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政府部门信息化建设——应用虚拟化技术
  来源:比特网       日期:2012-03-19     【字号 大  
 

  虚拟化在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。通过对虚拟化技术的运用,可以对政府部门的现有的设备资源进行整合和利用,从而构建一个功能相对强大的数据中心,为各工作站提供更多的服务。甚至可以建立一个桌面管理和控制中心,通过在可集中存储的虚拟机中将桌面操作系统、应用程序和用户数据封装为一组文件,实现更强的策略执行力度和更高的数据安全。

  虚拟化技术

  1 应用背景

  目前,在许多政府机关部门特别是一些功能性较强、信息化建设开始较早的机关单位中,往往运行着十几个甚至是几十个应用系统,这些应用系统往往是在不同时期,由不同的开发者开发的,按照以前的信息化建设模式,通常是一个物理机运行单个应用,大多数时候,这些服务器的负载通常只有10%-15%,但是,为了确保一些重点应用系统的业务连续性,还不得不采用双机热备的方式,对这些负载本就不高的服务器再做一个备份,这就造成了服务器数量的急剧增加。随着服务器数量的增加,机房空间饱和、电力负荷过大的问题日趋严重,尤其是在工作峰值时段,因散热问题引发的系统故障更是频发不断。而有的应用系统一旦因硬件问题而停摆,后果往往是灾难性的。

  还有,每个单位都有自己的工作数据或者档案数据,也许机关单位中的数据并不像大企业的数据,每天都以几十甚至几百G的速度在增加。但日积月累,加上对重要数据所做的备份,数据量也不可小觑。目前大多数机关单位的数据存储使用还是采用文件服务器的方式。文件服务器是为网络上各工作站提供完整数据、文件、目录等信息共享,对网络文件实行统一管理的服务器,提供如文件共享及处理、网页发布、FTP、电子邮件等多种服务。正因为提供的服务多,其上的各种数据也多,受文件服务器磁盘空间的限制,备份的数据要经常转移到其他服务器上去,效率很低。而且文件服务器受其自身所提供的服务及自身操作系统的影响,数据的安全性并不好。所以,在单一服务器的存储设备上存放所有数据并进行集中访问的数据管理方式变得越来越不可靠。

  再一方面,有的部门因为各种各样的原因,分支机构与主办公地点地理位置相隔较远或者非常分散,为了节省开支,这些分支机构一般不设专门的维护人员。这样,这些分支机构中的各个计算机工作站,其应用软件的部署和维护就成了大问题。此外,由于一些不恰当的操作,计算机病毒泛滥、系统崩溃等现象时有发生。

  为了解决以上的问题,有必要使用目前日臻成熟的虚拟化技术,对政府部门的现有的设备资源、数据资源进行整合,构建一个功能相对强大的应用中心,为各工作站提供更多的服务。甚至可以建立一个桌面管理和控制中心,通过在可集中存储的虚拟机中将桌面操作系统、应用程序和用户数据封装为一组文件,实现更强的策略执行力度和更高的数据安全。

  2 解决方案

  目前技术比较成熟的各类用途的虚拟化软件有很多,技术手段也不尽相同,本文着重讨论两种应用比较广泛的模式:

  (1)单一资源的多个逻辑表示这种模式是虚拟化最广泛使用的模式之一。它只包含一个物理资源,但是它向消费者呈现的逻辑表示却仿佛它包含多个资源一样。消费者与这个虚拟资源进行交互时就仿佛自己是惟一的消费者一样,而不会考虑他正在与其他消费者一起共享资源。

  对这种虚拟化模式的描述,让人很容易想到虚拟机技术,即利用虚拟化技术将一个物理计算机虚拟出多个逻辑计算机,在这些逻辑计算机上进行的各种操作就和在一台真实的计算机上操作一样。虚拟机技术有很多应用,在这里,对我们最有用的功能就是通过虚拟机技术,可以将现有的一些配置较高但是负载较低的服务器虚拟出适当数量的逻辑服务器,每个逻辑服务器上都可以运行一个应用,这样一台服务器就可以完成原来几台服务器才能完成的工作,这些高性能服务器的性能也得到充分发挥,避免了资源浪费。同时,也可以节约下来因服务器数量增长带来的机房扩建、能源消耗、维护人工等费用。目前,VMware、Sun、IBM等几家知名的大公司都有比较成熟的服务器虚拟软件,可以按需求的侧重点不同选择,这里就不再赘述。

