利用虛擬化技術(shù)搭建綠色機(jī)房計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文

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1、? 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） ? 課題名稱?：利用虛擬化技術(shù)搭建綠色機(jī)房 ? 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 系：信息學(xué)院 專 業(yè)：計(jì)算機(jī)教育 年 級：2009級 班：2 指導(dǎo)教師： 2012 年 6 月 摘要 21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深入的應(yīng)用與發(fā)展，尤其是在基于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)服務(wù)的廣泛應(yīng)用后，所提出的新的需求進(jìn)一步暴露出當(dāng)前機(jī)房存在的問題，如資源利用率低、使用功耗大、維護(hù)不便、安全性不高等。 本論文是對學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)機(jī)房進(jìn)行考察，并結(jié)合近幾年熱門的虛擬化技術(shù)，提出利用虛擬化技術(shù)搭建綠色機(jī)房的建

2、議，以提高資源利用率并降低成本，使用虛擬化技術(shù)對機(jī)房的服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合，充分利用服務(wù)器的有效資源，改善現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，提高各應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行速度和系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，同時(shí)降低能耗，提高對機(jī)房資源的集中管理能力。 本論文使用虛擬機(jī)VMware Workstation 部署虛擬化環(huán)境，整合多種服務(wù)器（Web服務(wù)器、郵件服務(wù)器、視頻服務(wù)器等），并完成測試，測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果。 關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù)，綠色機(jī)房，服務(wù)器整合 目錄 1．緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究意義 1 1.3本論文所做的主要工作 1 2．虛擬化技術(shù)綜述 2 2.1什么是虛擬化技術(shù) 2

3、 2.2虛擬化技術(shù)概述 2 2.3虛擬機(jī)概述 3 2.4虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢 5 3．物理機(jī)房存在的問題 7 4. 利用虛擬化技術(shù)搭建“綠色機(jī)房” 9 4.1利用虛擬化技術(shù)解決所存在的問題 9 4.2綠色機(jī)房的體現(xiàn) 9 4.3虛擬化與“綠色機(jī)房” 9 5．部署虛擬化環(huán)境 11 5.1使用VMware Workstation 部署虛擬化環(huán)境 11 5.2整合服務(wù)器 12 6．總結(jié)與展望 17 參考文獻(xiàn) 18 致謝 19 18 1．緒論 1.1 研究背景 學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)房是學(xué)校開展教育教學(xué)工作中不可或缺的一個(gè)重要手段，擔(dān)負(fù)著教學(xué)的重要責(zé)任，維持著教學(xué)的正常進(jìn)行，

4、為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)的平臺(tái)。 從以往的計(jì)算機(jī)機(jī)房使用情況來看，存在資源利用率低（包括軟硬件資源）、使用功耗大、維護(hù)成本高、安全性不高等問題。 1.2 研究意義 基于以上問題，本論文是對學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)機(jī)房進(jìn)行考察，并結(jié)合近幾年熱門的虛擬化技術(shù)，提出利用虛擬化技術(shù)搭建綠色機(jī)房的建議，以提高資源利用率并降低成本，使用虛擬化技術(shù)對機(jī)房的服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合，充分利用服務(wù)器的有效資源，改善現(xiàn)有計(jì)算機(jī)體系，提高各應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行速度和系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，同時(shí)降低能耗，提高對機(jī)房資源的集中管理能力。 1.3本論文所做的主要工作 首先，對本學(xué)校現(xiàn)有機(jī)房進(jìn)行考察，找出其存在的問題；其次，進(jìn)行相關(guān)資料

5、的閱讀與查詢；最后，利用虛擬機(jī)部署虛擬化環(huán)境，整合服務(wù)器，并完成測試。 2．虛擬化技術(shù)綜述 2.1什么是虛擬化技術(shù) 虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語，在計(jì)算機(jī)方面通常是指計(jì)算任務(wù)在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。 虛擬化技術(shù)與多任務(wù)以及超線程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個(gè)操作系統(tǒng)中多個(gè)程序同時(shí)并行運(yùn)行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，而且每一個(gè)操作系統(tǒng)中都有多

