基于虛擬化的通信網(wǎng)管綜合管理研究

祝視，陳運(yùn)生，龔輝波，魏培

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司信息通信公司，湖南長(zhǎng)沙410014)

基于虛擬化的通信網(wǎng)管綜合管理研究

祝視，陳運(yùn)生，龔輝波，魏培

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司信息通信公司，湖南長(zhǎng)沙410014)

提出了一種基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，將先進(jìn)的信息技術(shù)融合于傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中，可以降低重復(fù)布線需求，減少網(wǎng)管客戶端數(shù)量，精簡(jiǎn)網(wǎng)管省集中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。

信息通信融合；通信網(wǎng)管；虛擬化；遠(yuǎn)程訪問(wèn)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，湖南電力已形成一套完善的通信網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，為保障電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)管理提供了重要支撐力量。在國(guó)家電網(wǎng)公司“三集五大”體系建設(shè)的背景下，開(kāi)展通信調(diào)度集約化建設(shè)，強(qiáng)化集中管控，有利于進(jìn)一步提升工作成效，實(shí)現(xiàn)信息通信調(diào)度更集約、更扁平、更專業(yè)。在通信集約化建設(shè)過(guò)程中，在不改動(dòng)原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，如何將各個(gè)地市供電公司的各類(lèi)通信設(shè)備網(wǎng)管集中至省公司層面進(jìn)行統(tǒng)一管理，加強(qiáng)信息與通信兩個(gè)專業(yè)的融合力度，是新形勢(shì)下需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題〔1－2〕。

1 通信網(wǎng)管現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.1 通信設(shè)備網(wǎng)管現(xiàn)狀

湖南電力通信設(shè)備種類(lèi)較多，包含多種網(wǎng)管系統(tǒng)，比如在三級(jí)通信網(wǎng)中，光傳輸采用NEC廠家的同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)和烽火分組傳送網(wǎng)(Packet Transport Network，PTN)技術(shù)體制組網(wǎng)，廣域網(wǎng)采用OTN組網(wǎng)，還有微波網(wǎng)管，以及國(guó)昌和力禾的動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)管等〔3〕，各網(wǎng)管拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖１ 湖南電力通信設(shè)備網(wǎng)管現(xiàn)狀

從圖1可以看出，各網(wǎng)管獨(dú)立組網(wǎng)，互不干擾，每個(gè)網(wǎng)管一般配置1臺(tái)交換機(jī)和多個(gè)客戶端。目前國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司正大力推進(jìn)通信調(diào)度集約化體系建設(shè)，其主要工作是將地市公司光傳輸、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度交換、動(dòng)力環(huán)境等四級(jí)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)的調(diào)度監(jiān)控集中至省公司，需要將這些業(yè)務(wù)的網(wǎng)管系統(tǒng)也集中至省公司，然而不同地市同一類(lèi)型業(yè)務(wù)采用的網(wǎng)管廠家不一，即便同一地市針對(duì)某類(lèi)型的業(yè)務(wù)也存在使用多個(gè)廠家網(wǎng)管的情況，使得網(wǎng)管綜合管理的難度越來(lái)越大。

1.2 通信設(shè)備網(wǎng)管存在的問(wèn)題

1)網(wǎng)管綜合管理難度大，給網(wǎng)管省集中工作帶來(lái)許多不便。每一類(lèi)網(wǎng)管在物理上相互獨(dú)立，不僅造成了硬件資源的浪費(fèi)，且網(wǎng)管IP資源的分配不受限制，導(dǎo)致多個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用同樣的IP資源段，加大了網(wǎng)管集中的難度。

2 基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略

2.1 總體架構(gòu)

結(jié)合湖南電力通信網(wǎng)管的實(shí)際情況，提出一種基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略。現(xiàn)有各網(wǎng)管服務(wù)器均保留不做更改，用戶訪問(wèn)網(wǎng)管客戶端系統(tǒng)采用虛擬機(jī)＋遠(yuǎn)程桌面方式?，F(xiàn)有網(wǎng)管客戶端均更換為雙網(wǎng)卡虛擬機(jī)方式，一個(gè)網(wǎng)卡對(duì)設(shè)備服務(wù)器側(cè)，一個(gè)網(wǎng)卡對(duì)通用客戶端側(cè)，各監(jiān)控、調(diào)度和網(wǎng)管中心等需要用到網(wǎng)管的地方通過(guò)遠(yuǎn)程桌面訪問(wèn)虛擬機(jī)。網(wǎng)管綜合管理方案如圖2所示。

圖2 網(wǎng)管綜合管理方案

從圖2可以看出，客戶端主機(jī)中包含多個(gè)虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬機(jī)均為雙網(wǎng)卡配置，一個(gè)網(wǎng)卡通過(guò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到調(diào)度客戶端，另外一個(gè)網(wǎng)卡各自連接至相應(yīng)的網(wǎng)管服務(wù)器交換設(shè)備。該方案具備如下優(yōu)點(diǎn):①左側(cè)，對(duì)設(shè)備、服務(wù)器地址無(wú)要求，不需要更改網(wǎng)管服務(wù)器或被管理設(shè)備的地址；②右側(cè)，所有計(jì)算機(jī)終端均為通用操作系統(tǒng)，從任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)均可訪問(wèn)到任何一個(gè)系統(tǒng)的管理終端；③新增、改變、恢復(fù)網(wǎng)管終端更快捷，采用虛擬機(jī)遷移方式即可實(shí)現(xiàn)。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

