基于VMware vSphere技术的集群化管理系统搭建构想分析

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　　摘 要：为了创建更加完善的集群化管理系统，文章结合VMware vSphere技术，分析搭建集群管理系统需要用到的技术与功能，从搭建VMware vSphere集群化管理系统搭建要点、VMware vSphere技术的运用两个方面展开论述，发挥VMware vSphere技术优势，以期能够实现集群化管理系统的稳定运行。
　　关键词：VMware vSphere技术;集群化管理系统;安全组件;零宕机
　　现如今，计算机科学技术的普及为社会发展提供了极大的动力，互联网逐渐深入到人们的生活、工作与学习当中，产生了大量数据。物联网、人工智能的兴起，使需要处理的图像与视频等数据量急剧增加，计算机需要存储、计算、分析、处理的数据变得更多。为了提高数据处理效率，应用VMware vSphere技术非常必要。与其他相同类型产品相比，该技术更具可靠性，同时，作为虚拟化平台也使操作系统、应用程序脱离底层硬件，将IT操作流程简化。运用该技术搭建集群化管理系统，所有服务器均被视为资源池，操作人员在得到管理员同意之后就能够获取其中的资源，节省时间的同时也加强了资源可利用率。为此，本文重点针对VMware vSphere技术在搭建集群化管理系统中的应用展开分析。
　　1 VMware vSphere技术介绍
　　VMware vSphere为虚拟化应用产品，可支持8路虚拟化对称处理器运行，对于相同备份服务可以有效实现分布式服务[1]。VMware vSphere技术的一项显著优势是可以支持独立安装与运行，适用于PC系统，所以也和VMware系统的其余产品、软件存在差别，VMware vSphere技术不依托于操作系统。当安装服务后，便可以利用vSPhere Client进行远程控制，期间可以根据需求创建不同数量的虚拟机（Virtual Machine，VM）。完成虚拟机的安装之后，便可以享受各项网络应用服务，创建虚拟服务器。虚拟服务器搭建结束之后，VMware vSphere的创建也同时完成，通过形成的集群系统管理不同服务器与存储阵列等，合理分配资源。
　　2 集群管理系统搭建内容
　　2.1 集群系统分类
　　集群即分布式系统，包括计算机构成的集合。计算机集合在网络下相互连接，彼此之间共享资源，实现协同运行。从用户视角分析，集群属于完整性较强的计算机系统，但是集群内部的所有组成分别散布在各个地理位置，组织结构各异，所应用的安全策略也存在差异。因此，程序运行的机器也存在不同。
　　集群内的机器负责资源管理、调度，期间必须要有完善的策略连接所有机器，方便各个机器之间的协同运行，这一策略也是由集群管理系统负责提供。不同的集群结构以及功能主要分为负载均衡集群、可用性高集群、性能高集群、网格计算集群等几种，具体分析如下：
　　第一，负载均衡集群。主要是提高集群节点个数成正比负载性能，适合在访问量较大的Web服务中应用，比较常用的负载均衡集群包括Turbolinux Cluster Server与Linux Virtual Server。
　　第二，可用性高集群。即在集群内的其中一个节点出现故障，系统遵循对应的规则转移失效节点任务，以免节点失效对集群系统运行带来影响。可用性高的集群系统最多支持节点失效的个数，主要是受集群存储方案、任务调度对策、故障处理方法的影响[2]。
　　第三，性能高集群。性能高的计算机集群按照算法思想范畴内的分治策略延伸而来，将大量计算任务分解之后，将获得的精简任务体现在集群的各个节点实施计算，最后得到的计算结果整合作为集群机器并行计算的依据，有效节省执行任务的时间。
　　第四，网格计算集群。网格计算即为网格集群，与集群计算技术联系非常密切。网格集群和传统集群之间存在本质上的差别，网格集群与计算机连接，两者之间虽然相互关联，但并非是互相信任的关系。集群内部的单一计算机运行场景与计算公共设施相似，此外，网格计算优化独立运行的任务，计算机处于计算状态下，各个作业无须数据共享，所以可以在独立执行计算機的作业分配中应用[3]。
　　2.2 系统功能
　　集群系统包括以Docker为基础的资源调度、容器集群管理，其中有诸多模块，具体如下：（1）container管理模块，主要负责开启、停止、重启、更新资源，实现资源的重新分配。（2）Nodeset管理模块，负责添加、删除节点。（3）资源监控模块，包括节点资源监控与容器资源监控两个子模块，作用是实施监督节点、容器中的资源。（4）资源调度模块，包含CPU和Memory两个子模块，如果系统提出请求可以准确计算这两种资源，并且实施计算管理。（5）用户管理模块，负责系统所有注册用户的管理。（6）应用管理模块，功能是进行相关应用的升级、回滚与删除。（7）服务管理模块，包括服务扩展与服务删除两个子模块，具体负责服务的管理。
　　3 VMware vSphere技术在集群化管理系统搭建中的应用
　　3.1 搭建VMware vSphere集群化管理系统搭建要点
　　第一，如果监测系统架构出现单点故障，并且不能短时间内恢复，便会降低数据储存的安全性。第二，服务器数量越来越多，服务器安装空间、配套设备也要随之增加，但极有可能会受到机房空间、采购成本的影响。第三，磁盘空间扩展要具备灵活性，统一所有服务器资源的利用率，解决个别服务器的利用率不高、但却有服务器资源利用率接近饱和的现象。第四，一些分散状态的服务器集中管理、维护工作要深入落实。第五，提高设备升级的兼容性，规避软硬件老化问题。