6、個(gè)程序運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬主機(jī)上；而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來使程序并行，這兩個(gè)模擬出來的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作。 計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的“虛擬化”就是企圖實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的優(yōu)化、應(yīng)用的個(gè)性化和普適化、體系結(jié)構(gòu)的透明化、人機(jī)關(guān)系的協(xié)同化等等?！疤摂M化”的目的就是要力圖改變目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所存在的不合理之處。 虛擬化是一種方法，本質(zhì)上講是指從邏輯角度而不是物理角度來對資源進(jìn)行配置，是從單一的邏輯角度來看待不同的物理資源的方法。虛擬化是一種邏輯角度出發(fā)的資源配置技術(shù)，是物理實(shí)際的邏輯抽象。 2.2虛擬化技術(shù)概述 虛擬化技術(shù)是一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步，具體表現(xiàn)在減少軟件虛

7、擬機(jī)相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)方面。 現(xiàn)有的較成熟的各類虛擬化技術(shù)： （1）服務(wù)器虛擬化：服務(wù)器虛擬化能夠通過區(qū)分資源的優(yōu)先次序，并隨時(shí)隨地能將服務(wù)器資源分配給最需要它們的工作負(fù)載來簡化管理和提高效率，從而減少為單個(gè)工作負(fù)載峰值而儲(chǔ)備的資源。 服務(wù)器虛擬化可分為：完全虛擬化、半虛擬化、操作系統(tǒng)層虛擬化。 （2）存儲(chǔ)虛擬化：所謂虛擬存儲(chǔ)，就是把多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊（如硬盤）通過一定的手段集中管理，所有的存儲(chǔ)模塊在一個(gè)存儲(chǔ)池中得到統(tǒng)一管理，從主機(jī)和工作站的角度，看到的不是多個(gè)硬盤，而是一個(gè)分區(qū)或者卷，就好象是一個(gè)超大容量的硬盤。這種可以將多種、多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量

8、、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，就稱之為虛擬存儲(chǔ)。 從虛擬化存儲(chǔ)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來講主要有兩種方式：即對稱式(帶內(nèi)管理)與非對稱式(帶外管理)。 （3）網(wǎng)絡(luò)虛擬化：網(wǎng)絡(luò)虛擬化并不是什么新概念，因?yàn)槎嗄陙?，虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)作為基本隔離技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。當(dāng)前在交換網(wǎng)絡(luò)上通過VLAN來區(qū)分不同業(yè)務(wù)網(wǎng)段、配合防火墻等安全產(chǎn)品劃分安全區(qū)域，是數(shù)據(jù)中心基本設(shè)計(jì)內(nèi)容之一。 網(wǎng)絡(luò)虛擬化從總體來說，分為縱向分割和橫向整合兩大類概念。 4）應(yīng)用虛擬化：應(yīng)用虛擬化通常包括兩層含義，一是應(yīng)用軟件的虛擬化，一是桌面的虛擬化。 所謂的應(yīng)用軟件虛擬化，就是將應(yīng)用軟件從操作系統(tǒng)中分離出來，通過自己壓縮后的可執(zhí)行文件

9、夾來運(yùn)行，而不必需要任何設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或者與用戶的文件系統(tǒng)相連，借助于這種技術(shù)，用戶可以減小應(yīng)用軟件的安全隱患和維護(hù)成本，以及進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)。 桌面虛擬化就是專注于桌面應(yīng)用及其運(yùn)行環(huán)境的模擬與分發(fā)，是對現(xiàn)有桌面管理自動(dòng)化體系的完善和補(bǔ)充。桌面虛擬化帶來的成本效益也是相當(dāng)誘人的。通過將IT系統(tǒng)的管理集中起來，企業(yè)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種不同的效益，從帶寬成本節(jié)約到提高IT效率和員工生產(chǎn)力，以及延長當(dāng)前系統(tǒng)的使用壽命等。 在以上的虛擬化技術(shù)中，服務(wù)器虛擬化技術(shù)、應(yīng)用虛擬化中的桌面虛擬化技術(shù)相對成熟，也是使用得較多的技術(shù)，而其他虛擬化技術(shù)，則還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。 2.3虛擬機(jī)概述

