探讨应用VMware来改善计算机机房使用和管理

论文导读：
【摘要】计算机机房作为计算机基础等多门课程的教学实施和课程实践场所，各种计算机软件和硬件故障等理由给传统的计算机机房的管理带来了挑战，应用VMware能有效改善机房的使用和管理。
【关键词】机房管理;虚拟机
引言
计算机机房作为计算机基础等多门课程的教学实施和教学实践场所，其使用大大提升了教学效果。可是使用频率过高，硬件升级换代较慢，各种计算机软件和硬件故障等理由给传统的计算机机房的管理带来了挑战，如何应用新兴的虚拟化技术改善计算机机房管理是一个值得深入研究的课题。

1.当前计算机机房使用和管理目前状况分析

当前，我们学校机房在实际的使用和管理中，还是存在以下理由。

1.1 机器启动频率过高，超负荷运载。

由于学校机房承担了《计算机基础》、《VB程序设计基础》、《信息化安全保密》等多门课程的教学和实践任务。每个学期有限的几个机房要承担几十门次的课程任务，计算机机房长期超负荷运载。一般家用台式机使用寿命是5-8年，机房机器的使用寿命应该远远低于这个值，一般需要三年更新一次硬件配置。[1]而我校的实际情况是2007年配置安装的电脑机房一直沿用至今，虽然每年都通过硬件检修配换的方式进行维护，可是还是经常由于计算机老化的理由造成机器故障，影响正常教学的进行。

1.2 硬件兼容性和硬盘保护带来的理由

我们学校机房采用的是联想电脑，配套有联想的硬盘保护和同传系统。联想的同传系统要求硬件检测，主板硬盘等硬件型号必须一致才能完成同传。这就要求每次机器硬件故障都必须联系联想公司的维修人员上门服务，机房管理人员不敢轻易动手检测维修。这大大延长了机器故障的维修周期，耽误正常教学。硬盘保护系统虽然能起到保持计算机机房系统的稳定性的作用，可影响正常教学，如学员在上课作业过程当中，由于机器故障电脑蓝屏或者重启，作业难以保存，需要重头做起。我们当前一般采取考试时候取消硬盘保护系统，考试完成再重新恢复，这样大大增加了机房管理难度。

1.3 软件上难以完成教学实践的需求

由于教学需要，机房电脑上一般都安装了windows操作系统，office办公软件、图形图像处理软件、数据库软件、和VB、C语言等软件，此外还安装了教学管理软件。由于有些软件相互不兼容，需要多次采用网络同传进行系统维护。此外由于硬盘保护的理由，很多教学实践没法进行。如进行操作系统教学时，学员无法完成操作系统或者是应用软件的安装操作。
针对上述机房管理中存在的理由，我尝试采用VMware虚拟机技术来解决。

2.虚拟机技术介绍

虚拟机技术是当代最激动人心的科学成就之一[2]虚拟机最大的优点就是能实现资源的重复利用，当前，虚拟基础架构可以使X86服务器的资源利用率从原来的5%-15%提高到60%-80%，并且在短短几十秒的时间里就可以完成新的应用程序的资源调度[3]虚拟机技术是从逻辑上而不是从物理角度来进行资源的分配。对于使用者来说，虚拟机技术实现了计算机硬件和软件的完全分离。用户不需考虑硬件的具体实现，而只需要在虚拟层面上运转自己的系统和软件，并且这些系统和软件在运转时，跟实际的物理平台和物理资源是隔离的。通过在一台物理计算机上安装虚拟化管理软件，就可以在虚拟化软件上安装多个操作系统，每个操作系统相互独立，互不影响，这和传统的在单独电脑装几个操作系统，但是同时只能运转其中某一个操作系统是完全不同的。
虚拟机通过在传统计算机的硬件和操作系统（OS：Operating System）中间插入了一个新的软件层，也就是虚拟机监视器（VMM：Virtual Machine Monitor，也称为Hypervisor）。VMM可以模拟出多个虚拟机（VM：Virtual Machine），在每个VM上就可以安装运转不同的操作系统，我们把这些OS称作Guest OS，区别于传统的、直接运转于硬件之上的OS。VMM为每个VM提供保证一定质量的资源（如CPU时间、内存、网络带宽等），VM之间完全隔离和独立，这种服务质量保障能力和安全隔离能力给虚拟机技术带来了强大生命力。
图1 虚拟机系统结构图