  (2)多个资源的单一逻辑表示这种模式包含了多个组合资源,以便将这些资源表示为提供单一接口的单个逻辑表示形式。在利用多个功能不太强大的资源来创建功能强大且丰富的虚拟资源时,这是一种非常有用的模式。存储虚拟化就是这种模式的一个例子,存储虚拟可以将若干分散的存储设备组合在一起,将它们呈现为一个大型的单一存储设备。消费者并不知道自己的数据被分散到了多个存储上,以消费者的视角来,就像只在一个存储设备上进行操作一样。

  虚拟存储可以分为基于主机的、基于存储设备的和基于网络的虚拟存储,但只有基于网络的虚拟存储才算得上是真正意义上的虚拟存储。目前主流的基于网络的虚拟存储实现技术主要可分为SAN(Storage Area Network存储区域网)和NAS(Network Attached Storage网络附加存储)。简单来说,SAN就是控制服务器加上存储设备再加上一个高速网络,是一套系统;而NAS则可以看作存储控制器加上存储设备的组合,是一台内嵌操作软件的设备。SAN响应性能很好,扩容也方便,但是其高昂的建设费用和复杂的实现技术限制了其应用,相比之下,NAS的建设要简单和经济得多,完全可以在现有的设备架构和网络环境上很快地建立起来,也完全可以满足要求,性价比较高,适合大多数政府机关的数据存储和使用特点。通过建立NAS整合数据,不仅使数据分散无序的局面大为改观,还可以通过大多数NAS系统自带的灾备功能在一定限度内保证数据的完整和安全。

  多个资源的单一逻辑表示这种模式还有另一个应用就是集群技术,即是将多台服务器用集群软件连接在一起,组成一个高度透明的大型服务器群的计算机系统,作为一个整体为客户端提供服务,客户端能共享网络上的所有资源,如数据或应用软件等,集群服务可以对应用程序和资源进行监控,并能够自动识别和恢复众多故障状况。如果集群中的某一台服务器由于故障或维护需要而无法使用,资源和应用程序将转移到可用的集群节点上。集群技术看起来非常美好,遗憾的是对硬件的要求比较高,集群的节点服务器最好是配置完全相同的,对服务器的档次也有一定的要求。因此,集群方案只对业务连续性要求极高的部门比较有吸引力。

  其实远程工作站问题的解决方案可以算作是模式A和模式B的组合应用,就其原理来说,其基本的层次有3层,一层是工作站端,每个工作站向位于中间层的控制服务器发出请求,说明想要运行什么样的程序或者产生了怎样的数据、想要做怎样的操作等等,控制服务器负责将这些请求协调转发给数据中心层(实际上是一组提供服务的服务器),数据中心收到控制服务器转来的消息,则针对不同工作站的请求做出相应的响应,然后通过网络将结果传给控制服务器,控制服务器又转给各个工作站。由于有控制服务器在中间协调转发和控制、分配数据中心服务器的任务,各工作站不必关心向哪台具体的服务器发送请求,而是向整个数据中心发送请求,数据中心的服务器组在逻辑上就像是一台独立的服务器,这是模式B的应用体现。而数据中心传送不同操作结果给各个工作站,使各工作站看起来像在本机上操作一样,一个资源产生多个逻辑表示,则是模式A的应用体现。通过远程桌面系统,工作站实际上并不在本机上发生实际的操作,所有的应用软件、中间数据、结果,都可以存放在数据中心,其间的逻辑也由数据中心负责运算,实际上,这就是当前热议的“云”技术的主要运用。这样,大大减少了工作站因为部署应用软件、误操作、系统崩溃、病毒而带来的维护和修复工作。

  3 结语

  当今是一个注重效率的时代,政府部门也应该与时俱进,切实行动。可以看到,通过运用目前已经比较成熟的虚拟化技术,可以将政府机关部门里现有的服务器资源进行整合,使服务器的运转更加合理,也更有效率,通过建立数据中心和远程桌面系统,使各工作站的部署变得更加便捷,维护也更加方便。从而节约大量时间、人力和财力,提高了整个机关的工作效率。

 
 
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