10、 1、虛擬機(jī)（virtual machine）的定義 虛擬機(jī)（VM）是支持多操作系統(tǒng)并行運(yùn)行在單個(gè)物理服務(wù)器上的一種系統(tǒng)，能夠支持更加有效的底層硬件使用。在虛擬機(jī)中，中央處理器芯片從系統(tǒng)其它部分劃分出一段存儲(chǔ)區(qū)域，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序運(yùn)行在“保護(hù)模式”環(huán)境下。如果在某虛擬機(jī)中出現(xiàn)程序凍結(jié)現(xiàn)象，這并不會(huì)影響運(yùn)行在虛擬機(jī)外的程序操作和操作系統(tǒng)的正常工作。 在真實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)組成中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制硬件資源，負(fù)責(zé)將系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)化成特定設(shè)備控制語言。在假設(shè)設(shè)備所有權(quán)獨(dú)立的情況下形成驅(qū)動(dòng)，這就使得單個(gè)計(jì)算機(jī)上不能并發(fā)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)則包含了克服該局限性的技術(shù)。虛擬化過程引入了低層設(shè)備資源

11、重定向，而不會(huì)影響應(yīng)用層。通過虛擬機(jī)，客戶可以在單個(gè)計(jì)算機(jī)上并發(fā)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。 2、虛擬機(jī)介紹 目前流行的虛擬機(jī)軟件有VMware公司的系列產(chǎn)品、Xen、KVM、VirtualBox、VirtualPC等，它們都能虛擬出多個(gè)計(jì)算機(jī)。 3、VMware的產(chǎn)品 VMware是全球桌面到數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商。全球不同規(guī)模的客戶依靠VMware來降低成本和運(yùn)營費(fèi)用、確保業(yè)務(wù)持續(xù)性、加強(qiáng)安全性并走向綠色。它的產(chǎn)品可以使一臺(tái)機(jī)器上同時(shí)運(yùn)行二個(gè)或更多Windows、DOS、Linux系統(tǒng)。與“多啟動(dòng)”系統(tǒng)相比，VMware采用了完全不同的概念。多啟動(dòng)系統(tǒng)在一個(gè)時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)，在

12、系統(tǒng)切換時(shí)需要重新啟動(dòng)機(jī)器。VMware是真正“同時(shí)”運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)在主系統(tǒng)的平臺(tái)上，就象標(biāo)準(zhǔn)Windows應(yīng)用程序那樣切換。而且在每個(gè)操作系統(tǒng)中都可以進(jìn)行分區(qū)、配置而不影響真實(shí)硬盤的數(shù)據(jù)，甚至可以將幾臺(tái)虛擬機(jī)用網(wǎng)卡連接為一個(gè)局域網(wǎng)。 以下是VMware的兩個(gè)主要產(chǎn)品： （1）VMware vSphere VMware vSphere是較為成熟的虛擬化平臺(tái)，部署在服務(wù)器上，用于企業(yè)級應(yīng)用。vSphere將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)從底層硬件分離出來，從而簡化了IT操作?，F(xiàn)有的應(yīng)用程序可以看到專有資源，而服務(wù)器則可以作為資源池進(jìn)行管理。因此，業(yè)務(wù)將在簡化但恢復(fù)能力極強(qiáng)的IT環(huán)境中運(yùn)行。 （2

13、）VMware Workstation VMware Workstation 是一款功能強(qiáng)大的桌面虛擬計(jì)算機(jī)軟件，支持用戶在單一的桌面上同時(shí)運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，并進(jìn)行開發(fā)、測試、部署新的應(yīng)用程序。VMware Workstation可在一部物理機(jī)器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及可便于攜帶的虛擬機(jī)器。對于企業(yè)的IT開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員而言， VMware在虛擬網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)快照，拖曳共享文件夾，支持 PXE 等方面的特點(diǎn)使它成為必不可少的工具。 2.4虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢 虛擬化技術(shù)近來一直備受關(guān)注，特別是在當(dāng)下經(jīng)濟(jì)疲軟、數(shù)據(jù)中心整合復(fù)雜、IT平臺(tái)異構(gòu)混亂、管理成本大幅增長的情況下，虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢

