开源虚拟化平台在民办高校中的应用研究
开源虚拟化平台在民办高校中的应用研究
摘要：近些年，云计算和大数据技术发展迅速，商用的虚拟化和云计算平台价格授权昂贵，这
就迫使民办高校着手建立私有的虚拟化平台，而且对老旧服务器的再利用也可以节约民办高校
的数字化校园建设成本。使用开源分布式虚拟化管理平台 oVirt 搭建私有的云计算平台，以
TrueNAS 作为存储管理系统，实现计算和存储资源的重新整合与利用，可应用于科研教学实验
平台、云桌面、计算机相关教学及系统开发测试等领域。
关键词：oVirt;虚拟化;云桌面;
0 引言
Spice Works 在一份 2020 年的虚拟化行业报告中指出，全国有超过 92%的企业都使用了虚拟化
技术，另外有 5%的企业计划在未来两年内引入虚拟化技术。过去所有的应用都是运行在物理
服务器上，大多数服务器的计算资源都存在着不同程度的浪费，甚至是很大的浪费。目前很多
高校都已将应用迁移到自建或云端的虚拟化平台上，重新部署商用的虚拟化平台意味着前期购
置的物理服务器都需要淘汰，造成资源的严重浪费。通过开源的虚拟化管理平台完全可以将闲
置的物理服务器资源进行整合重新利用，运行一些实验性质或计算机教学之类的应用，有效降
低办学成本。
1 相关技术介绍
1.1 VMware v Sphere
v Sphere 是目前最为流行和成熟的商业虚拟化方案，它是虚拟化市场的领导者，第一个将服务
器虚拟化带入到标准 x86 服务器。v Sphere 使用 ESXI 组件作为服务器的轻量化操作系统，使用
v Center 和v Sphere 作为管理软件[1]。但是 v Sphere 需要昂贵的授权费用，并不是所有的高校
都有充足的资金投入到虚拟化平台的建设当中，尤其是民办院校。
1.2 KVM
KVM(Kernel-based Virtual Machine）是一个开源的虚拟化模块，已经被整合到 Linux 内核中，
它依托于 CPU 虚拟化指令集，在性能、稳定性、安全性、兼容性等方面都有良好的表
现。KVM 是Linux 的一部分，可以使用通常的 Linux 调度器和内存管理，这也意味着 KVM 更
小，使用起来更加方便，很多商业虚拟化平台都是使用 KVM 作为底层虚拟化方案进行二次开
发[2]。KVM 采用一个经过修改的 qemu 软件作为虚拟机上层控制和管理界面，KVM 能在不改
变Linux 或Windows 镜像的情况下同时使用同一个镜像运行多个虚拟机并对每个虚拟机进行个
性化的硬件配置，还可以采用 ksm 技术来节约物理服务器的内存。
1.3 o Virt
o Virt 是一个开源的 Iaa S 云服务解决方案，底层使用的是 KVM 虚拟化技术[3]。o Virt 使用了
Node/Engine 分离结构，以方便功能的划分与管理。节点端Node 由fedaro 16 订制而成，也可以
在Linux 系统上安装vdsm 服务从而得到一个 Node。o Virt 旨在提供一套符合市场规范的KVM
虚拟化管理软件，尽可能地开发和利用 KVM 的特点[4]。
1.4 集中式存储与分布式存储
数据存储主要有集中式存储和分布式存储两种。集中式存储的主要优势是高可用、高性能、运
维简单，主要的技术有 SAN、NAS 等。随着云计算和大数据的发展，分布式存储越来越流
行，分布式存储的主要优势是大容量、多副本、横向扩展，主要技术有 Gluster FS、Ceph 等
[5]。在虚拟化平台的建设过程中，集中式存储和分布式存储都能够得到很好的支持，使用哪一
种存储架构，取决于应用的规模和应用领域以及管理维护人员的精力和技术特点。
2 虚拟化平台的架构与实现
o Virt 架构与VMware v Sphere 类似，主要包括三个部分：管理引擎ovirt-engine、主机节点和
存储节点，如图 1所示。
图1 oVirt 整体架构
o Virt-engine 的主要功能是管理虚拟机（创建、启动、关闭等）、配置虚拟网络，以及执行添
加、删除、存储等操作，同时提供了系统管理的 Web 门户[6]。主机节点（node）是用来运行
虚拟机的物理主机，它安装了包含 vdsm 和libvirt 组件的 Linux 系统。主机节点可以使用 o Virt-
node 镜像来安装，其提供一个精简的Linux 系统，只包含足够支撑虚拟化运行的组件，可以节
约物理服务器的资源。一个或多个存储节点用来存储虚拟机镜像和 iso 镜像，存储节点可以使
用块存储或文件存储，可以使用本地存储或外部的共享存储，o Virt 支持 NFS、SAN 等存储并
且支持通过 gluster 将主机节点的存储组成池来实现超融合架构。o Virt 支持通过 AD 或LDAP
域进行用户管理。REST api 提供对外的调用接口，方便外部系统的调用和二次开发。客户端与
虚拟机之间的桌面访问使用 Spice 和VNC，这两个远程连接协议都是开源的。
2.1 o Virt 的部署
o Virt 的部署非常灵活，根据管理机（Engine）部署方式的不同可以分为 Engine 独立部署和
Hosted Engine 部署，存储架构可以使用本地存储、共享存储和分布式存储。实际应用中，可以
根据使用场景和资源的不同优先确定存储架构类型，再确定Engine 部署方式。由于机器数量不
多，规模较小，本文选择 NFS 共享存储架构，使用 Hosted Engine 部署模式。
使用 o Virt-node ISO 镜像来引导安装一台 node 主机，与普通安装Linux 系统的步骤基本一致。
安装完毕后通过 Cockpit Web 管理台来部署 Hosted Engine，根据部署向导操作即可。安装成功
后即可添加主机节点，所有添加的主机节点都必须先安装node 镜像系统，添加成功后的主机
在管理平台上可以查看运行状态，如图 2所示。
摘要：
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开源虚拟化平台在民办高校中的应用研究摘要：近些年，云计算和大数据技术发展迅速，商用的虚拟化和云计算平台价格授权昂贵，这就迫使民办高校着手建立私有的虚拟化平台，而且对老旧服务器的再利用也可以节约民办高校的数字化校园建设成本。使用开源分布式虚拟化管理平台oVirt搭建私有的云计算平台，以TrueNAS作为存储管理系统，实现计算和存储资源的重新整合与利用，可应用于科研教学实验平台、云桌面、计算机相关教学及系统开发测试等领域。关键词：oVirt;虚拟化;云桌面; 0 引言SpiceWorks在一份2020年的虚拟化行业报告中指出，全国有超过92%的企业都使用了虚拟化技术，另外有5%的企业计划在未来两...
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作者：闻远设计
分类：其它行业资料
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时间：2024-03-06
