学生机房虚拟架构设计

学生机房虚拟架构设计

在技术革新如此迅速的今天，新技术的实施带来的是成本与资源的节约，以及人力与物力的高效利用。在我们学校，学生机房就是一个能源耗损相当可观的地方。本文以节能、高效为出发点，从操作系统的架构开始，以虚拟技术为核心展开论述。论证一个切实可行的机房维护实施方案。

现状：

    学生机频频中毒、杀毒软件几乎不更新、U盘等移动存储使用频率高、还原软件效果均不理想、ARP病毒时时造成网络拥塞、局域网服务没有提供……

分析：

    中毒是任何时候都无法避免的，只要杀毒软件能够做到及时更新、周期扫描就可以解决。只是，这一点很难做到：其一、杀毒软件更新需要生新设置还原软件；其二、每台机器均要连接到外网在同时更新时会影响网络性能；其三、每次全盘扫描要持续较长时间，期间会耗费大量的电能增加了维护成本。学生之所以使用U盘，是由于学校没有提供集中存储的服务，U盘很快就变成了毒盘，会使学生机染毒，加快了机器的维护频率！

常用解决方式：

    硬盘对拷是机房管理员最常用到的维护方式，往往需要将机箱拆卸下来，搬到工作台去恢复系统，期间会对硬盘数据线、电源线进行拔插，对硬件造成磨损。每次拆机、恢复系统、装机均会用去近一个小时的时间，要是同时有多台机器需要维护对管理员的体力是一种挑战！网刻是利用组播原理使用Ghost软件，对大量计算机同时进行备份恢复的技术。这种技术的优点，是集中恢复系统。只是在具体应用中很多的软件在通过Ghost恢复后，不能正常使用。如：用友。解决方式只能是，在恢复完成后再行安装。总之，现在的维护方式是很传统的、较落后的方式。新的技术在各个方面正在不断的涌现，在计算机维护方面也同样。新的技术会给我们提供新的解决问题的方式。

问题提出：

    如何才能在节省电力、人力的前提下，高效而又简单的对计算机进行维护？这个问题一直困扰着机房管理员。

新的思路：

    现在我们的学生用计算机的配置已今非昔比，CPU的处理能力，内存、硬盘的容量与存取速度都比以前强大很多。给接下来要介绍的虚拟技术提供要实施的前提。虚拟计算机技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU 并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。[引自百度百科“计算机虚拟化技术”词条]

    借助虚拟技术，可以将操作系统与硬件的结合程度变得松散，提升其逻辑层次，从而使对操作系统的管理与管理软件的难易程度相当。而对系统的备份与恢复，就相当于文件的复制与粘贴般简单。

实施方案：

关于虚拟技术的阐述，有些抽象，相信看了下面的文字你会对其有个准确的认识。

在这里我给出的方案是单个计算机基于Linux操作系统的VMware虚拟机环境。如图1所示，我们将从由低到高五个层次来认识虚拟架构的设置。

 

 

 

  首先是硬件层，诸如机箱、显示器、鼠标、键盘之类的构成计算机的物理部件。这是最基础的构成部分。

  给机器安装一个经过定制的Linux系统做为第二层，依托其稳定性与强大的网络能力，可以在这个层次实现很低的故障率，也可以提供一些相关的服务，还可以在将来开设操作系统课程时直接在教学中使用。

  在Linux系统中安装VMware软件来实现全仿真的虚拟计算机环境。在Linux操作系统看来VMware就是一个应用软件，它的功能就是可以用来在其中安装Windows、Linux、Unix等诸多种类的操作系统。

  在Vmware中安装教学中需要的Windows操作系统。Windows系统在安装完成后与没有使用虚拟技术时候的区别就是它是安装在一个软件中的，而且在安装完成后位于硬盘上的就是几个文件而已，通过复制、粘贴这些文件便可以生成多个系统。可以实现安装一次多次使用。

  最后一个层次也是最高级的层次。机房中的所有技术最终都是要为教学服务的，所以Windows系统中教学环境的设置是很重要的。教学环境的设置就是一些应用软件的安装，在虚拟环境中软件的安装与以前非虚拟环境中的安装是一模一样的。

虚拟环境中的机房维护:

    搭建虚拟环境的出发点，就是为日常维护提供方便的，而日常的维护也会影响到对机器、电力的损耗。

    在图一的五个层次中，各个层次之间均可以有一个维护层，如图2所示。这样机房管理员便可以从多个层次介入维护，也使维护工作变得更加的灵活，方式也更加的丰富多样了。

 

通过图2可以看到，维护层的逻辑位置和实现技术手段，有些是我们所熟知的，诸如Ghost、雨过天晴、还原精灵。这些在这里就不赘述了，下面仅就硬件层、Linux系统层、VMmware层之间的两种维护手段说明一下，本文所要阐述的重点所在。

 

Clonezilla中文名称叫做“再生龙”，是由台湾工程师开发的功能比Ghost更为强大的克隆软件。Clonezilla SE (服务器版) : 可以同时克隆计算机，据测试：41台计算机5.6 GBytes只要10分钟就可以完成！而且它并不局限于文件系统的格式，几乎支持所有的文件系统的备份。更重要的是，它还是一个开源软件，可以免费获得。

通过使用“再生龙”的克隆功能，我们可以将 “Linux系统” 及以上各层（见图3），整体备份，再通过组播方式进行网络分发。方便实现，一台机器安装系统，整个网络免安装。节省了大量的时间，由于新方式下的恢复备份比传统的速度快得多，使机器用于在维护的开机时间大大缩短，一年下来节省的电费也是很可观的。                  

“再生龙”往往用来恢复计算机中所有的文件，而 “文件复制、粘贴”方式则是在Linux系统环境下，针对性的恢复虚拟机（VMware）生成的文件——安装的Windows系统。简单的说就是，在VMware中安装好Windows系统后，会在磁盘上产生一个对应文件夹。备份这个Windows系统，只需把这个文件夹“复制”到其它目录即可。等着要恢复系统时，再从其它目录“粘贴”回来即可。几乎没有任何的操作难度，点几下鼠标就可以，几分钟就搞定！

结语：

这个设计正在实验阶段，所以此文并不能给出详细的实际数据。

当我们的管理员从繁重的维护系统的泥沼中解放之后，便可以集中精力关注更多高级的应用，以更好的服务于教学、服务于学生。期待那一天早日到来。

实验的设备均由学校实验楼提供，感谢学校；所有的知识均来源于网络，感谢网络！

郑云辉

2011年3月2日星期三

本文出自 “天匆云汇” 博客，转载请与作者联系！