14、便更為突出：節(jié)省成本、節(jié)能降耗、便于管理、便于部署、便于標(biāo)準(zhǔn)化、易于實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合及利用率最大化。 今天的虛擬化可以用來進(jìn)行服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、桌面應(yīng)用程序的整合，提高系統(tǒng)資源利用率，提高管理靈活性，節(jié)省服務(wù)器空間和能耗成本。 虛擬化是云計(jì)算的基礎(chǔ)，沒有虛擬化就沒有云計(jì)算。 雖然x86芯片的性能已經(jīng)非常強(qiáng)大了，但每臺(tái)x86服務(wù)器的利用率還非常低，可以說，在能源和購置成本等方面的浪費(fèi)極大。但隨著VMware vSphere和開源的Xen等給予x86架構(gòu)的系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的發(fā)展，一臺(tái)服務(wù)器能整合過去多臺(tái)服務(wù)器的負(fù)載，從而有效地提升了硬件的利用率，并降低能源的浪費(fèi)和硬件的購置成本。更重要的是，這

15、些技術(shù)有效地提升了數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化管理的程度，從而極大地減少了在管理方面的投入，使云計(jì)算中心的管理更智能?；趚86架構(gòu)的系統(tǒng)虛擬化技術(shù)是整個(gè)云計(jì)算發(fā)展的基石之一，同時(shí)也是云計(jì)算的幾個(gè)重要核心技術(shù)之一。 對許多企業(yè)而言，桌面系統(tǒng)的安裝、配置和維護(hù)都是其IT運(yùn)營非常重要的一個(gè)方面，桌面系統(tǒng)的分散管理將給整個(gè)IT部門帶來沉重的壓力，而且相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息安全不能被有效地監(jiān)控，同時(shí)企業(yè)更希望能降低終端桌面系統(tǒng)的整體成本，并且使其使用起來更穩(wěn)定、靈活。虛擬桌面云是這方面一個(gè)非常不錯(cuò)的解決方案，它利用了成熟的桌面虛擬化技術(shù)。桌面虛擬化技術(shù)是將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端解耦，在服務(wù)器端以虛擬鏡像的形式統(tǒng)一

16、存放和運(yùn)行每個(gè)用戶的桌面環(huán)境，而用戶則可通過小型的終端設(shè)備來訪問其桌面環(huán)境，系統(tǒng)管理員可以統(tǒng)一管理用戶在服務(wù)器端的桌面環(huán)境，比如安裝、升級和配置相應(yīng)軟件等。這個(gè)解決方案比較適合那些需要使用大量桌面系統(tǒng)的企業(yè)。相關(guān)的產(chǎn)品有Citrix的Xen Desktop和VMware的VMware View。 對于用戶，虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軟件跟硬件分離，用戶不需要考慮后臺(tái)的具體硬件實(shí)現(xiàn)，而只需在虛擬層環(huán)境上運(yùn)行自己的系統(tǒng)和軟件。而這些系統(tǒng)和軟件在運(yùn)行時(shí)，在終端用戶看來，似乎跟后臺(tái)的物理平臺(tái)無關(guān)。 和傳統(tǒng)IT資源分配的應(yīng)用方式相比，虛擬化有以下優(yōu)勢：①提高現(xiàn)有資源的利用程度：通過服務(wù)器整合將共用的基礎(chǔ)架構(gòu)資

