宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院

虛擬化技術(shù)在油田通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

屈珣 張煥國(guó) 李瑋宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院

虛擬化技術(shù)可以創(chuàng)造一個(gè)全新的IT工作環(huán)境，簡(jiǎn)化軟件的重新配置流程，而且可將硬件容量擴(kuò)大。利用虛擬化技術(shù)可以提高通信系統(tǒng)服務(wù)器的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，增強(qiáng)油田通信系統(tǒng)及時(shí)性、高效性。吐哈油田信息管理中心引進(jìn)虛擬化技術(shù)整合存儲(chǔ)設(shè)備后，信息數(shù)據(jù)基于存儲(chǔ)虛擬化進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，而且還開(kāi)發(fā)了異地容災(zāi)數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，避免因油田信息數(shù)據(jù)的丟失而影響正常的生產(chǎn)工作，值得在油田通信信息數(shù)據(jù)方面應(yīng)用。大慶油田有限責(zé)任公司在引進(jìn)虛擬化技術(shù)設(shè)備后，IT投入成本和服務(wù)器數(shù)量均有了大幅的減少，虛擬化技術(shù)大幅地提高了服務(wù)器利用率，信息數(shù)據(jù)安全性進(jìn)一步加強(qiáng)，而且簡(jiǎn)化高效的服務(wù)器更加便于管理和維護(hù)。

虛擬化技術(shù)；通信系統(tǒng)；數(shù)據(jù)；管理

計(jì)算機(jī)技術(shù)在石油行業(yè)中的應(yīng)用比較早，高性能計(jì)算機(jī)在我國(guó)油田通信中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。目前，虛擬化技術(shù)在油田通信系統(tǒng)中有了進(jìn)一步的發(fā)展，利用虛擬化技術(shù)可以提高通信系統(tǒng)服務(wù)器的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，增強(qiáng)油田通信系統(tǒng)及時(shí)性、高效性，提高資源的利用率，在日常工作中，可保證信息的穩(wěn)定傳輸，有效地監(jiān)控和整理更多的信息，更好的為油田通信系統(tǒng)服務(wù)。

1 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)可以創(chuàng)造一個(gè)全新的IT工作環(huán)境，簡(jiǎn)化軟件的重新配置流程，而且可將硬件容量擴(kuò)大。該技術(shù)不僅可以將多個(gè)操作系統(tǒng)在一個(gè)平臺(tái)上同時(shí)運(yùn)行，還可以把數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、硬件、軟件、存儲(chǔ)隔離開(kāi)來(lái)，在相互獨(dú)立的空間內(nèi)工作，互不干撓，協(xié)調(diào)運(yùn)行[1]，因此計(jì)算機(jī)的工作效率得到顯著提高。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，即使只有CPU支持的情況，其各方面的性能也比不支持虛擬化技術(shù)的系統(tǒng)便捷高效。目前的虛擬化技術(shù)分區(qū)情況如圖1所示。

圖1 虛擬化技術(shù)分區(qū)

2 虛擬化技術(shù)應(yīng)用的可行性

20世紀(jì)60年代，虛擬化技術(shù)第一次被提出，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多核處理器的橫空出世，給計(jì)算機(jī)帶來(lái)了一次新的革命。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與高效管理需要服務(wù)器虛擬化技術(shù)的發(fā)展，虛擬化技術(shù)就是一種綠色I(xiàn)T技術(shù)，具有成熟性、可靠性和安全性三大特點(diǎn)。

在油田通信系統(tǒng)中信息傳輸主要表現(xiàn)為單次數(shù)據(jù)量比較多的連接傳輸，將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到油田信息中心計(jì)算機(jī)上，可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)；同時(shí)油田信息中心計(jì)算機(jī)機(jī)房對(duì)環(huán)境條件和技術(shù)支持的高要求，完全有條件保證部署虛擬化技術(shù)。利用虛擬化技術(shù)為信息傳輸服務(wù)，可以避免敏感數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)被外界人員惡意篡改或竊取，具備為DNS解析等關(guān)鍵系統(tǒng)提供全方位、多層次的保護(hù)。

通過(guò)虛擬化技術(shù)可將計(jì)算機(jī)硬件資源劃分為多個(gè)運(yùn)行環(huán)境，這樣一來(lái)，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)可以部分共享，可將原來(lái)只能放在多個(gè)計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序，一起整合置于一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而且還不會(huì)相互影響，充分利用IT環(huán)境。

