探究应用虚拟化技术构建新型应用云平台
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作者:徐炫东 池燕清 杜舒明
摘 要：随着虚拟技术不断发展，通过使用虚拟化技术构建数据中心，将传统的服务器、交换机和存储进行集成，并通过VMware虚拟化技术将所有服务器硬件资源集成到一个统一的资源池中，然后根据业务需求将现有的硬件资源划分为多台虚拟机，并通过统一的软件界面管理所有硬件和虚拟机。因此，大大提高了数据中心的安全性、稳定性、维护性和可伸缩性。
关键词：虚拟化技术 云平台 数据
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（b）-0007-02
虚拟化技术出现在1970年代，到了21世纪初，在计算机硬件功能强大的前提下，如何降低系统成本，提高系统资源利用率，降低管理成本，提高安全性和可靠性，增强可移植性和提高效率，软件开发的兴起使得虚拟机技术的重要性变得越来越明显，虚拟化技术再次成为计算机技术研究的重点之一。
1 虚拟化技术的特性优势
虚拟化技术可以扩展硬件容量，简化软件重新配置过程，可以使用单个CPU模拟多个CPU并行性，启用一个平台，同时运行多个操作系统以及在独立的房间中运行应用程序而不会互相影响显然，计算器Slovak3 Arctic的效率[1]。强大的服务器、交换机、存储和管理模块被集成到一系列统一的计算系统中。通过功能强大的虚拟化软件将所有硬件资源划分为资源池，以便服务器的硬件资源可以动态地满足企业业务系统可调整的需求[2]。虚拟化数据中心具有以下功能：更少的硬件设备、更少的互连电缆、更轻松的服务和维护监控、更低的功耗、更高的资源重用率，以及在出现硬件故障的情况下自动迁移软件系统以及零停机时间。
2 现状及问题
2.1 管理困难
目前，人们使用的都是独立的PC机，尤其是电力和营业厅中的PC机，部门分散，而国家网络公司对终端信息安全的要求却越来越高。如果远程操作员的IT级别不能满足维护机器的软件和硬件要求，则面对应用程序错误通常没有任何事可做。
2.2 高维护成本，工作量大
尽管PC机的硬件成本较低，但它无法承受高昂的管理和维护成本。在任何时候，软件使用、更新和补丁安装都是PC机维护的一部分。这些要求IT人员到现场提供技术支持，这不可避免地导致运输、餐饮和其他费用，从而降低了工作效率并增加了运营和维护成本。每台计算机都必须安装软件，并且客户端软件的安装和使用需要很长时间和大量工作。
2.3 数据保护性差
一些图形和数据存储在计算机上，通过分散存储很难更有效地控制文档，技术人员经常需要在PC上失败。如果数据丢失或丢失，则无法恢复数据。随时备份数据的风险进一步威胁了重要数据的机密性[3]。
3 解决方法
Citrix XenApp虚拟化平台的核心是虚拟化技术，而虚拟化计算的核心是ICA协议[4]。ICA协议連接应用程序客户端运行环境和在Citrix应用程序虚拟化平台上运行的远程终端，并从32个虚拟通道传输各种输入和输出数据，例如鼠标、键盘、图像、声音、端口、打印、USB设备等。在数据中心服务器上运行的应用程序环境的输入和输出数据被重定向到远程客户端终端的输入和输出设备，因此，尽管应用程序客户端软件未在客户端设备上运行，但用户仍未进行任何更改。与在客户端上安装正在运行的客户端软件相比，操作感觉更好。Citrix ICA协议是一种高效的数据交换协议，可处理数据压缩、加密和连接优化。每个用户的连接仅占用少量的网络带宽，而实际运行的客户端软件处于局域网的后台，因此最终用户可以在少量的网络带宽下享受局域网的速度。如果系统的客户端和服务器之间存在大量数据交互，则使用集中式Citrix模式可以有效减少数据传输并显着提高整体性能。ICA协议的另一个优点是提高了数据安全性。ICA协议不会在整个传输过程中传输真实数据，而只是在屏幕上传输客户端的鼠标移动，击键和图像更改，并且正在运行的整个程序在后端执行，以确保所有数据都不来自数据中心。
4 系统架构
通过VMware ESXi软件将所有硬件资源集成到一个高可用性群集中，然后根据业务系统的要求将虚拟机拆分为服务器。虚拟机服务器最多可以分配32个核心CPU和1T内存。所有硬件监视、资源分区和虚拟机操作均在vCenter软件中执行。从物理数据中心界面，您可以看到整个系统中只有7个设备，它们位于3个机柜中，并且仅通过16根电线连接。技术人员花了一周的时间，将先前部署在26台服务器上的所有应用程序和数据迁移到新的虚拟数据中心，而这些虚拟机仅使用了现有硬件资源的50%。使用具有最大数据量的OA系统，该系统最初用于具有16GB内存的4CPU HP-DL580服务器，数据量约为460GB。在预先计划了具有4核心处理器和8G内存的虚拟机之后，使用VMware Company软件在大约9h内将整个系统迁移到了新的虚拟机。系统立即成功启动。经过测试，CPU和内存使用率未超过20%。到目前为止，系统运行正常。在迁移以测试系统的过程中，计划了仅具有1个核心CPU，2G内存的虚拟机，然后迁移了一个备用桌面管理服务器。迁移后，vCenter监视软件会向虚拟机发出警报，提示资源不足。关闭虚拟机后，将添加虚拟机资源，然后立即成功启动虚拟机资源，整个过程不会超过2min。
5 性能评估
（1）服务器少。与机架无关的机架式机架式刀片服务器或刀片服务器，虚拟化技术意味着更少的服装数量是虚拟化技术的关键功能的代理数量。繁体中文机架式机箱和新的数据中心虚拟化数据中心。（2）能耗少。更少的服务器意味着更少的电源和冷却成本。（3）更少的空间。数据中心虚拟化的集成大大减少了占地面积，降低了房间和机柜侧的成本。（4）更少的链接和故障。服务器和交换机数量的减少意味着互连的显著减少和潜在故障点的显著减少。
6 结语
虚拟技术的不断发展为促进信息资源的汇集和云计算的实现以及“应用即服务”的概念提供了解决方案。该技术的“一次管理，无处不在交付”路径为用户提供了快速、便捷和安全的应用程序，并且是企业IT体系结构的桌面应用程序的创新。随着虚拟技术，远程桌面协议和配置管理工具的增强，虚拟化技术的应用正变得越来越普遍，因此正处于强大的“应用程序即服务”的云信息时代。
参考文献
[1] 李兵.基于Citrix虚拟化的桌面云教学平台构建与应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2013（12）：184-185.
[2] Cai B，Feng X，Feng Y，et al. Research and application of migrating legacy systems to the private cloud platform with cloudstack[A].IEEE International Conference on Automation & Logistics[C].2012.
[3] Xu X， Song W， Shi X， et al. CRANE： a Cloud Computing Platform Based on Personalized IaaS Service[A].E-Science Technology & Application[C].2012.
[4] 苟洁.基于VMware vSphere技术的虚拟云平台的研究与设计[D].成都理工大学，2016.
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