17、源聚合在池中，打破原有的“一臺(tái)服務(wù)器一個(gè)應(yīng)用程序”模式。②通過縮減物理基礎(chǔ)架構(gòu)和提高服務(wù)器/管理員比率，降低數(shù)據(jù)中心成本。③提高硬件和應(yīng)用程序的可用性：可安全地備份和遷移整個(gè)虛擬環(huán)境而不會(huì)出現(xiàn)服務(wù)器中斷。④提高桌面的可管理性和安全性：提供相互隔離、安全、高效的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境。 3．物理機(jī)房存在的問題 從目前的機(jī)房建設(shè)、管理和使用上看，計(jì)算機(jī)物理機(jī)房普遍存在以下問題： （1）資源利用率低 計(jì)算機(jī)資源包括硬件資源和軟件資源，計(jì)算機(jī)利用率指計(jì)算機(jī)在正常運(yùn)行中所需求的硬件和軟件資源使用率，如CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤、系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件等的使用率。 計(jì)算機(jī)機(jī)房是高校計(jì)算機(jī)及若干科目教學(xué)質(zhì)量的保證

18、。隨著信息時(shí)代的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，高校為了滿足教學(xué)需要都在不斷地?cái)U(kuò)建計(jì)算機(jī)機(jī)房，隨著計(jì)算機(jī)機(jī)房數(shù)量的增加，規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件性能的提升發(fā)展更是迅猛，從而導(dǎo)致現(xiàn)在的電腦CPU資源嚴(yán)重浪費(fèi)，利用率不到15%。 （2）使用功耗大 今天，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的趨勢。對各類機(jī)房的管理者來說，一方面要通過優(yōu)化運(yùn)行管理，挖掘企業(yè)節(jié)能降耗的潛力；另一方面需要采用新的設(shè)備和節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。 根據(jù)StorageIO Group的統(tǒng)計(jì)，首先服務(wù)器的耗電量占整體資料中心硬設(shè)備耗電量的48％，其次是存儲(chǔ)設(shè)備，占37％至40％，第三耗電的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，占12％至1

19、5％。由此可以看出，如果能減少服務(wù)器的用電量，就可解決資料中心近5成硬設(shè)備的用電量。而另外一項(xiàng)針對全球數(shù)據(jù)中心能源模式轉(zhuǎn)變的調(diào)查報(bào)告指出，亞太地區(qū)(不含日本在內(nèi))的服務(wù)器耗電量每年成長23%，是增長率唯一大幅高于全球平均值（16%）的區(qū)域。 （3）管理維護(hù)不便 首先，機(jī)房管理維護(hù)的內(nèi)容比較多，同時(shí)也比較復(fù)雜，不具有系統(tǒng)性，從廣義上說，硬件設(shè)備的購置或添置、各類軟件的選用、軟硬件故障檢修、用電的安全保障、機(jī)房網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及其技術(shù)、機(jī)房內(nèi)外部衛(wèi)生環(huán)境等等都屬于機(jī)房管理內(nèi)容。其次，由于機(jī)房面向的對象是年輕好動(dòng)的學(xué)生，有些學(xué)生具備較強(qiáng)動(dòng)手能力和破壞能力，這些學(xué)生在上機(jī)過程中，往往喜歡隨意更改計(jì)算機(jī)的桌

20、面配置，增刪系統(tǒng)文件，修改注冊表，或者瀏覽惡意網(wǎng)站、造成機(jī)器感染病毒等等，往往給學(xué)校機(jī)房的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來不少的麻煩。 （4）安全性不高 機(jī)房安全性問題主要包括物理安全和網(wǎng)絡(luò)安全。一旦物理機(jī)遭到嚴(yán)重的破壞，將會(huì)帶來無法彌補(bǔ)的后果。由于學(xué)生較多，計(jì)算機(jī)安全意識(shí)不高，隔離和屏蔽不穩(wěn)定或具有安全隱患的應(yīng)用程序相對困難；問題出現(xiàn)后也難以恢復(fù)。 4. 利用虛擬化技術(shù)搭建“綠色機(jī)房” 4.1利用虛擬化技術(shù)解決所存在的問題 針對物理機(jī)房存在的問題，我們不得不著手解決，如何解決呢？我們可以利用當(dāng)前較為熱門的虛擬化技術(shù)，利用虛擬化技術(shù)及虛擬機(jī)搭建綠色機(jī)房，使用虛擬化技術(shù)對機(jī)房的服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合

