在机房管理中应用虚拟化技术的思考

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　　[摘要] 实践教学作为现在大学中一项必不可少的教学环节，机房所承担的教学任务越来越繁重，机房计算机需要安装的操作系统和应用软件也越来越多，本文主要分析了利用虚拟化技术来解决传统管理方法中出现的一些问题。
　　[关键字] 机房管理 虚拟化技术
　　
　　1、机房管理中存在的问题及目前的解决方案
　　1.1 大量终端的操作系统和应用程序的安装
　　每个学期各个系部都会上报下学期教学中使用的软件，而随着而软件本身的不断更新，教材的不断更新，做出一套“通用”的系统几乎是不可能的，所以在每个学期末都要重新规划一次操作系统和软件。机房几百台机器的系统安装，就是机房管理人员每学期末要面临的头号难题。
　　目前的解决方案，就是利用硬件还原卡的同传功能，通过网络完成系统数据的传输，然后每台计算机进行软件的注册，这样虽然省去安装的操作，但是系统同传和软件注册的工作量依然很大。
　　1.2 各种操作系统和应用程序的规划
　　教务系统排课很难指定某个机房，所以就要求每个机房的每台计算机都要安装所有需要的操作系统和应用软件，这就造成了在系统规划中经常会遇到很多问题。
　　（1）软件安装过多，造成系统臃肿，运行缓慢
　　由于硬件资源有限，我们不可能把软件分散到更多的操作系统中，所以在保证软件不发生冲突的前提下，在常用的操作系统中要安装尽可能多的应用软件，这样就会造成个别系统越来越臃肿，运行时系统反映极为缓慢，影响授课质量。
　　（2）软件之间可能存在的冲突
　　软件的安装需要修改注册表，添加系统服务，尤其像Microsoft Visual Studio 2005等大型软件更是要对系统进行较大的修改。所以不同软件之间发生冲突有时很难避免。
　　另外，由于教学的需要，要安装相同软件不同版本。这样如果安装在同一个操作系统，基本上都会发生冲突。比如有的课程要用Auto CAD 2005，有的要用 Auto CAD 2008，它们就无法在一个操作系统上共存。而有的软件，比如Office，它们的不同版本根本就不能直接安装在同一个操作系统上。
　　（3）实践课程需要开放的系统环境
　　为了保证系统的安全，机房的计算机都装有还原系统。系统应用和系统维护类实践课程不可避免的要进行操作系统的安装、系统环境的配置，以及常用软件的安装和卸载，这类操作往往需要重新启动计算机，这在装有还原系统的计算机上是很难实现的，在授课时都受到了极大的限制。
　　针对以上几种常见问题，目前使用的方法就是安装多个操作系统，把会发生冲突软件规划到不同系统中，同时要安装一个不带还原功能的开放系统便于授课，这样也造成了资源的极大浪费。
　　2、虚拟化技术的概述
　　上述问题，运用虚拟化技术可以得到更好的解决。虚拟化技术主要是指将原本运行在真实环境上的计算机系统或组件运行在虚拟出来的环境中。一般来说，计算机系统分为若干层次，包括底层硬件资源、操作系统、以及运行在操作系统之上的应用程序等。虚拟化技术可以在这些不同层次之间构建虚拟化层，有人把这种虚拟化层比喻成玻璃，假设计算机系统是一张白纸，所有程序运行产生的数据都会写在纸上，而有了中间的这层玻璃，程序透过玻璃可以读取纸上的内容，但却只能把字迹写在玻璃上。由于引入了中间层，虚拟化不可避免地会带来一定的性能影响，但是随着虚拟化技术的发展及硬件设备的不断更新，这种影响在不断地减少。
　　3、常用虚拟化技术机房管理中的应用
　　3.1 桌面操作系统的虚拟化
　　这里所说的桌面操作系统的虚拟化主要是指通过虚拟机技术实现操作系统的虚拟化，既利用软件模拟具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
　　VMware Workstation是VMware公司出品的虚拟机软件，它可以在一台物理计算机上模拟出若干台虚拟计算机，这就为计算机实践教学提供了很好的解决方案。首先，VMware具有强大的网络功能，可以将多个虚拟机联结在一起，模拟局域网的环境，这样每个学生就可以在一台计算机上完成基本的网络实训任务。其次，VMware虚拟机可以在一台计算机上运行多个操作系统，各个操作系统在主系统的平台上，就象标准Windows应用程序那样切换，而且每个操作系统都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据，虚拟机中的系统重新启动也不会影响主系统，这样就使在装有还原系统的计算机中进行系统应用和系统维护实训成为了可能。而且在虚拟机内的系统在完成操作后还能通过映像功能进行恢复，便于管理。
　　3.2 应用程序虚拟化
　　当前我们使用应用程序的方式，大都采用的是将全部应用程序安装在每台计算机的硬盘之上，这样不仅造成资源的浪费，每学期机房系统的安装也相当困难。应用程序虚拟化就是为应用程序提供了一个虚拟的运行环境。从本质上说，就是把应用程序对低层的系统和硬件的依赖抽象出来。
　　比较常用的应用程序虚拟化解决方案是利用微软的APP-V来实现的，它需要首先部署好服务器端和客户端，然后通过序列化工具打包应用程序，最后通过服务器端进行发布，所有终端计算机在登录的时候就会自动加载应用程序到本地。
　　从用户的使用角度来看，在虚拟环境中运行应用程序和在终端计算机中安装软件后运行并没有什么不同。用户在运行应用程序时，服务器中所装载的应用程序将传输给终端计算机，并且被储存在缓存里，这样在使用时就可以直接从缓存中调用程序，有效的节省了服务器和终端计算机之间的传输过程，也极大的节省了系统资源。对于终端用户来说，每一个虚拟应用程序之间都是相互独立的，所以利用应用程序虚拟化不会出现应用程序之间相互冲突的现象。这样就能够基本解决前面我们遇到的在一个操作系统中安装相同软件不同版本的问题。
　　4、总结
　　虽然各种虚拟化技术并不完善，比如不是所有的应用程序都可在虚拟环境下使用，运行虚拟化环境也需要消耗很多的系统资源。但是将虚拟化技术引入机房的管理和教学中，不仅能减轻机房管理员的工作压力、提高工作效率，还能解决软件之间的冲突问题，避免了计算机安装过多软件导致的系统不稳定现象。同时还能满足计算机实践教学中的需求，有效的提高的系统资源的利用率，增加了学生动手实践的机会。
　　因此，如何合理的使用虚拟化技术是需要机房管理人员在工作中不断思考和实践的。
　　
　　5、参考文献
　　[1] 《虚拟化与云计算》小组 《虚拟化与云计算》电子工业出版社 2009年10月
　　[2] 张鑫 浅谈基于应用程序虚拟化的实验室管理《科技信息》2011年第6期
　　[3] 边香玉 浅谈虚拟机技术在计算机实验室中的应用 长春理工大学学报 2010年6月 第5卷第6期

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