將各虛擬機(jī)集中在一臺(tái)機(jī)架式服務(wù)器上的關(guān)鍵技術(shù)為VMware vsphere方案〔5〕，vsphere是VMware公司的一個(gè)提供虛擬化平臺(tái)的軟件，軟件中包含ESXI，VCenter等重要組件，ESXI可將物理基礎(chǔ)設(shè)施的IT資源進(jìn)行虛擬化成虛擬的IT資源，而VCenter Server通過(guò)創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心和集群把這些虛擬化資源進(jìn)行集中的管理，基于VCenter Server可以實(shí)現(xiàn)很多高級(jí)應(yīng)用〔6〕，此外，vsphere client也可管理ESXI主機(jī)；有兩種管理形式，一是直接管理ESXI主機(jī)，但這種形式只能管理單獨(dú)的ESXI主機(jī)；二是通過(guò)Vcenter Server對(duì)所有ESXI主機(jī)進(jìn)行集中管理〔7〕，如圖3所示。

圖3 VMware vsphere方案

2.3 實(shí)現(xiàn)過(guò)程

基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，其總體架構(gòu)硬件核心為帶雙網(wǎng)卡的機(jī)架式服務(wù)器，通過(guò)VMware vsphere方案實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬機(jī)的并行管理，網(wǎng)絡(luò)核心為一臺(tái)三層交換機(jī)，控制各網(wǎng)管數(shù)據(jù)交換方式，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:

1)搭建VMware vsphere環(huán)境。在機(jī)架式服務(wù)器上安裝ESXI系統(tǒng)，在一臺(tái)客戶機(jī)中安裝vsphere client，IP地址均設(shè)置在同一網(wǎng)段，即可使用vsphere client建立虛擬機(jī)。如有多個(gè)主機(jī)需要管理，需先新建一個(gè)虛擬機(jī)安裝vcenter組件。

2)安裝網(wǎng)管客戶端。新建虛擬機(jī)后，在虛擬機(jī)中安裝相應(yīng)網(wǎng)管客戶端，各虛擬機(jī)依托主機(jī)的雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)有兩個(gè)網(wǎng)卡可供使用，將第1個(gè)網(wǎng)卡IP地址設(shè)置為和對(duì)應(yīng)網(wǎng)管服務(wù)器IP同一網(wǎng)段，則經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配置后該虛擬機(jī)可訪問(wèn)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)管，將第二個(gè)IP地址設(shè)置為和主機(jī)同一網(wǎng)段，則可使客戶機(jī)能遠(yuǎn)程至虛擬機(jī)訪問(wèn)相應(yīng)網(wǎng)管。

“歷史意識(shí)要求應(yīng)當(dāng)從每一個(gè)過(guò)去的自身存在去觀看過(guò)去時(shí)，也就是說(shuō)，不從我們現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)和成見(jiàn)出發(fā)，而是在過(guò)去自身的歷史視域中來(lái)觀看過(guò)去”［2］415，所以理解“以詩(shī)為詞”就要從理解蘇軾的文學(xué)創(chuàng)作論出發(fā)。

3)配置網(wǎng)絡(luò)。本方案網(wǎng)絡(luò)核心為1臺(tái)三層交換機(jī)，各網(wǎng)管服務(wù)器的交換機(jī)連接至該交換機(jī)，各個(gè)客戶機(jī)連接至該交換機(jī)，機(jī)架式服務(wù)器的兩個(gè)網(wǎng)卡連接至該交換機(jī)，如圖4所示。

圖4 交換機(jī)端口配置

通過(guò)對(duì)三層交換機(jī)不同網(wǎng)口進(jìn)行設(shè)置〔8〕，可保證各網(wǎng)管服務(wù)器之間互不干擾。具體操作步驟如下:①不同網(wǎng)管系統(tǒng)交換機(jī)連接至三層交換機(jī)的網(wǎng)口設(shè)定為access模式，且用不同的Vlan ID標(biāo)識(shí)，如至華為光傳輸系統(tǒng)服務(wù)器交換機(jī)的網(wǎng)口1 Vlan ID設(shè)置為1，至動(dòng)環(huán)系統(tǒng)服務(wù)器交換機(jī)的網(wǎng)口2 Vlan ID設(shè)置為2，則華為網(wǎng)管和動(dòng)環(huán)網(wǎng)管傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將互不干擾；②為保證每一客戶機(jī)能訪問(wèn)任何一個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)，所有客戶機(jī)連接至三層交換機(jī)的網(wǎng)口(網(wǎng)口41—44)設(shè)定為access模式，用相同的Vlan ID(例如100)標(biāo)識(shí)；③三層交換機(jī)網(wǎng)口52設(shè)定為access模式，Vlan ID為100，允許各客戶機(jī)數(shù)據(jù)包傳輸；④網(wǎng)口51設(shè)定為trunk模式，并進(jìn)一步約束可通過(guò)的Vlan ID(如允許Vlan標(biāo)簽為1，2的數(shù)據(jù)包通過(guò)，不允許Vlan標(biāo)簽為100的數(shù)據(jù)包通過(guò))，從而允許各網(wǎng)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包傳輸，同時(shí)抑制客戶機(jī)的數(shù)據(jù)包傳輸。設(shè)置完成后，利用某網(wǎng)管虛擬機(jī)的第2個(gè)網(wǎng)卡IP地址遠(yuǎn)程進(jìn)入虛擬機(jī)，再登陸網(wǎng)管客戶端即可訪問(wèn)網(wǎng)管。