21、，提高資源利用率和降低成本，充分利用服務(wù)器的有效資源，改善現(xiàn)有計(jì)算機(jī)體系，提高各應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行速度和系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和安全性，同時(shí)降低能耗，提高對機(jī)房資源的集中管理能力。 4.2綠色機(jī)房的體現(xiàn) 什么是綠色數(shù)據(jù)中心？綠色數(shù)據(jù)中心應(yīng)該參照什么樣的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)？目前，這些問題都還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的答案。行業(yè)內(nèi)對此的認(rèn)識(shí)也不夠深入。以前的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)主要針對計(jì)算機(jī)信息中心，而機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)只是針對基礎(chǔ)設(shè)備層面的技術(shù)需求提出的?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心不但涉及計(jì)算機(jī)設(shè)備，還要應(yīng)對存儲(chǔ)管理和應(yīng)用軟件等方面的挑戰(zhàn)。 綠色數(shù)據(jù)中心是IT技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，也是IT應(yīng)用發(fā)展的必然。根據(jù)全球數(shù)據(jù)中心資料顯示，如果不提高數(shù)據(jù)中心的效

22、率，以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢發(fā)展下去，那么數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)和用電需求將在未來10年時(shí)間內(nèi)翻倍。降低能耗是各企業(yè)所必須關(guān)注的，并成為提高企業(yè)成本競爭力的一個(gè)保障。 對于綠色數(shù)據(jù)中心，業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，沒有形成可以參考的規(guī)范。綠色標(biāo)準(zhǔn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，數(shù)據(jù)中心整體設(shè)計(jì)的科學(xué)合理和設(shè)備的節(jié)能環(huán)保。綠色應(yīng)該體現(xiàn)在通過科學(xué)的機(jī)房設(shè)計(jì)和建設(shè)，形成最優(yōu)化的動(dòng)力環(huán)境配置，實(shí)現(xiàn)初始投入的最小化，在保障機(jī)房設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。此外，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等設(shè)備也要實(shí)現(xiàn)效能比的最大化。第二，滿足系統(tǒng)運(yùn)營的基本要求，同時(shí)確?？蓴U(kuò)展性。 4.3虛擬化與“綠色機(jī)房” 虛擬化是提高數(shù)據(jù)中心效率

23、的一個(gè)重要手段。采用虛擬化技術(shù)不但可以降低硬件購置成本，還能減少硬件的供電容量和制冷容量。 面對眾多服務(wù)器每天消耗的巨大的電力資源，使得企業(yè)為此需要負(fù)擔(dān)高昂的電費(fèi)支出，如果能讓一臺(tái)服務(wù)器完成以前需要數(shù)臺(tái)服務(wù)器才能完成的工作，那為機(jī)房節(jié)省的能源將大為可觀。對此，虛擬化是此方面的最佳解決之道，其能大大提高服務(wù)器的利用率，提升服務(wù)器的效能，能夠有效的減少機(jī)房物理服務(wù)器的數(shù)量，從而為企業(yè)減少大量的采購成本、能源成本和管理成本，能夠減少大量的硬件、供電、制冷和管理成本。 這也就不難理解為何目前主流的廠商都將虛擬化技術(shù)看成近兩年來服務(wù)器技術(shù)革新的重點(diǎn)了。 而綜合來看，硬件輔助虛擬化的擴(kuò)大化、普及化正

24、成為虛擬化發(fā)展的主要方向，且虛擬化早已成為云計(jì)算得以發(fā)展的基礎(chǔ)。而效能、效率、綠色、節(jié)能不僅是服務(wù)器發(fā)展的主旋律，亦是虛擬化追求的目標(biāo)，更是綠色機(jī)房的體現(xiàn)。 5．部署虛擬化環(huán)境 5.1使用VMware Workstation 部署虛擬化環(huán)境 目前常用的虛擬機(jī)主要有VMware和Virtual PC。Virtual PC操作簡便，容易上手，適合初學(xué)者，但其功能沒有VMware強(qiáng)大。VMware采用固定內(nèi)存分配，占用資源大，但進(jìn)入虛擬系統(tǒng)后，操作時(shí)的速度卻明顯比Virtual PC快的多，這是由于VMware調(diào)用了更多的真實(shí)的系統(tǒng)配置！而且它完美支持Linux，其獨(dú)有的“快照”功能，提供了便

