CN103888420A - 一种虚拟服务器系统 - Google Patents

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罗志良
蔡宁
莫宏庆
郑旌华
蹇晓
吴福维
关艳虹
李洁
黄雨
潘维东
邓毅坚
李革新
彭少辉
杨忠
邓晓辉
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Abstract

本申请公开了一种虚拟服务器系统，包括：管理服务器、客户端、客户端和多个服务器群组，其中，每个服务器群组内均包括至少一个台物理服务器；管理服务器与多个服务器群组相连接，管理服务器在多个服务器群组内建立多个虚拟机，多个虚拟机之间相互独立，并且多个虚拟机可共享一台物理服务器；客户端与管理服务器、多个服务器群组相连接，用于控制管理服务器建立并管理多个虚拟机；客户端与多个服务器群组相连接，用于接收用户操作，控制多个虚拟机中的一个。本申请实施例提供的该系统借助虚拟机，可以在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源以实现最高效率，资源在多个虚拟机和应用程序之间进行共享。因此，可大大降低维持服务器所消耗的电能。

Description

一种虚拟服务器系统
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种虚拟服务器系统。 
背景技术
服务器是金融系统IT基础架构的重要组成部分，近年来，随着信息化建设的快速推进，服务器的数量增加很快，以普通银行的一个省级分行为例，通常需要服务器的总数已经超过500台。 
随着服务器数量的不断增加，管理压力也越来越大，对机房的配套网络、供电、空间和空调均提出了更高的要求。这是由于服务器在工作时，对物理环境要求较高，物理环境主要是指服务器托管机房的设施状况，包括：通风系统、电源系统、防雷防火系统以及机房的温度、湿度条件等，这些因素将会直接会影响到服务器的寿命和所有数据的安全。 
而为了保证服务器能够正常工作，就必须维持服务器所需的物理环境，在长期运行时，会存在能耗较高的问题。 
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种虚拟服务器系统，以解决现有服务器存在能耗高的问题。 
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下： 
一种虚拟服务器系统，包括：管理服务器、客户端、客户端和多个服务器群组，其中， 
每个所述服务器群组内均包括至少一个台物理服务器； 
所述管理服务器与多个所述服务器群组相连接，所述管理服务器在多个所述服务器群组内建立多个虚拟机，多个虚拟机之间相互独立，并且多个虚 拟机可共享一台物理服务器； 
所述客户端与所述管理服务器、多个服务器群组相连接，用于控制所述管理服务器建立并管理多个所述虚拟机； 
所述客户端与多个服务器群组相连接，用于接收用户操作，控制多个虚拟机中的一个。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统中，所述客户端包括： 
安装/配置单元，用于建立所述管理服务器与多个所述服务器群组之间的连接，创建一功能数据中心，并在所述功能数据中心内创建多个虚拟机； 
网络设置单元，用于将一个虚拟机网络连接到指定虚拟交换机端口组，在虚拟机系统内设定IP、掩码和网管信息； 
存储单元，用于控制所述虚拟机在物理服务器之间进行迁移； 
备份单元，用于将所述虚拟机进行备份。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器进一步包括：web浏览器，所述web浏览器通过网络与多个所述服务器群组内的所述虚拟机相连接，用于作为信息交互平台，方便用户使用所述虚拟机。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统中，所述web浏览器为平板电脑、智能终端或智能移动电子设备。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统中，所述管理服务器采用VMware ESXi软件在多个所述服务器群组内建立多个所述虚拟机。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统中，所述客户端采用VMware vSphere软件控制所述管理服务器建立并管理多个所述虚拟机。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统中，所述物理服务器为VMware ESX服务器。 
优选地，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统中，同一物理服务器上的各个虚拟机可以运行不同类型的操作系统。 
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该系统借助虚拟机，可以在 多台虚拟机之间共享单台物理机的资源以实现最高效率，资源在多个虚拟机和应用程序之间进行共享。 