　　3.2 VMware vSphere技术的运用
　　3.2.1 零宕机
　　VMware vSphere技术的应用可以使零宕机时间应用程序适用性、可靠性提升，可以在小型环境下的全面数据保护中应用，并且符合不同系统提出的核心要求。借助零宕机功能，即便监管系统内部的子系统运行崩溃，也可以通过VMware vSphere技术的备份功能快速恢复系统运行，且无须技术人员复杂的操作，简单输入几个指令之后系统便可以恢复运行。 　　3.2.2 安全组件
　　作为VMware vSphere平台的重要组件，VMware高可用性（High Availability，HA）使虚拟机具备了自动重启、故障切换两种功能，搭建集群化管理系统的过程中不会增加物理基础架构成本。除此之外，如果业务系统服务器在运行中出现故障，也可以凭借VMware High的Availability，将其他服务器中的虚拟机自动重启。vSphere Client界面能够直接进行VMware HA的配置，为故障切换提供安全保障，操作过程简单，无须复杂的资源便可以实现系统的稳定运行[4]。
　　3.2.3 安全机制
　　VMware虚拟系统备份/恢复方案（Data Recovery）属于全新的磁盘备份、恢复解决方案，目的在于提高虚拟机数据保护效率与完整性。在处理数据归档、物理系统备份/恢复时，VMware Data Recovery可以提供有效的补充。同时，目前应用的监管数据备份与存储更多的是通过磁盘阵列、光盘等实现数据备份，尽管该方式对数据的长期归档十分有利，但若想快速恢复数据却存在难度。当应用VMware Data Recovery之后，数据以最快速度备份至磁盘中，同时也支持快速、完整恢复，适合大量监管数据的高效恢复与分析[5]。
　　3.2.4 管理模式
　　若集群化管理系统中的监管业务不需要大量资源，可以利用VMware vSphere分布式电源管理（Distributed Power Management，DPM）进行工作負载的整合处理，将其转移到新的服务器中，多余的服务器则转换为待机模式，等到监管业务量较大时再恢复在线运行，以此来减少能源浪费，降低电力负载[6]。
　　4 结语
　　综上所述，利用VMware vSphere技术创建集群化管理系统，能够有效解决主流系统硬件问题，加强监测监管系统建设。同时，应用该技术也有利于资源的节约与高效分配，对于集群化管理工作的顺利实施有重要作用，可以规避系统运行存在的风险。
　　作者简介：刘勇（1983— ），男，江西南昌人，讲师，硕士;研究方向：计算机科学与技术。
　　[参考文献]
　　[1]马俊.图书馆集群管理系统可持续发展研究—以上海图书馆“一卡通”系统为例[J].图书馆学刊，2019（5）：113-116，127.
　　[2]陈丽萍.基于集群的教务管理系统性能优化研究及部署[J].教育现代化，2019（20）：116-117.
　　[3]麦璐惠子.图书馆集群管理系统Interlib分馆流通业务参数设置及常见问题[J].贵图学苑，2018（4）：53-55.
　　[4]华振.盾构集群化监控与异地决策管理系统的开发与应用[J].工程技术研究，2018（15）：97-98.
　　[5]罗刚，陈继红，孙孝萍，等.大规模异构集群地震作业调度与资源管理系统的设计与实现[J].石油地球物理勘探，2017（S2）：10，200-205.
　　[6]季云.高校二级网站中常见问题及集群管理系统设计研究[J].电子世界，2016（11）：20.
　　Analysis on the construction of cluster management system based on VMware vSphere technology
　　Liu Yong
　　（Jiangxi Vocational and Technical College of Communications， Nanchang 330013， China）
　　Abstract：In order to create a more perfect cluster management system， this paper introduces the technology of VMware vSphere， analyzes the technology and functions needed to build a cluster management system， and finally discusses the key points of building a VMware vSphere cluster management system and the application of VMware vSphere technology， so as to give full play to the technical advantages of VMware vSphere， so as to realize the cluster management system stable operation of.
　　Keywords：VMware vSphere technology; clustered management system; security components; zero downtime
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