25、捷的軟硬件測試環(huán)境切換，其“捕捉屏幕”和“捕捉視頻”功能，是交流學(xué)習(xí)的有用工具，這些都是Virtual PC所沒有的。VMware更像一臺(tái)真實(shí)的機(jī)器，本論文介紹的虛擬機(jī)是VMware Workstation 8，下面就簡單介紹該版本的使用和配置方法。 1、下載安裝：可以通過官網(wǎng)下載，注意選擇適合的系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行下載。 下載完成后進(jìn)行安裝： ①雙擊運(yùn)行VMware安裝程序。 ②在安裝向?qū)е?，詢問用戶，選擇“typical”(典型)或者“Custom” (定制)的安裝方式，我們選擇“typical”(典型)安裝方式 ③出現(xiàn)“Software Updates”(軟件升級)頁面。安裝向?qū)г儐栍?/p>

26、戶，是否“Check for product updates on startup”(檢查產(chǎn)品更新，用以安裝)。這里，去掉默認(rèn)的√，即不檢查產(chǎn)品更新。然后，單擊Next(下一步)。 ④出現(xiàn)“Ready to Perform the Requested Operations”(準(zhǔn)備執(zhí)行請求的操作)頁面。這里，單擊Continue(繼續(xù))。 ⑥等待一段時(shí)間后，出現(xiàn)了“Enter License Key”(輸入許可密鑰)頁面。輸入產(chǎn)品密鑰，一段時(shí)間后即可完成安裝。也可以點(diǎn)擊“skip”跳過輸入密鑰，進(jìn)行免費(fèi)試用。 2、使用配置：安裝完成后，運(yùn)行VMware Workstation，將會(huì)彈出“

27、License Agreement”(許可協(xié)議)窗口。選擇“Yes, I accept the terms in the license agreement”(我接受許可協(xié)議中的條款)，再單擊“OK”，即可使用VMware Workstation。 3.創(chuàng)建虛擬機(jī) ①先在Home界面單擊“Create a New Virtual Machine”。 ②點(diǎn)擊后會(huì)進(jìn)入向?qū)Ы缑?，這里選擇Custom（自定義），然后Next，（Typical(典型)這個(gè)選項(xiàng)當(dāng)然也可以用，選擇Custom能看到到所有的配置，并且設(shè)置項(xiàng)更加自由）。 ③再選擇Next（不用更改默認(rèn)虛擬機(jī)硬件設(shè)置）。 ④接下來到了

28、選擇安裝源這一步，選擇第三項(xiàng)“I will install the operating system later”（我以后再安裝操作系統(tǒng)），選擇Next。如果用前面兩項(xiàng)，并且你使用的是原版鏡像，VMware會(huì)自動(dòng)檢測出來并且啟用EasyInstall。 ⑤下面就需要手動(dòng)選擇操作系統(tǒng)了，這里你要裝什么就選什么，在此要注意位數(shù)的區(qū)分（安裝64位系統(tǒng)需要選后面帶X64的那一項(xiàng)）。 ⑥設(shè)置虛擬機(jī)名稱、路徑、CPU、及內(nèi)存，可以根據(jù)自己的需要修改。 ⑦下面分別是網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、I/O控制器設(shè)置、虛擬磁盤設(shè)置、虛擬磁盤的類型，一般全部默認(rèn)即可。 虛擬機(jī)創(chuàng)建完成，單擊Finish退出向?qū)А? 創(chuàng)建之后虛擬