因此，本申请实施例提供的该系统采用少量物理服务器，大大减少了物理服务器的数量，进而减少大量服务器运行对物理环境的要求，减低了维持服务器物理环境所消耗的电能。 
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本申请实施例提供的一种虚拟服务器系统的结构示意图； 
图2为本申请实施例提供的客户端的结构示意图； 
图3为本申请实施例提供的了另一种虚拟服务器系统的结构示意图。 
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。 
虚拟化技术是一个广义的术语，在计算机领域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。虚拟化技术把应用、数据和物理系统分开，从而增加了灵活性，使得物理资源可以更好地配合工作负载和数据存储要求。在所有通过虚拟化技术对IT环境进行优化和管理的软件中，VMwareVsphere得到了最为广泛的应用。VMware Vsphere将标准x86架构的服务器，包括其现有的处理器、内存、磁盘以及网络设备转换到一个逻辑运算资 源池中，操作系统及其应用程序被隔离到安全、可移动的虚拟机中。随后，系统资源会根据需求和优先级动态地分配给每台虚拟机，这种对服务器资源的利用和控制可与大型机相媲美。 
虚拟机可以在资源池中的任一物理服务器上运行，并且无需宕机便可在这些服务器之间无缝地转移，因此，就可以将虚拟机动态、自动地分配给资源池中最合适的主机，从而保障应用程序的服务级别。通过将硬件资源聚合到资源池，IT环境可得到优化，进而满足不断变化的业务需求，同时确保灵活性以及硬件资源的高效利用。 
虚拟化的价值包括以下内容：减少物理服务器的数量，提供一种服务器整合的方法，减少硬件采购成本；简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用；提高服务器资源的利用率，提高服务器的计算能力；通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩机房成本；通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力；提高可用性，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境；在不中断用户工作的情况下进行系统更新；支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。 
图1为本申请实施例提供的虚拟服务器系统的结构示意图。 
如图1所示，该虚拟服务器系统包括：多个服务器群组1、管理服务器2、客户端3和客户端4，其中，多个服务器1与管理服务器2、客户端3和客户端4之间均通过网络相连接。 
服务器群组1的个数，在实际应用中，可以根据需要自由设定。在本申请实施例中，服务器群组1的个数为3个，如图1所示，分别为服务器群组1a、服务器群组1b和服务器群组1c。 
在每个所述服务器群组内均包括至少一个台物理服务器，在本申请实施例中，物理服务器选用VMware ESX服务器。 
管理服务器2与多个所述服务器群组1相连接，管理服务器在多个所述 服务器群组1内建立多个虚拟机，并且多个虚拟机之间相互独立，并且多个虚拟机可共享一台物理服务器，即同一物理服务器上的各个虚拟机可以运行不同类型的操作系统。 
每个虚拟机的功能齐全，并且可像“真实”计算机一样运行其自身操作系统和应用程序。在实际应用中，管理服务器2采用VMware ESXi软件在多个所述服务器群组1内建立多个所述虚拟机。 
另外，虚拟机还可以看作一种高度隔离的软件容器，它可以运行自己的操作系统和应用程序，就好像它是一台物理计算机一样。虚拟机的行为完全类似于一台物理计算机，它包含自己的虚拟（即基于软件实现的）CPU、RAM硬盘和网络接口卡(NIC)。操作系统无法分辨虚拟机与物理机之间的差异，应用程序和网络中的其他计算机也无法分辨。即使是虚拟机本身也认为自己是一台“真正的”计算机。不过，虚拟机完全由虚拟机软件组成，不含任何硬件组件。因此，虚拟机具备物理硬件所没有的很多独特优势。 
其中主要包括以下这四个关键特征： 
（1）兼容性 
与物理计算机一样，虚拟机承载着自身的客户操作系统和应用程序，并具有物理计算机上的所有组件（主板、VGA卡、网卡控制器等）。因此，虚拟机与所有标准的x86操作系统、应用程序和设备驱动程序完全兼容，因此可以使用虚拟机来运行原在x86物理计算机上运行的所有相同软件。 
（2）隔离 
虽然多个虚拟机可以共享一台计算机的物理资源，但它们彼此之间保持完全隔离状态，就像它们是不同的物理计算机一样。例如，如果在一台物理服务器上有四个虚拟机，而其中一个虚拟机崩溃了，其他三个虚拟机仍将可用。在可用性和安全性方面，虚拟环境中运行的虚拟机软件之所以远优于在传统的非虚拟化系统中运行的应用程序，隔离就是一个重要的原因。 
（3）封装 
