淺析企業(yè)級私有云中的虛擬化實現(xiàn)

杭州市燃?xì)猓瘓F(tuán)）有限公司信息中心 申屠旭輝

1.前言

繼Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt在搜索引擎大會上首次提出云計算（Cloud Computing）的理念之后，云思想的應(yīng)用領(lǐng)域得以迅速拓展，云存儲即是其中一例。云存儲是基于分布式系統(tǒng)、相關(guān)通信協(xié)議以及網(wǎng)格技術(shù)等相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)將集群硬件存儲設(shè)備有機(jī)的整合在一起的一種高效信息管理方式。根據(jù)部署方式和服務(wù)對象的不同，云存儲可分為私有云、公有云和混合云三類[1]。對于單獨運營的企業(yè)而言，有些數(shù)據(jù)是不便于或者不需要與公共網(wǎng)絡(luò)共享的，所處理數(shù)據(jù)只在企業(yè)內(nèi)部傳輸，在這種情況下，私有云不僅保證了信息的安全、可靠、可控，同時也降低了運行成本，是一種很好的解決方案。

云存儲技術(shù)要涉及到大量的硬件設(shè)備和通信協(xié)議，而虛擬化（Virtualization）技術(shù)則很好的解決了硬件集群和繁雜的通信協(xié)議帶來的信息傳遞和管理方面的問題，使得系統(tǒng)資源利用率和安全性得以維持在較高的水準(zhǔn)。企業(yè)私有云的邏輯架構(gòu)中，硬件的虛擬化層和應(yīng)用程序的虛擬化層都是比不可少的[2]。虛擬層從邏輯的角度優(yōu)化資源配置，提供的是系統(tǒng)內(nèi)的抽象結(jié)構(gòu)，屬性和操作之間的差異得以消除。抽象之前的方式可訪問抽象后的信息資源，使得信息共享不受邏輯配置的限制，可降低成本，提高系統(tǒng)利用率，使得信息服務(wù)更加的順暢、高效。例如現(xiàn)有企業(yè)云服務(wù)器平臺中的Windows Server 2008 R2就包含了可供創(chuàng)建虛擬服務(wù)器的Hyper-V功能模塊[3，4]。

本文將通過中間虛擬化通信模塊的開發(fā)，完成燃?xì)夤芫W(wǎng)地理分布信息系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)的云對接。改變因兩個系統(tǒng)數(shù)據(jù)不一致而造成在地理信息系統(tǒng)界面上不能確定燃?xì)庥脩舴植嫉默F(xiàn)狀，同時通過中間件程序的調(diào)用，在用戶系統(tǒng)中具備地理信息系統(tǒng)相應(yīng)功能，完成兩個系統(tǒng)的集成工作。并藉此分析虛擬化在私有云架構(gòu)中的實現(xiàn)模式。

2.現(xiàn)有系統(tǒng)構(gòu)架

隨著企業(yè)信息化不斷的推進(jìn)，多數(shù)公司已經(jīng)基本完成了信息系統(tǒng)的縱向整合，如一套財務(wù)系統(tǒng)，一套OA系統(tǒng)，為信息系統(tǒng)間的橫向整合打好了基礎(chǔ)。通過信息系統(tǒng)橫向整合將打破不同部門不同專業(yè)間的信息壁壘，從而為企業(yè)快速決策，快速監(jiān)控，快速反應(yīng)提供技術(shù)支撐。本燃?xì)夤舅婕暗挠脩粝到y(tǒng)和GIS（Geographical Information System）系統(tǒng)是兩個關(guān)鍵的系統(tǒng)，一直以來就有信息相互流動的需求，其橫向整合具有非常的現(xiàn)實意義?；诖吮尘?，本文將通過開發(fā)虛擬層的通信模塊來整合地理分布系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)以實現(xiàn)私有云的建構(gòu)。由于基于GIS的信息呈現(xiàn)具有界面友好、直觀的特征，最近幾年非?；馃?。各種基于GIS的信息系統(tǒng)如雨后春筍。但是在國內(nèi)特別是在燃?xì)夤┙o行業(yè)，關(guān)于地理信息系統(tǒng)與用戶系統(tǒng)整合的嘗試較少，分析其原因主要是因為燃?xì)馄髽I(yè)信息化建設(shè)都比較早，因此用戶系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)分別建設(shè)，因此一方面數(shù)據(jù)格式不一致造成數(shù)據(jù)層面交流整合的障礙，另外一方面由于GIS系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)庫的類型以及語言有限使得相互嵌入整合的難度提高。現(xiàn)行的用戶管理系統(tǒng)的邏輯建構(gòu)如圖1所示。

圖1 現(xiàn)行用戶管理系統(tǒng)構(gòu)架示意圖

圖1所示的系統(tǒng)中，服務(wù)器端主要是Sybase數(shù)據(jù)庫，n個用Powerbuild開發(fā)的客戶端依賴Sybase數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲交互。而Arcgis系統(tǒng)的服務(wù)器端主要是以O(shè)racle11g為基礎(chǔ)構(gòu)成的組件，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。其邏輯構(gòu)架與圖1所示系統(tǒng)是一致的。

圖2 Arcgis系統(tǒng)構(gòu)架示意圖

傳統(tǒng)模式下，單個的服務(wù)器承載有限的用戶信息，因而要想在全局統(tǒng)籌客戶信息，就需要在各個服務(wù)器之間建立信息通訊?，F(xiàn)有的各子系統(tǒng)之間的信息交換模式如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)模式下的系統(tǒng)交互方式示意圖

