基于VMware技术的虚拟机系统在数字图书馆中的构建-《图书情报工作网刊》(2011年11期).docx

龙源版权所有 基于VMware技术的虚拟机系统在数字图书馆中的构建作者：朱海涛来源：《图书情报工作网刊》2011年第11期 [摘要] 基于VMware vSphere技术的虚拟机系统正广泛应用于数字图书馆的发展与建设中。利用虚拟机技术，可以降低硬件投入成本，提高服务器使用效率，更好地消除传统单一物理服务器部署的弊端，从而有效地实现数字图书馆信息化应用系统的高可用性。针对VMware技术在数字图书馆建设的体系构建，从虚拟机系统架构、数字图书馆虚拟机系统的建立、关键技术的应用等方面阐明观点，指出虚拟机备份是一个不可忽略、应引起重视的问题。 [关键词] VMware 虚拟机 虚拟化 数字图书馆 1 引 言 数字图书馆是人类社会进入信息化时代的产物，随着数字化图书馆建设的不断发展，各类数据库、电子图书、电子期刊等文献资源不断增加，Web2.0、Lib2.0、Opac2.0等新技术不断带来新型数字化信息服务，信息共享空间（IC）建设模式在世界范围内逐步推广，图书馆正逐渐成为网络化、数字化和多功能的信息中心。面对日益复杂的数字图书馆应用，保障各种系统正常的、永不间断地提供服务响应，已经成为图书馆对信息化建设的进一步要求，而虚拟机系统的产生正好为这种要求提供了应用发展空间。 2 VMware虚拟机技术 虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。通过虚拟机软件，你可以在一台物理计算机上模拟出多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等[1]。VMware就是这样一个虚拟机软件，由它创建的虚拟机与真实的计算机相同，这个虚拟机有自己的CPU、内存、硬盘、光驱，可以安装Windows、Linux等真实的操作系统及各种应用程序。 2.1 软件虚拟化技术 首先要解释几个概念。宿主计算机（Host PC），指物理存在的计算机；宿主操作系统（Host OS），指运行在宿主计算机上的操作系统，在这个操作系统下安装的虚拟机应用程序可以在计算机上模拟出一个或多个虚拟机[2]；客户操作系统（Guest OS），指运行在虚拟机上的操作系统。例如，在一台安装了Windows XP的计算机上安装了VMware，那么Host PC指的是安装了Windows XP的这台计算机，其Host OS为Windows XP。如果虚拟机上运行的是Linux，那么Linux即为Guest OS。 软件虚拟化技术是指在实体主机的硬件系统和操作系统之间试图建立一个称为VMM（Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）的软件监控层，用来阻隔操作系统与硬件系统的直接通信。所有来自操作系统的指令都将被VMM截获，并通过VMM的分析和转换后，再转向控制硬件系统。VMM对系统指令的拦截和转换的特殊作用，使得在VMM上可同时支持多个异构操作系统的运行。VMware就是软件虚拟化技术的代表产品，它采用的是完全虚拟化技术（Full Virtualization），其基本核心是整个的虚拟化过程不对硬件系统和客户操作系统进行任何修改，完全依赖VMM来支持和管理多个异构的客户操作系统（Guest OS）的并发运行。 2.2 VMware技术结构 VMware依据不同时期、不同技术的产品，有两种结构形式：寄居结构（Hosted Architecture）和高级结构（“Bare Metal” Architecture）。 寄居结构（Hosted Architecture）是VMware产品中一种技术发展较早、应用层次较为大众化的结构形式。寄居结构的特点是作为虚拟化技术核心的VMM是一种运行在Host OS之上，将VMware作为Host OS的一个应用程序来运行的结构，这种结构对Host OS的寄生性，使得它可通过继承Host的设备驱动来得到更为广泛的硬件支持，也可利用Guest OS和Host OS平台的相似性来减少VMM对来自Guest OS指令的延迟。虽然寄居结构必须依赖于Host OS的良好支持，但VMM可以有效地为多个Guest OS的正常运行提供很好的技术隔离，使这些OS能独立享用CPU、内存、I/O等硬件资源。当然，这种结构对Host OS的依赖性，会使得Host OS一旦失效，将导致整个VMM的失效。如图1所示： 高级结构（“Bare Metal” Architecture）形式是把VMM作為独立的一层系统软件直接运行在硬件平台上。作为计算机硬件系统和Guest OS的通信层，它完全独立地响应所有Guest OS对硬件资源的访问。这种结构的VMM就像一个操作系统，包含硬件平台的各种设备驱动，非常适合于构建企业级服务器的系统环境。因为高级结构的