李 剑

江苏广播电视大学/江苏城市职业学院 江苏南京 210036

P2V技术在校园信息化平台中的应用

李 剑

江苏广播电视大学/江苏城市职业学院 江苏南京 210036

在研究虚拟化并对当前所在的网络中心信息化现状分析的基础上，基于P2V技术并用VMware软件将多个应用系统无缝迁移到构建的虚拟机群中，大大提高了资源利用率，同时提高了系统的可用性和可靠性，实现了降低维护成本等目的。

虚拟化；P2V；校园信息化平台；VMWare

近年来，随着校园信息化建设不断深入，各种应用系统快速增加，网络中心承担的系统维护和管理的工作越来越多。但是由于硬件系统分散，维护工作困难且资源的使用效率不高，使得整个校园信息化的发展遇到瓶颈。

虚拟化技术是实施云计算最关键、最核心的技术原动力，其发展为上述问题提供了新的可行解决方案。本文核心工作是在研究虚拟化并对校园信息化平台现状分析的基础上，采用P2V(Physical to Virtual)技术将校园信息化平台无缝迁移到虚拟机群中，使得平台可以充分利用资源，并且迁移后整个平台的软件系统能正常运行。

1 虚拟化相关技术

1.1 虚拟化的相关概念

所谓虚拟化，现在还是个广泛而变化的概念，IBM将虚拟化定义为“虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束”。虚拟化的核心思想是使用虚拟化软件在一台物理机上虚拟出一台或多台虚拟机，其中虚拟机是指使用虚拟化软件模拟的且具有完整硬件功能的、运行在一个隔离环境中的逻辑计算机系统。虚拟化以透明的、通用的方式向用户提供抽象的各类资源，且对用户隐藏了不必要的细节而享受与物理机相同的用户体验。

服务器虚拟化是将系统虚拟化技术应用于服务器，将一台物理服务器虚拟成若干个服务器使用，它通过虚拟化软件向上提供对硬件设备的抽象和对虚拟服务器的管理。服务器虚拟化能够通过区分资源的优先次序并随时随地将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理并提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源。

1.2 P2V技术

系统迁移是指把源主机上的操作系统和应用程序移动到目标主机，并且能够在目标主机上正常运行。通常，物理机之间的迁移依靠的是系统备份和恢复技术，即在源主机上实时备份操作系统和应用程序的状态，然后把存储介质连接到目标主机上，最后在目标主机上恢复系统。目前，系统迁移主要分为3类：P2V，V2V(Virtual-to-Virtual)，V2P(Virtual-to-Physical)。

所谓P2V，即从物理机到虚拟机的迁移，它能迁移物理服务器上的操作系统及其上的应用软件和数据到VMM(Virtual Machine Monitor)管理的虚拟服务器中(如图1所示)。

图1 P2V的原理图

其主要涉及3种角色(见表1)。

表1 迁移的角色

在迁移过程中，由控制机获取源物理机的资源信息，在目标机开辟相应的虚拟机。控制机读取源物理机的硬盘及配置信息，将硬盘数据进行转换，形成相应的虚拟机磁盘数据，并在目标机上部署。

1.3 VMware

当前，虚拟化业界的主要公司VMware，Xen，Microsoft都推出了各自的服务器虚拟化软件。VMware提供了一整套基于虚拟机构架的虚拟硬件，包括主板芯片集、CPU、内存、磁盘、端口以及显示设备等。每个虚拟机在这些抽象的资源上运行各自不同的操作系统和应用程序，支持多种操作系统。VMware与同类产品比较，可以更好地利用硬件和软件资源，具有全面的可用性和灾难恢复产品。其配套的VMware vCenter Converter提供了快速而高效的P2V服务，并能提供热迁移等多种服务方式。

2 P2V的实施

2.1 现状分析

当前，校园信息化平台现状的发展遇到瓶颈，具体如下：

(1)校园信息化平台承载的子系统多且分散部署在多台服务器上，对于系统管理员而言，维护多台机器工作量很大。网络中心信息化平台的现状如图2所示。

图2 校园信息化平台的各组成系统的拓扑图

(2)资源利用率低。每个信息系统独占服务器，而信息系统本身对于服务器的利用率往往较低，服务器的CPU使用率经常在5%～20%。大量的计算资源被浪费，同时需要空调等制冷，进而造成了电力资源浪费。

