潰;

在虛擬機器級別,提供隔離保護,每乙個虛擬機器發生故障,網路受到攻擊無法訪問,不會影響同乙個物理機上的其它虛擬機器正常執行;

可配置基於ip的訪問控制,可限制同乙個網段內不同虛擬機器之間的通訊,保障業務之間的隔離訪問。

當有考試進行或者web訪問量處在高峰期時,為了保證系統的穩定性,也為了出現問題可以及時響應,迅速解決,可以對伺服器和虛擬機器的執行狀態進行實時監測預警。

1) 實時伺服器、虛擬機器實時執行狀態,合理調配虛擬機器資源(cpu、記憶體、磁碟、網路等);

2) 提供最近10分鐘、1小時、1周、1個月、1年的統計分析;

3) 通過監測資料,當主機、虛擬機器的cpu、記憶體達到臨界值,以郵件、簡訊的方式及時提醒管理員提前預警,為實現資源池內伺服器負載均衡提供依據;

針對學校伺服器執行多個應用系統,可能會出現伺服器宕機導致的業務中斷問題,虛擬環境中的業務可以做到快速備份與恢復,保障系統安全。

1) 可以遠端虛擬機器**建立快照,備份教學業務系統正常執行資料;

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