虚拟机实质上是一个软件容器，它将一整套虚拟硬件资源与操作系统及其所有应用程序捆绑或“封装”在一个虚拟机软件包内。封装使虚拟机具备 超乎寻常的可移动性并且易于管理。例如，可以将虚拟机从一个位置移动和复制到另一位置，就像移动和复制任何其他软件文件一样；也可以将虚拟机保存在任何标准的数据存储介质上，从袖珍型的USB闪存卡到企业存储区域网络(SAN)，皆可用于保存。 
（4）独立于硬件 
虚拟机完全独立于其底层物理硬件。例如，可以为虚拟机配置与底层硬件上存在的物理组件完全不同的虚拟组件（例如，CPU、网卡、SCSI控制器）。同一物理服务器上的各个虚拟机可以运行不同类型的操作系统（Windows、Linux等）。由于虚拟机独立于硬件，再加上它具备封装和兼容性这两个特性，因此可以在不同类型的x86计算机之间自由地移动它，而无需对设备驱动程序、操作系统或应用程序进行任何更改。独立于硬件还意味着，可以在一台物理计算机上混合运行不同类型的操作系统和应用程序。 
因此，借助虚拟机，可以在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源以实现最高效率，资源在多个虚拟机和应用程序之间进行共享。 
客户端3与所述管理服务器2、多个服务器群组1相连接，用于控制所述管理服务器2建立并管理多个所述虚拟机。 
在具体实施例时，所述客户端采用VMware vSphere软件控制所述管理服务器建立并管理多个所述虚拟机。 
图2为本申请实施例提供的客户端的结构示意图。 
如图2所示，本申请实施例提供的客户端3包括： 
安装/配置单元31，用于建立所述管理服务器2与多个所述服务器群组1之间的连接，创建一功能数据中心，并在所述功能数据中心内创建多个虚拟机。 
这里功能数据中心，是指为一个企业服务的数据中心，以银行机构为例，功能数据中心为某一个省级分行的数据中心。 
在具体操作时，安装/配置单元31可以按照表1进行。 
表1： 
表2： 
Figure BDA00002625803700072
Figure BDA00002625803700081
存储单元33，用于控制所述虚拟机在物理服务器之间进行迁移。 
在具体操作时，安装/配置单元31可以按照表3进行。 
表3： 
Figure BDA00002625803700082
备份单元34，用于将所述虚拟机进行备份。 
在具体操作时，安装/配置单元31可以按照表4进行。 
表4： 
Figure BDA00002625803700083
Figure BDA00002625803700091
在实际应用中，当建立虚拟机后，还需要对虚拟机的性能进行测试，测试项目可以包括： 
①测试机配置：IBM X3650服务器；cpu型号intel xeon 51603.0G，数量2颗；内存8G；磁盘是scsi 146G硬盘，3块。 
②测试操作系统：Windows 2003Server R2sp232位和SUSE LinuxEnterprise Server 9sp332位。 
③测试项目：CPU性能和硬盘读写性能。CPU性能测试使用super pi软件测试。磁盘读写采用DD方式读写大文件的方式测试性能。 
所述客户端与多个服务器群组相连接，用于接收用户操作，控制多个虚拟机中的一个。 
在本申请其他实施例中，如图3所示，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统还可以包括：web浏览器4。 
web浏览器4通过网络与多个所述服务器群组1内的所述虚拟机相连接，用于作为信息交互平台，方便用户使用所述虚拟机。 
在具体实施时，web浏览器4可以为平板电脑、智能终端或智能移动电子设备。 
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该系统借助虚拟机，可以在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源以实现最高效率，资源在多个虚拟机和应用程序之间进行共享。 
下面结合具体案例对本申请实施例提供的该虚拟服务器系统的有效效果进行说明： 
1、能耗费用统计 
一台PC服务器的标准能耗约为400W/小时，同时，为保证这台服务器正常运行的环境温度的空调能耗约为450W/小时，即一台服务器运行1小时需要约850W的能耗，按照实施虚拟化项目之前的某企业中心机房200台服务器的数量，工业用电1元/度的价格计算，下表5列出项目实施前后每年产生电费的相比： 
表5： 
Figure 2012105600525100002DEST_PATH_IMAGE001
计算公式如下： 
①服务器能耗=400（瓦）/1000×24（小时）×365（天）×200（台）=700800（千瓦/年） 
②空调能耗=450（瓦）/1000×24（小时）×365（天）×200（台）=788400（千瓦/年） 
③电费=（700800+788400）×1（元/度*年）=148920元 
2、服务器数量统计 
实施虚拟化项目，实现“一机多用，资源共享”，大大减少了PC服务器数量，节省了硬件投入的费用。按照每台ESX物理主机运行5台虚拟机（整合比1:5）的标准，只需每年补充少量PC服务器到虚拟化资源池，就可以满足虚拟机的大量需求。按照每年虚拟机数量预计增加30%的比例，硬件费用的节省数据如下表6所示 
