虛擬化技術(shù)在第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)中的應(yīng)用

丁梅++顧鵬

摘 要：基于當(dāng)前我國(guó)檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)能力較弱的情況，通過探討檢驗(yàn)檢測(cè)專業(yè)化服務(wù)和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)體系，解決第三方檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化中的關(guān)鍵性問題，整合相應(yīng)的服務(wù)資源，構(gòu)建專業(yè)化服務(wù)數(shù)據(jù)庫，最終形成能夠服務(wù)于多種檢測(cè)需求的第三方檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)平臺(tái)，從而有效提升檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)能力。以2014年9月改版的華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)為例，分析檢驗(yàn)檢測(cè)市場(chǎng)供需信息的特點(diǎn)，展示虛擬化技術(shù)對(duì)于第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)建設(shè)的作用。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù)；大型科學(xué)儀器；檢驗(yàn)檢測(cè)；VMware

DOIDOI：10.11907/rjdk.151999

中圖分類號(hào)：TP306

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2015）012000903

基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：湖北省科技信息研究院學(xué)術(shù)基金課題（HBSTI2014-2001）

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：丁梅（1983-），女，河南信陽人，湖北省科技信息研究院網(wǎng)絡(luò)與資源中心助理研究員，研究方向?yàn)樾畔⒐芾恚活欩i（1982-），男，江蘇南通人，湖北省科技信息研究院網(wǎng)絡(luò)與資源中心工程師，研究方向?yàn)樾畔⒐芾怼?/p>

1 研究背景及現(xiàn)狀

1.1 研究背景

檢驗(yàn)檢測(cè)是商品交換活動(dòng)中供需雙方出于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的判定需要，依托技術(shù)機(jī)構(gòu)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)試的活動(dòng)，其存在于產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、流通的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。截至2013年，全球檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)規(guī)模已超10 000億元，每年仍按照10%以上的比例高速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2018年，業(yè)務(wù)總量將增長(zhǎng)80%[1]。2011年末，國(guó)務(wù)院辦公廳正式印發(fā)的《關(guān)于加快發(fā)展高技術(shù)服務(wù)業(yè)的指導(dǎo)意見》中則明確將“檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)”列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的8個(gè)高技術(shù)服務(wù)業(yè)領(lǐng)域之一。

1.2 檢驗(yàn)檢測(cè)市場(chǎng)現(xiàn)狀

我國(guó)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)絕大多數(shù)屬于國(guó)有性質(zhì)，各部門在建設(shè)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)時(shí)，根據(jù)各自的業(yè)務(wù)范圍形成了相對(duì)獨(dú)立的體系和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。一些民營(yíng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)花費(fèi)巨資購置的檢測(cè)設(shè)備也存在這種狀況，從而造成分頭管理、投資分散等問題。

國(guó)有質(zhì)檢機(jī)構(gòu)作為政府實(shí)驗(yàn)室，其工作性質(zhì)決定了其主要服務(wù)對(duì)象為政府，因此缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)[2]，造成檢驗(yàn)檢測(cè)能力分類不規(guī)范以及檢不準(zhǔn)、檢不出、檢得慢、低水平競(jìng)爭(zhēng)等問題。

我國(guó)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)分布零散且不均，導(dǎo)致檢驗(yàn)檢測(cè)資源分布不平衡。行業(yè)發(fā)展時(shí)間越長(zhǎng)、發(fā)展速度越快，其檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)數(shù)量越多，而新興行業(yè)相關(guān)的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)則比較少，甚至需要去國(guó)外檢測(cè)。

1.3 虛擬化技術(shù)可行性

第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)的主要功能是數(shù)據(jù)采集、供需分析和匹配計(jì)算，以及后臺(tái)管理中的用戶管理、財(cái)務(wù)管理等，其數(shù)據(jù)匯集中心的性質(zhì)決定了平臺(tái)網(wǎng)站的進(jìn)、出口數(shù)據(jù)量較大，故可以采用虛擬化技術(shù)中的分布式計(jì)算加速數(shù)據(jù)處理。

