虛擬化技術(shù)在協(xié)同決策系統(tǒng)中的應用

李文嘉

虛擬化技術(shù)在協(xié)同決策系統(tǒng)中的應用

李文嘉

（民航山西空管分局，山西 太原 030031）

隨著近年來計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，各項技術(shù)不斷成熟，其中虛擬化技術(shù)已在個別行業(yè)中有所應用。如何將虛擬化技術(shù)應用在空管系統(tǒng)各類網(wǎng)絡中，從而提升設備利用率和提高工作效率，成為了相關(guān)單位探討的重點。簡單介紹了VMware虛擬化技術(shù)，并介紹了其中部分的關(guān)鍵設備和功能，分析了山西空管分局機房配置結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡運行現(xiàn)狀，有針對性地提出將虛擬化技術(shù)融入到協(xié)同決策系統(tǒng)中，對物理服務器的CPU、內(nèi)存使用率都有明顯提升，以解決原有機房空間狹小、資源利用率低、運行維護成本高等難點。

虛擬化；物理服務器；虛擬服務器；運行維護成本

1 虛擬化技術(shù)介紹

虛擬化是一種資源管理技術(shù)，將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機，并同時運行多個邏輯計算機，且在上面安裝不同操作系統(tǒng)，應用程序可以在每個操作系統(tǒng)獨立運行而互不影響，從而提高計算機的利用率。它將物理實體資源CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡等抽象化，重新打亂結(jié)構(gòu)組合的過程，虛擬部分不受地點，擺放形態(tài)等限制。

2 虛擬化技術(shù)優(yōu)點

提高單臺物理服務器的資源利用率，特別是針對那些平均需求遠低于需要為其提供專用資源的負載。降低管理成本。由于多個操作系統(tǒng)和應用程序可以在一臺服務器上運行，可以降低購買費用。同樣，因為物理服務器的減少，為其產(chǎn)生的備件費用也大大減少。提高使用靈活性和可用性。 通過虛擬化可實現(xiàn)動態(tài)資源部署和重新配置，以便滿足業(yè)務變化，還可在不影響用戶的使用下對其進行升級、刪除。

提高運維能力。日常工作中，需要投入大量的人力物力對老舊服務器進行維護，而服務器更換產(chǎn)生的系統(tǒng)遷移更加困難。通過虛擬化技術(shù)可將原有單個物理服務器的操作系統(tǒng)整體遷移至虛擬環(huán)境，極大地方便了操作性。隨著實體物理機的減少，有效地減少單點故障的發(fā)生率，讓維護人員在有限的時間內(nèi)對更多的設備進行檢查。

提高安全性。由于虛擬化的實現(xiàn)，可將同類型且需要互相共享數(shù)據(jù)的服務器裝在一個獨立的計算機上，這樣對數(shù)據(jù)和服務可進行管控。

3 VMware vSphere虛擬化平臺介紹

vSphere 6.0是VMware vSphere產(chǎn)品家族中比較新和比較成熟的版本，可以對更多資源類型進行精細的分配控制。該產(chǎn)品整合了動態(tài)資源控制、高可用性、容錯特性、分布式資源管理和備份工具，管理員可以獲得不同規(guī)模企業(yè)環(huán)境所需要的工具。

產(chǎn)品套件主要包含以下產(chǎn)品和特點。

VMware ESXi：虛擬化管理程序所部署的宿主機，支持多個虛擬化共享該宿主機硬件資源。

VMware vCenter Server：服務器的管理軟件，易于部署、集中控制和可見性和改善管理。包含vSphere vMotion（遷移）、vSphere DRS（分布式資源調(diào)度器）、vSphere HA（高可用性）和vSphere FT（容錯性）高級特性的工具。

VMware vSphere Web客戶端：該客戶端提供了一個動態(tài)的Web用戶界面，它可以管理虛擬基礎架構(gòu)，不需要在操作系統(tǒng)上安裝vSphere客戶端。

4 協(xié)同決策系統(tǒng)應用部署

該表單是協(xié)同決策系統(tǒng)部分設備，主要介紹以下兩種服務器。

4.1 存儲服務器

本系統(tǒng)所采用的存儲服務器是華為5300 V5型號，該存儲系統(tǒng)不但可以為應用服務器提供出色的存儲服務，還支持數(shù)據(jù)備份和遷移技術(shù)，更是提供本地/遠程維護方式，大大降低了人員維護和運行管理成本。

通過SAN（存儲區(qū)域網(wǎng)絡：Storage Area Network）將數(shù)據(jù)存儲管理集中在一個獨立的存儲區(qū)域網(wǎng)內(nèi)。

山西空管分局協(xié)同決策系統(tǒng)由于SAN 網(wǎng)絡采用了光纖技術(shù)，因此具有更高的帶寬，并且能夠提供更大容量的存儲設備，現(xiàn)在是通過具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式和光交換機連接，由光交換機進行存儲服務器和應用服務器之間的連接。