3.虚拟化技术在机房使用和管理上的具体实施应用

根据学校机房的特点和实际实践，决定使用VMware workstation虚拟机技术，因目前机房都有硬盘保护系统。故本方案实施时，结合使用联想的网络同传传输功能和硬盘保护功能。 实施步骤如下：
3.1 在机房任意选择一台电脑，划分出一个80G左右的C盘，重新安装windows XP操作系统，装好教学软件。然后在windows XP操作系统上安装VMware workstation。根据需求，虚拟出一个虚拟机，在虚拟机上安装好windows XP操作系统（即Guest OS），然后在Guest OS上安装上课所需其他应用软件。然后安装好VMware tools ，让虚拟机可以跟宿主机进行通信。然后把应用程序的安装文件从宿主机上拷贝到虚拟机上。同理，可以根据需求虚拟出多个虚拟机，分别安装windows7、Linux、windows server 2003等多个操作系统。还可以准备一个系统安装的镜像文件，提供学生进行操作系统安装的实践操作。
3.2 给宿主机做好硬盘保护，然后利用联想的同传系统分发给所有学生机，这样每个学生机可以在宿主机操作系统上启动VMware平台，然后根据需要加载不同的Guest OS，也可以自己新建虚拟机，然后根据镜像文件重新安装操作系统和相关的应用软件。

4.虚拟化技术优点分析

4.1 充分发挥已有硬件效率

虚拟机能独立于宿主机的硬件，能充分利用现有硬件资源，在机房更新换代不及时的情况下，让已有的硬件条件满足教学需求。同时，每个学生都能在宿主机上使用自己独立的虚拟机，不需要多次重复开关电脑，能延长电脑使用寿命。

4.2 避开软件冲突

由于同一宿主机上的每个虚拟机相互独立，在每个虚拟机上安装不同的操作系统和应用软件，根据教学需求选择不同类型的虚拟机，能有效避开在同一电脑上安装不同应用软件带来的软件论文导读：
冲突。如不同类型的数据库安装。同时在宿主机上安装保护系统，虚拟机的创建和删除都不影响宿主机的稳定性，能大大减少机房维护的成本。

4.3 能增加学生的实践操作能力

在宿主机上通过硬盘保护，起到对宿主机系统稳定的保护作用，而不同学生。而学生在虚拟机上的操作不会影响宿主机，这样很多传统机房应用中学员难以完成的实践操作，如操作系统的安装，应用软件的安装与删除等都能在虚拟机上完成，能有效增强学员的实践操作能力。
5.小结
虚拟机技术可以在一台计算机上模拟出多台虚拟计算机，方便工作的开展，提高现有机器硬件的使用效率，减轻了计算机机房管理人员的工作负担。虚拟机技术在计算机机房中的应用可以方便学生对操作系统进行更改，降低机器瘫痪和机器受损理由的发生。虚拟机技术能有效改善计算机机房的使用和管理。
参考文献
[1]催炜荣.桌面虚拟化在高校公共机房中的应用探讨[J].电子世界，2012（6）：8-9.
[2]Roscnblum M，Garl'mkel T.Virtual Machine Monitors： Current technology and future Trends[J].Computer， 2005，38（5）：39-47.
[3]李群明.服务器虚拟化技术在高校数据中心的应用[J].邯郸职业技术学院学报，2009，22（3）：56-59.
作者简介：程容斌（1981—），男，湖南武冈人，研究生，讲师，主要研究方向：计算机教学。