截至目前，很多省份、院校、實(shí)驗(yàn)室都建立了科學(xué)儀器共享網(wǎng)站。第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)采用虛擬化技術(shù)并部署于虛擬機(jī)之中，從而避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)約成本。虛擬化技術(shù)中的動(dòng)態(tài)遷移可保證網(wǎng)站和數(shù)據(jù)安全，避免因硬件故障引起的網(wǎng)站不可用及數(shù)據(jù)丟失問題，提高第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)的可用性，以保證持續(xù)的服務(wù)能力。

2 檢驗(yàn)檢測(cè)市場(chǎng)供需信息特點(diǎn)

以華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)的檢驗(yàn)檢測(cè)載體——價(jià)值20萬以上的大型科學(xué)儀器為例，總結(jié)供需信息的要素如下：

2.1 用戶

包括提供方、需求方、管理員。管理員分為系統(tǒng)管理員和單位管理員。系統(tǒng)管理員擁有最高權(quán)限，可以創(chuàng)建和審核其他用戶；單位管理員維護(hù)本單位信息，可以添加、修改本單位的檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)項(xiàng)目，上傳服務(wù)單據(jù)等。提供方、需求方作為普通用戶均要在網(wǎng)站中注冊(cè)，通過管理員的審核后方可發(fā)布信息，以保證供求信息的真實(shí)性和有效性。

在數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中，除了基本的用戶字段以外，應(yīng)與檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)項(xiàng)目、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。

2.2 管理對(duì)象

包括檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、儀器設(shè)備、服務(wù)資源。檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)類別包括：實(shí)驗(yàn)室、行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)、認(rèn)證機(jī)構(gòu)等。儀器設(shè)備的字段可參考表1。

表1 儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫字段示例

服務(wù)資源包括檢測(cè)服務(wù)、認(rèn)證服務(wù)、校準(zhǔn)服務(wù)、技術(shù)咨詢、儀器共享。

2.3 財(cái)務(wù)審計(jì)

補(bǔ)貼是推進(jìn)第三方檢驗(yàn)檢測(cè)市場(chǎng)發(fā)展壯大的激勵(lì)措施，正確發(fā)放的前提是相關(guān)單據(jù)的準(zhǔn)確錄入。這要求第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔并管理，第三方管理機(jī)構(gòu)才可以根據(jù)服務(wù)情況來評(píng)價(jià)服務(wù)提供方的檢測(cè)服務(wù)水平。

3 虛擬化技術(shù)在第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)的應(yīng)用

以華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)為例，介紹虛擬化技術(shù)在第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)的應(yīng)用。

華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)自2007年建成開通以來，已運(yùn)行超過8年。它作為覆蓋湖北、湖南、河南、江西4省的科學(xué)儀器共享平臺(tái)，以第三方（華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)管理辦公室，簡(jiǎn)稱：大儀辦）的角度致力于促進(jìn)科學(xué)儀器信息共享。每年10月開始，華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)的成員單位陸續(xù)在系統(tǒng)中填報(bào)本單位的儀器共享和服務(wù)情況，大儀辦的工作人員據(jù)此計(jì)算補(bǔ)貼額度，在一年一度的表彰會(huì)后發(fā)放到成員單位賬戶。從網(wǎng)站運(yùn)行情況看，每年的10～12月訪問量和流量都比較高，維護(hù)壓力較大。

大儀辦于2013年對(duì)運(yùn)行中的華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)進(jìn)行改版，同時(shí)利用虛擬化技術(shù)對(duì)其性能進(jìn)行優(yōu)化，提高穩(wěn)定性，讓補(bǔ)貼惠及更多成員單位，從而進(jìn)一步擴(kuò)大大型儀器的共享范圍。此次改版實(shí)現(xiàn)了以下目標(biāo)：①完成用戶入網(wǎng)審批、儀器入網(wǎng)、補(bǔ)貼申請(qǐng)等流程更新；②完成Oracle數(shù)據(jù)庫版本從9i向11g的升級(jí)；③利用應(yīng)用負(fù)載均衡技術(shù)提高網(wǎng)站可用性；④使由于建設(shè)時(shí)間久遠(yuǎn)、文檔缺失和開發(fā)團(tuán)隊(duì)人員流動(dòng)，從而一直未得到解決的功能不足和系統(tǒng)缺陷得以根本解決。