只有提供共享存儲，才是實現(xiàn)服務器虛擬化的必要條件，才能實現(xiàn)虛擬機的動態(tài)遷移。

系統(tǒng)具體設備如表1所示。

表1 系統(tǒng)設備

I類交換機華為 S7706主機，雙主控板（含堆疊線纜），冗余電源48端口十兆/百兆/千兆以太網(wǎng)電接口板（FA，RJ45），1塊16端口萬兆以太網(wǎng)光接口和16端口千兆以太網(wǎng)光接口板（X2S，SFP+），1塊光模塊-eSFP-GE-單模模塊（1 310 nm，10 km，LC），16個光模塊-SFP+-10 G-多模模塊（850 nm，0.3 km，LC），16個堆疊線纜。 數(shù)據(jù)服務器華為RH2288H V5（2顆英特爾至強可擴展處理器白銀4114 十核2.2 GHz/128 GB內(nèi)存/3塊600 GB SAS硬盤/Raid卡帶超級電容/4GE電口/2塊雙口萬兆網(wǎng)卡/2個萬兆多模模塊/2塊單口16 G FC HBA卡/DVD光驅(qū)/2個電源模塊/集成顯卡/滿配風扇/1副安裝導軌） 通信服務器華為RH2288H V5（2顆英特爾至強可擴展處理器白銀4114 十核2.2 GHz/128 GB內(nèi)存/3塊600 GB SAS硬盤/Raid卡帶超級電容/4GE電口/DVD光驅(qū)/2個電源模塊/集成顯卡/滿配風扇/1副安裝導軌/安裝虛擬化軟件） 系統(tǒng)處理服務器華為RH2288H V5（2顆英特爾至強可擴展處理器白銀4114 十核2.2 GHz/128 GB內(nèi)存/3塊600 GB SAS硬盤/Raid卡帶超級電容/4GE電口/2塊雙口萬兆網(wǎng)卡/2個萬兆多模模塊/2塊單口16 G FC HBA卡/DVD光驅(qū)/2個電源模塊/集成顯卡/滿配風扇/1副安裝導軌/安裝虛擬化軟件） II類交換機華為OceanStor SNS2224光纖交換機-24端口（24端口激活，含24×16 GB多模SFP）-雙電源（交流） 存儲服務器華為5300 V5（2U，雙控，交流，64 GB，8×GE，25×2.5"） 4端口 SmartIO I/O模塊（SFP+，16 GB FC）×2 1.2 TB 10K RPM SAS硬盤單元（2.5"）×40塊 硬盤框（2U，交流，2.5"，級聯(lián)模塊，25盤位，不包含硬盤單元，DAE22525U2）×1個 其他網(wǎng)絡交換設備華為 S5720-28P-SI-AC（24個電口，4個光口，2個千兆單模模塊，配置堆疊線）

4.2 系統(tǒng)處理服務器

本系統(tǒng)采用10臺華為V2288H V5型號作為應用服務器，該服務器提供云計算虛擬化、分布式存儲、大數(shù)據(jù)處理等功能。按照實際應用需求，每臺物理服務器可以配置多臺虛擬機，每臺虛擬機可以安裝獨立的操作系統(tǒng)，負責不同的應用程序。10臺物理應用服務器共享兩臺存儲服務器，分別安裝VMware ESXi軟件，通過一個VMware Vcenter進行統(tǒng)一管理。當1臺物理服務器發(fā)生故障時，該物理服務器上的所有虛擬機自動轉(zhuǎn)移到另外9臺上，保證操作系統(tǒng)和應用程序的不間斷運行和穩(wěn)定持續(xù)性。

5 應用效果

系統(tǒng)應用界面如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)應用界面

山西空管分局協(xié)同決策系統(tǒng)于今年投產(chǎn)，目前運行穩(wěn)定，達到了預期效果。主要有以下幾點：①減少了物理服務器的數(shù)量，機柜使用數(shù)量，降低了購買成本；②提高了系統(tǒng)資源的利用率，以前一臺服務器只安裝一個應用程序，供單一系統(tǒng)使用，導致該服務器的利用率不到20%，在使用虛擬化后，單一系統(tǒng)的利用率占到80%，提高了使用率；③提高了維護人員的工作效率，以前對生產(chǎn)系統(tǒng)巡視檢查的時間大約為5 min，現(xiàn)在系統(tǒng)提供集中監(jiān)控界面，整個巡視檢查過程大約2 min，大大縮短了時間。

6 結(jié)束語

云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能是未來計算機發(fā)展的方向，而虛擬化則為這些發(fā)展提供了重要的技術(shù)。服務器虛擬化技術(shù)的動態(tài)遷移和按需分配模式最大限度地提高了物理服務器有效資源的利用率，提升協(xié)同決策系統(tǒng)的運行和管理能力，為山西空管分局保障航班運行準點率奠定了基礎，為即將更新?lián)Q代的生產(chǎn)系統(tǒng)應用提供了示范作用。

TP391.9

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.20.072

2095－6835（2019）20－0158－02

〔編輯：張思楠〕