表6: 
Figure DEST_PATH_IMAGE002
3、虚拟化项目费用投入 
虚拟化项目主要花费了586516.43元VMware软件产品的购买费用，PC服务器基本利用目前现有设备，大部分硬件是通过虚拟化后的服务器重新利用。 
4、虚拟化项目的直接经济效益汇总 
该企业虚拟化资源项目从2010年投产至2011年末，共节省1535万服务器硬件投入费用和346万电费；预计每年节省551万新增PC服务器的硬件和电费消耗投入。 
5、社会效益 
对于企业来说，本申请实施例提供的该虚拟服务器系统，，意义重大。构建PC服务器资源池，不但有利于IT资源的节约利用，而且有利于IT架构的优化和统筹建设，是信息化建设可持续发展的必然要求。PC服务器资源池建设工程，按照“高效率、高整合；低能耗、低占空；易管理，前瞻性”总体原则，充分利用现有资源，实现资源的共享使用、动态调整和按需扩充，可以使企业的IT基础架构上升到一个新的台阶，具有非常重要的意义。 
构建PC服务器虚拟化资源池，整合了系统资源，实现“一机多用”，将 PC服务器的利用率提高到60-80%（在非虚拟化的PC中为5-15%），大大减少了服务器的数量，减少了企业各分支部门对PC服务器的刚性需求，节省了运营的综合成本，提供了高可用、高效率的IT信息资源平台。 
虚拟化项目还带来管理模式的转变，将分散各地的服务器作为一个大的IT平台资源进行统一管理，并按需进行资源调配，实现了应用快速部署、资源统一监控、故障快速处理、系统可靠备份等功能，大大降低企业各分支部门IT运营管理的复杂度，提高了管理效率。 
因此，本申请实施例提供的该系统采用少量物理服务器，大大减少了物理服务器的数量，进而减少大量服务器运行对物理环境的要求，减低了维持服务器物理环境所消耗的电能。 
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。 
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。 
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。 
本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。 
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。 
以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (8)

1.一种虚拟服务器系统，其特征在于，包括：管理服务器、客户端、客户端和多个服务器群组，其中，
每个所述服务器群组内均包括至少一个台物理服务器；
所述管理服务器与多个所述服务器群组相连接，所述管理服务器在多个所述服务器群组内建立多个虚拟机，多个虚拟机之间相互独立，并且多个虚拟机可共享一台物理服务器；
所述客户端与所述管理服务器、多个服务器群组相连接，用于控制所述管理服务器建立并管理多个所述虚拟机；
所述客户端与多个服务器群组相连接，用于接收用户操作，控制多个虚拟机中的一个。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述客户端包括：
安装/配置单元，用于建立所述管理服务器与多个所述服务器群组之间的连接，创建一功能数据中心，并在所述功能数据中心内创建多个虚拟机；
网络设置单元，用于将一个虚拟机网络连接到指定虚拟交换机端口组，在虚拟机系统内设定IP、掩码和网管信息；
存储单元，用于控制所述虚拟机在物理服务器之间进行迁移；
备份单元，用于将所述虚拟机进行备份。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，进一步包括：web浏览器，所述web浏览器通过网络与多个所述服务器群组内的所述虚拟机相连接，用于作为信息交互平台，方便用户使用所述虚拟机。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述web浏览器为平板电脑、智能终端或智能移动电子设备。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述管理服务器采用VMware ESXi软件在多个所述服务器群组内建立多个所述虚拟机。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述客户端采用VMwarevSphere软件控制所述管理服务器建立并管理多个所述虚拟机。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述物理服务器为VMware ESX服务器。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，同一物理服务器上的各个虚拟机可以运行不同类型的操作系统。
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