虛擬化技術(shù)的采用是改版建設(shè)方案中的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。大儀辦決定將新的華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)部署在虛擬機(jī)上，同時(shí)將數(shù)據(jù)存放在虛擬的共享存儲(chǔ)中。經(jīng)過為期一年的開發(fā)和測(cè)試，新的華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)于2014年9月上線并投入使用，在接下來的10月中，它迎接了當(dāng)年的數(shù)據(jù)填報(bào)工作，順利通過了“壓力測(cè)試”。

3.1 虛擬化底層

VMware通過在物理服務(wù)器上安裝虛擬機(jī)監(jiān)控程序（Virtual Machine Monitor，VMM），由VMM完成資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理。VMM可以根據(jù)用戶要求，將物理服務(wù)器的物理資源模擬、封裝成具有完整硬件功能且相互隔離的虛擬機(jī)[3]。經(jīng)過幾代的發(fā)展和更迭，在最新的VMware vSphere 5.5體系架構(gòu)中稱為VMware vSphere Hypervisor。

另一主流的底層虛擬化軟件為基于X86架構(gòu)的XEN，其發(fā)展快、性能穩(wěn)定且消耗資源少，是目前較為流行、開源的虛擬化技術(shù)。Xen與SUSE Linux Enterprise Server操作系統(tǒng)結(jié)合，可以在一臺(tái)物理服務(wù)器的硬件上安全地執(zhí)行若干獨(dú)立的虛擬機(jī)。它尤其適合在有限的物理服務(wù)器上完成應(yīng)用整合，從而有效地節(jié)省運(yùn)維成本，提高物理服務(wù)器利用率，使數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)架構(gòu)利用最大化。

對(duì)比以上兩個(gè)主流虛擬化底層后，華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)決定采用更穩(wěn)定、應(yīng)用范圍較廣的VMware vSphere 5.5，其成功案例和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)更便于日后管理。VMware平臺(tái)部署情況如圖1所示。

圖1 VMware平臺(tái)結(jié)構(gòu)

3.2 管理界面

VMware vSphere Client采用C/S架構(gòu)，需要安裝客戶端軟件，客戶端軟件要與虛擬化軟件版本相配套，并由VMware授權(quán)，在證書有效的情況下可以連接使用VMware的管理服務(wù)。

與采用B/S架構(gòu)的虛擬機(jī)管理界面相比，C/S架構(gòu)對(duì)瀏覽器沒有依賴，避免了因?yàn)g覽器兼容性或版本造成的顯示問題。在B/S架構(gòu)的虛擬機(jī)管理界面中，通常使用VNC（Virtual Network Computer）模擬虛擬機(jī)顯示器，而運(yùn)行VNC必須安裝JRE（Java Runtime Environment）并設(shè)置相應(yīng)的安全級(jí)別允許JRE在IE中運(yùn)行。如遇JRE升級(jí)，則需要重新安裝調(diào)試，否則無法打開VNC，這對(duì)用戶來說較為不便。

3.3 遠(yuǎn)程維護(hù)

華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)由2臺(tái)Web服務(wù)器（虛擬機(jī)）、1臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（虛擬機(jī)）和1T存儲(chǔ)空間構(gòu)成。服務(wù)器（虛擬機(jī)）的具體配置如表2所示。

表2 華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)虛擬機(jī)配置

[]內(nèi)存[]CPU核心數(shù)[]硬盤空間[]附加存儲(chǔ)[]操作系統(tǒng)

Web服務(wù)器[]8G[]2核[]300G[]0[]Windows Server 2008 64位

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器[]16G[]4核[]500G[]1T[]Windows Server 2008 64位

雖然Linux操作系統(tǒng)自身消耗更少，也更加穩(wěn)定，但虛擬機(jī)還是采用了Windows系統(tǒng)，主要原因如下：①Windows系統(tǒng)圖形界面友好，易于后期維護(hù)管理；②避免在為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)附加共享存儲(chǔ)過程中無法寫入數(shù)據(jù)的問題。

從安全角度考慮，對(duì)虛擬機(jī)的操作大多在上班時(shí)間、內(nèi)網(wǎng)環(huán)境中完成，以減少操作失敗造成的影響。節(jié)假日期間不在辦公室，如遇虛擬機(jī)宕機(jī)，則需要進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和處理。