圖3所示的系統(tǒng)交互模式通常都是在系統(tǒng)層面進(jìn)行交互，各自的的客戶端從相關(guān)系統(tǒng)獲得信息。我們也有相關(guān)的中間件JMS支持這種系統(tǒng)間的交互。但是在燃?xì)饧瘓F(tuán)的用戶系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)中，圖形數(shù)據(jù)的存儲從Oracle11g轉(zhuǎn)移到Sybase本身就非常困難。另外，即使成功傳輸?shù)絊ybase系統(tǒng)，由于Arcgis并不支持Sybase數(shù)據(jù)庫，那么必須重寫Arcgis引擎才能很好的將圖像呈現(xiàn)在用戶系統(tǒng)中，順利完成此項工程需要的人力投入和時間投入都非常巨大。從這個角度而言，革新系統(tǒng)交互傳輸模式勢在必行。

3.基于私有云的交互實現(xiàn)方案

本文采用的整合系統(tǒng)的方案如圖4所示。

圖4 新型系統(tǒng)交互方案示意圖

圖4所示的交互系統(tǒng)中，用戶系統(tǒng)和GIS使用C# Arcgis Engine類庫進(jìn)行開發(fā)，控件和用戶系統(tǒng)間通過Windows系統(tǒng)的消息機(jī)制進(jìn)行交互。這種方案的好處是可以充分的利用Arcgis Engine引擎，另外并不交互圖形信息，因此開發(fā)周期和開發(fā)成本都比較低。該整合模式下實現(xiàn)的效果圖如圖5所示。

圖5 新型交互模式下的實現(xiàn)效果圖

該模式下，通過虛擬中間模塊的建立，簡化了系統(tǒng)內(nèi)部信息共享的實現(xiàn)路徑。以虛擬邏輯代替了實體設(shè)備，不僅有利于優(yōu)化資源配置，更有利于提高工作效率。

4.應(yīng)用實例

這里是我們目前實現(xiàn)的一個應(yīng)用實例是可以從地圖上框選小區(qū)，控件將框選的小區(qū)的信息送至用戶系統(tǒng)并取出所選小區(qū)的操表員信息。點擊分戶表可以得到進(jìn)一步的用戶信息。一改以往特別是在停氣時需要根據(jù)管線信息人工找出相關(guān)的小區(qū)和樓幢，再輸入到用戶系統(tǒng)內(nèi)得到相關(guān)的用戶信息的工作模式。節(jié)省了大量的人工時間，同時也明顯的提高了效率。該系統(tǒng)的操作界面如圖6所示。

圖6 整合后的系統(tǒng)操作界面

由于該控件使用了Netframwork，

Arcgis Engine，Oracle等多種客戶端，其部署配置工作相當(dāng)繁瑣。為此我們使用了Vmware-thinapp的虛擬化技術(shù)，將之做成了一個不需要安裝的單獨文件，使得只需將該單獨文件放到用戶系統(tǒng)安裝目錄下即可實現(xiàn)模塊間的交互功能，降低了部署復(fù)雜性，同時也節(jié)約了很多部署時間。

在部署應(yīng)用方面，目前的應(yīng)用程序虛擬化確實能給應(yīng)用程序的部署和使用帶來許多的便利，我們也考察了多種虛擬化的技術(shù)，如View+Thinapp，Citrix Xenapp等都能實現(xiàn)非常簡單的應(yīng)用程序安裝部署，有的能方便的將應(yīng)用程序延伸到手機(jī)終端，主要是考慮到費用的問題最終采用了Thinapp，由于涉及內(nèi)容非常多不再累贅。數(shù)據(jù)一致性是系統(tǒng)整合不可避免的內(nèi)容，沒有一致的數(shù)據(jù)系統(tǒng)間不可能進(jìn)行交互。但是數(shù)據(jù)的一致性校驗是一項浩大的工作，比如說小區(qū)名稱的不一致問題，這類都必須通過手工的方法將之統(tǒng)一，營業(yè)公司相關(guān)的人員在保證數(shù)據(jù)一致性上做了非常大量的工作。其中涉及到了樓幢數(shù)據(jù)光Arcgis一側(cè)就有21962個，樓幢內(nèi)的用戶信息數(shù)據(jù)又是樓幢數(shù)據(jù)的幾十倍到幾百倍之巨，也就是說，該系統(tǒng)的順利實現(xiàn)是需要大量的人力物力的投資的。

5.結(jié)論

基于云思想的企業(yè)級私有云信息管理模式具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。本文嘗試在傳統(tǒng)系統(tǒng)交互模式的基礎(chǔ)上，以新開發(fā)的虛擬化中間通信模塊為基礎(chǔ)，構(gòu)建了全新的基于私有云的信息管理體系，實現(xiàn)了私有云管理體系中的虛擬層建構(gòu)。雖然該體系的部署和應(yīng)用需要投入大量人力物力，但應(yīng)用后可明顯的節(jié)約工作時間，提高工作效率。該體系的建立對同樣需要處理大量信息的企業(yè)、單位具有借鑒意義。

[1]曾賽峰,朱立谷,李強(qiáng),等.企業(yè)級私有云中的虛擬化實現(xiàn)[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用,2010(46)36:70-73

[2]陳雄成.利用云技術(shù)搭建圖書館的私有云平臺[J].新技術(shù)與新方法,2011(9):74-77

[3]馬錦波.淺談私有云的規(guī)劃與實施[J].廣西通信技術(shù),2011(3):7-9

[4]劉菲,張波.淺談中小企業(yè)私有云計算解決方案[J].硅谷,2010(14):25-29