3 應(yīng)用效果

利用1臺(tái)主機(jī)、1臺(tái)三層交換機(jī)和幾臺(tái)客戶機(jī)在生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，具體IP資源分配如表1所示。

從表1中可以看出，網(wǎng)管服務(wù)器交換機(jī)側(cè)的地址無(wú)需修改，虛擬機(jī)網(wǎng)卡1設(shè)置為同網(wǎng)管服務(wù)器交換機(jī)同一網(wǎng)段，在虛擬機(jī)中安裝相應(yīng)網(wǎng)管客戶端后即可訪問(wèn)網(wǎng)管。各虛擬機(jī)網(wǎng)卡2地址均設(shè)置為同一網(wǎng)段，將調(diào)度或網(wǎng)管中心的客戶機(jī)設(shè)置為×.×.×. ×網(wǎng)段，使用windows系統(tǒng)自帶的遠(yuǎn)程桌面連接方式，即可訪問(wèn)各網(wǎng)管系統(tǒng)。在傳統(tǒng)連接方式中，需要使用至少7根網(wǎng)線和7臺(tái)終端才能實(shí)現(xiàn)同樣的效果，若網(wǎng)管數(shù)量增多，或需要在調(diào)度臺(tái)之外的地方訪問(wèn)網(wǎng)管，對(duì)布線和客戶機(jī)的需求還將大大增加，而本方案只需要從通信機(jī)房拉一根線至調(diào)度臺(tái)，使用1臺(tái)客戶機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有網(wǎng)管的訪問(wèn)，不僅大大縮小了網(wǎng)管操作間空間，也提高了網(wǎng)管使用的穩(wěn)定性。

表1 IP資源分配

4 結(jié)語(yǔ)

通信網(wǎng)管種類(lèi)較多，且服務(wù)器所在網(wǎng)段沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)劃，存在不同網(wǎng)管使用同一網(wǎng)段的情形，同時(shí)網(wǎng)管客戶端數(shù)量較多且功能單一?；谔摂M化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，不僅降低了重復(fù)布線需求，減少網(wǎng)管客戶端數(shù)量，在網(wǎng)管進(jìn)行綜合管理的同時(shí)避免了不同網(wǎng)管之間的數(shù)據(jù)交換，安全穩(wěn)定性較好，滿足通信網(wǎng)精益化管理的要求。

〔1〕汪大洋，賈平，江凇.基于IP－KVM的網(wǎng)管集中管理軟平臺(tái)的搭建與應(yīng)用〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2014，12(4):61-65.

〔2〕劉瑋，侯思祖.終端接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)研究〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2014，12(1):122-126.

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〔5〕沈志豪，梅峰，蔣鴻城，等.資源池虛擬化技術(shù)的應(yīng)用研究〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2015，13(3):39-44.

〔6〕張鐵剛，吉承文，馬超，等.計(jì)算資源虛擬化在海南電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2014，12(5):49-53.

〔7〕張濤，李巍，廖謙.數(shù)據(jù)中心安全域劃分及防護(hù)發(fā)展趨勢(shì)〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2015，13(1):112-115.

〔8〕華為技術(shù)有限公司.Quidway S5700系列以太網(wǎng)交換機(jī)V100R005C01配置指南－基礎(chǔ)配置〔R〕.2011.

Research and practice on comprehensive management strategy based on virtualization for communications network management system

ZHU Shi，CHEN Yunsheng，GONG Huibo，WEI Pei
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Information＆Communication Company，Changsha 410014，China)

This paper proposes a comprehensive management strategy based on virtualization for communication network management system，so that the traditional communication network becomes more integrated with advanced information technology.The strategy could reduce the need for repeat wiring and decrease the number of network management client，and simplify centralized management of network.

fusion of information and communication；communications network management；virtualization；remote access

TN915.07

B

1008-0198(2017)01-0024-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.01.006

祝視(1988)，男，湖南益陽(yáng)人，工程師，碩士研究生，從事電力系統(tǒng)通信網(wǎng)運(yùn)行和維護(hù)工作。

2016-06-08 改回日期:2016-11-07