VMware vSphere Client要求登錄的電腦已安裝管理軟件的客戶端。如未攜帶常用的筆記本或在公共環(huán)境下無法登錄，將對(duì)維護(hù)造成不便。利用網(wǎng)頁登錄管理界面進(jìn)行遠(yuǎn)程管理較為簡(jiǎn)便，用VPN進(jìn)入虛擬內(nèi)網(wǎng)，輸入U(xiǎn)RL即可實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的重啟、掛起等操作。VMware vSphere Client在此方面稍顯不足。

3.4 交換功能

鑒于華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理需求，會(huì)產(chǎn)生大量的I/O操作，VMware可將物理服務(wù)器的網(wǎng)卡虛擬成交換機(jī)使用，即VMware具有虛擬交換機(jī)功能，從而加速了數(shù)據(jù)處理速度。VMware的虛擬交換機(jī)同樣支持管理網(wǎng)段和業(yè)務(wù)網(wǎng)段的分離，以提高管理安全性。在VMware vSphere正確安裝后，虛擬交換機(jī)將根據(jù)組網(wǎng)條件的需要，由VMware vSphere自動(dòng)創(chuàng)建并使用。在Windows系列主機(jī)上，最多可使用10臺(tái)虛擬交換機(jī)；在Linux系列主機(jī)上，可使用多達(dá)256臺(tái)的虛擬交換機(jī)[4]。

3.5 與外接存儲(chǔ)系統(tǒng)的契合

VMware的虛擬機(jī)與外接存儲(chǔ)設(shè)備（品牌EMC，連接方式：直連）讀取和寫入速度約70Mps，從華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)使用的1T存儲(chǔ)空間看，滿足了目前的系統(tǒng)要求。經(jīng)過測(cè)試，在某品牌的虛擬平臺(tái)中，虛擬機(jī)與外接存儲(chǔ)設(shè)備（品牌同有，連接方式：FC SAN）讀取和寫入速度約40Mps，不能滿足部分對(duì)讀寫速度要求較高的應(yīng)用需求。由此可見，VMware對(duì)于外接存儲(chǔ)設(shè)備讀寫速度較快。不過由于與存儲(chǔ)設(shè)備的連接方式不同、品牌不同，暫無法得出兩個(gè)虛擬平臺(tái)本身對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備讀寫速度優(yōu)劣的結(jié)論。

3.6 可管理性

由于虛擬機(jī)的硬件全部為虛擬的，實(shí)際上并不存在，虛擬機(jī)在啟動(dòng)過程中并不會(huì)像物理服務(wù)器那樣顯示硬件加載過程與硬件信息。當(dāng)然，虛擬機(jī)的硬件故障較少，軟件故障中，最常見的是操作系統(tǒng)故障，即虛擬機(jī)的系統(tǒng)磁盤文件丟失，導(dǎo)致虛擬機(jī)無法啟動(dòng)。一般使用裝有Win PE系統(tǒng)的U盤映射到虛擬機(jī)，設(shè)置虛擬機(jī)從U盤啟動(dòng)，將丟失的系統(tǒng)文件拷貝進(jìn)去，使虛擬機(jī)順利啟動(dòng)。

VMware vSphere Client簡(jiǎn)化了這一步驟，它可直接從管理員的電腦上傳ISO映像到存儲(chǔ)設(shè)備，設(shè)置虛擬機(jī)從光盤啟動(dòng)，進(jìn)入修復(fù)模式，以上全部操作可在VMware vSphere Client界面中完成。VMware vSphere Client還支持對(duì)物理服務(wù)器的可視化管理，使用物理服務(wù)器的IP、用戶名、密碼登錄即可。

4 結(jié)語

從第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)研究的角度看，華中地區(qū)大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)是以大型科學(xué)儀器共享為目標(biāo)的第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)。由于目前尚無大型、綜合的第三方檢測(cè)市場(chǎng)供需信息對(duì)接平臺(tái)，所以希望本文能夠給其它檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)項(xiàng)目的供需信息共享、對(duì)接提供參考。

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（責(zé)任編輯：黃 健）