29、機(jī)還是個(gè)“裸機(jī)”，系統(tǒng)都沒有安裝，所以下面就是要設(shè)置安裝鏡像了。在左側(cè)列表點(diǎn)開這個(gè)虛擬機(jī)，單擊“Edit Virtual Machine Settings”。 選中CD/DVD（IDE）這一項(xiàng)，在右邊設(shè)置系統(tǒng)的安裝源，可以是實(shí)際的物理光驅(qū)，也可以是iso鏡像文件。這里以iso鏡像作為示例。選中Use ISO Image File，單擊Browse，選擇好鏡像文件。 設(shè)置好之后單擊OK確認(rèn)，單擊Power On This Virtual Machine就可以啟動(dòng)虛擬機(jī)安裝系統(tǒng)了。 安裝好系統(tǒng)之后，建議安裝VMware Tools，以使用虛擬機(jī)的其余高級功能。只要保持虛擬機(jī)處于開啟狀態(tài)，然后

30、單擊菜單欄“VM--Install VMware Tools”。 5.2整合服務(wù)器 在完成了虛擬系統(tǒng)的安裝后，就可以對虛擬系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)器的整合配置。在本論文中，進(jìn)行了常見的FTP服務(wù)器、Web服務(wù)器的整合配置。 1.FTP服務(wù)器 在虛擬系統(tǒng)中配置FTP服務(wù)器。 圖 1 在虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中配置FTP服務(wù)器 在真實(shí)機(jī)器上進(jìn)行測試，可以進(jìn)行文件的上傳、下載。 圖 2 其他計(jì)算機(jī)通過虛擬機(jī)的IP地址可以用FTP上傳下載文件 圖 3 虛擬機(jī)中部署FTP，在宿主操作系統(tǒng)中使用該FTP 2.Web服務(wù)器 在虛擬系統(tǒng)中配置Web服務(wù)器。 圖 4 在另一臺(tái)虛擬機(jī)中部署W

31、eb服務(wù) 在真實(shí)機(jī)器上進(jìn)行測試，可以進(jìn)行網(wǎng)站的測試、更新和維護(hù)。 圖 5 從其他機(jī)器訪問虛擬機(jī)上部署的網(wǎng)站 圖 6 虛擬機(jī)中部署網(wǎng)站，在宿主操作系統(tǒng)中訪問該網(wǎng)站的后臺(tái)管理頁面 Web服務(wù)器和FTP服務(wù)器分別在不同的虛擬機(jī)中運(yùn)行，但兩個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行在同一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩個(gè)服務(wù)器工作穩(wěn)定，能滿足客戶端的請求。這樣，本來需要兩臺(tái)物理計(jì)算機(jī)的工作，整合在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上，節(jié)約了一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)的能耗。 6．總結(jié)與展望 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深入的應(yīng)用與發(fā)展，當(dāng)節(jié)能降耗成為當(dāng)今IT領(lǐng)域的一大主題，越來越龐大的數(shù)據(jù)中心與綠色環(huán)保的訴求成為一對矛盾。而虛擬化技術(shù)是

32、解決該問題的方法，在未來的技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中，必將出現(xiàn)各種各樣“虛擬化”新方法和新途徑。 本文查閱了相關(guān)資料，針對學(xué)校機(jī)房存在的問題進(jìn)行研究和改革，提出解決問題的方法，并使用虛擬機(jī)進(jìn)行測試，虛擬化實(shí)施后，虛擬機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行正常平穩(wěn)，宿主機(jī)也保持了非常優(yōu)良的資源利用率和運(yùn)行效率。（1）提高了軟硬件的資源利用率。（2）大量地降低了能用功耗和維護(hù)成本（3）實(shí)現(xiàn)了舊硬件和操作系統(tǒng)的再利用。（4）提高了應(yīng)用系統(tǒng)的安全性。 參考文獻(xiàn) [1] 汪成為. 《我對虛擬化和虛擬現(xiàn)實(shí)的淺見》 [J]. 中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007年，05：18-21. [2] 吳朱華. 《云計(jì)算核心技術(shù)剖析》[M]. 北京：人民郵

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