(3)单一系统的负载能力不能满足不断增加的服务访问请求。

(4)系统硬件已经有一定年限，随着时间推移，承载应用系统的多台PC机或服务器硬件的可靠性和可用性下降。虽然配备了新的高性能机器，但直接在上面克隆出各项校园信息化平台是困难的。

因此，使用P2V技术对解决校园信息化平台的发展瓶颈是非常必要的。简单来说，就是使用P2V对现有的信息系统进行系统迁移并整合，从以往单台服务器运行单信息系统，迁移到虚拟机群里，统一使用资源。

2.2 系统规划

系统迁移前，需要对校园信息化平台的所有子系统进行分析，以保障顺利运行。对于每个子系统，必须对其在虚拟机中的部署情况进行规划，需要考虑以下方面：

(1)系统部署环境，即考虑该信息系统需要的环境，包括其操作系统、网络环境等，以便在服务器内划分相应的资源提供给该系统部署使用。

(2)独占性，即系统是否可与其他系统整合，共同部署在一台虚拟机中，或是需要独占虚拟机。

(3)安全性，即系统是否需要与其他虚拟机进行隔离屏蔽。

2.3 迁移实施

2.3.1 系统数据收集评估

收集系统数据，用以评估系统虚拟化的必要性。一般来说，可以使用Windows的性能工具收集整理各个服务器上信息系统的运行状况，如CPU、存储器和网络状况等指标。

2.3.2 系统整理

在迁移前，先对相应系统和服务器进行清理，避免因为文件过多导致迁移时间和系统停机时间过长，影响系统的日常使用。另外过多无用的文件迁移也会产生无谓的消耗，占用大量资源。

2.3.3 P2V迁移

在迁移过程中使用的VMware ESX Server作为目标机，其功能是将处理器、存储器和网络资源抽象为多个虚拟机；使用VMware Converter Standalone作为控制机，用于将虚拟机和物理机转换为VMware虚拟机。其中，在VMware Converter Standalone中包含有多个组件，其各个组件在迁移过程中的角色(见表2)。

表2 Vmware Converter组件

2.3.4 测试交付

在完成物理机向虚拟机的迁移过程后，需要将虚拟机部署到网络中进行试用。经过7×24h的稳定试用，并经受相应的压力和功能测试后，即可交付试用。

3 结果分析

在完成物理机向虚拟机的迁移后，经过各项测试，各信息系统可以发挥原有的功能。经压力测试，虚拟机表现出的各项性能指标与原系统相近。同时，整个系统平台的各项性能指标都得到明显提升。其前后对比见表3：

表3 迁移前后的数据对比

4 结束语

如何在现有平台上构建提供更有质量的平台服务，以及如何在平台上开发更为有效的应用以提供软件服务将是未来的工作重点。同时，由于系统的整合，使得现有的服务器更加集中。这一变化带来了管理高效便捷的同时，也隐藏了巨大的安全隐患。因此，基础设施的安全性也将是未来研究的重要方向。

[1] 虚拟化与云计算小组.虚拟化与云计算[M].北京：电子工业出版社，2009

[2] 黄伟敏.服务器虚拟化技术在铁路施工企业的应用[J].科技管理研究，2010，16

[3] 黄海广.VMware虚拟化技术在海洋渔业系统中的应用[J].海洋信息，2010

[4] 戚淮兵.构建基于虚拟机的计算机实验室[J].教育信息化2006，10

[5] 雷万云.云计算技术、平台和应用实例[M].北京：清华大学出版社，2011

[6] 虚拟机之家.VMware虚拟机实用宝典[M].北京：中国铁道出版社，2007

Application in campus information platform with P2V technology

Li Jian
Jiangsu radio and TV university, The city college of Jiangsu, Nanjing, 210036, China

This paper majors in the study of visualization technology and the analysis of the requirement in the network center with the P2V technology and VMware, these systems have been migrated to the virtual machine cluster. This makes full use of the software and hardware resources and improves the quality of system especially in reliability and usability aspect.

virtualization; P2V; campus information platform; VMware

2011-10-24 稿件编号：1110094

李剑，硕士，工程师。