應(yīng)用程序虛擬化，即在服務(wù)器端安裝所有的應(yīng)用程序，避免了應(yīng)用程序復(fù)雜、難以運(yùn)行的問(wèn)題，其工作原理如圖2所示。

通過(guò)身份驗(yàn)證，用戶(hù)就可以將數(shù)據(jù)傳送給客戶(hù)。虛擬化技術(shù)可為分離內(nèi)核與非分離內(nèi)核提供環(huán)形空間以進(jìn)行隔離。虛擬化簡(jiǎn)化VMM設(shè)計(jì)技術(shù)可將多個(gè)單線(xiàn)程的軟件移植到具備多核處理器的計(jì)算機(jī)上，與SMP05不同，多個(gè)程序可同時(shí)運(yùn)行，用戶(hù)選用方便。

圖2 應(yīng)用程序虛擬化工作原理

3 在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)上配置虛擬化技術(shù)，可以將多個(gè)操作系統(tǒng)置于同一個(gè)IT環(huán)境下，同時(shí)運(yùn)行而不受到干擾，能滿(mǎn)足單線(xiàn)程軟件多個(gè)實(shí)例的執(zhí)行，并且每個(gè)實(shí)例都有一個(gè)單獨(dú)的VM，每一個(gè)VM都會(huì)配置相應(yīng)的軟件基礎(chǔ)環(huán)境，VM之間單獨(dú)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)一部分功能[2]。將VM和IntelVT聯(lián)合使用，可以將不同類(lèi)型層次的信息整合在一個(gè)或者較少的處理器上運(yùn)行，并且能夠滿(mǎn)足不同層次的信息對(duì)軟件的要求（例如帶寬速度、內(nèi)存反應(yīng)時(shí)間以及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)1/0的要求）。是否配置虛擬化技術(shù)和非虛擬化技術(shù)環(huán)境，對(duì)計(jì)算機(jī)處理功能有很大的差別。

3.1 在吐哈油田中的應(yīng)用

吐哈油田信息管理中心引進(jìn)虛擬化技術(shù)并整合存儲(chǔ)設(shè)備后，信息數(shù)據(jù)基于存儲(chǔ)虛擬化進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，而且還開(kāi)發(fā)了異地容災(zāi)數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，根據(jù)吐哈油田數(shù)據(jù)管理情況，建立了一套適合于鄯善←→哈密信息數(shù)據(jù)整合管理的異地容災(zāi)體系，從而達(dá)到將吐哈油田重要信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)異地存儲(chǔ)備份的目的。一旦信息庫(kù)發(fā)生非法介入、盜取或者毀滅情況時(shí)，安裝的容災(zāi)系統(tǒng)可直接啟用災(zāi)備指令，從而保護(hù)好信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這時(shí)需要重新安裝服務(wù)器，將容災(zāi)中心暫時(shí)緩存的信息數(shù)據(jù)快速地復(fù)制到新的應(yīng)用程序系統(tǒng)中，即可隨時(shí)被油田管理者調(diào)用查詢(xún)。虛擬化技術(shù)在通信信息數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用，可在發(fā)生一些意外的災(zāi)害時(shí)，及時(shí)地備份好信息數(shù)據(jù)，快速地恢復(fù)油田各種生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)資料，避免因油田信息數(shù)據(jù)的丟失而影響正常的生產(chǎn)工作，值得推廣應(yīng)用[3]。

3.2 在大慶油田通信管理系統(tǒng)的應(yīng)用

據(jù)調(diào)研資料顯示，大慶油田有限責(zé)任公司在引進(jìn)虛擬化技術(shù)設(shè)備后，IT投入成本和服務(wù)器數(shù)量均有了大幅的減少，虛擬化技術(shù)大幅地提高了服務(wù)器利用率，信息數(shù)據(jù)安全性進(jìn)一步加強(qiáng)，而且簡(jiǎn)化高效的服務(wù)器更加便于管理和維護(hù)，具體取得的成效如下。

（1）服務(wù)器數(shù)量與電力消耗雙降。應(yīng)用虛擬化技術(shù)后，信息數(shù)據(jù)管理中心的物理服務(wù)器數(shù)量減少為2臺(tái)，直接配置應(yīng)用系統(tǒng)的平均值為60%；原先是5臺(tái)，原配置應(yīng)用系統(tǒng)的平均值為30%。在服務(wù)器數(shù)量減少的情況下，利用率得到了大幅的提升，并且用于服務(wù)器的電力消耗減少了55%。這充分說(shuō)明了應(yīng)用虛擬化技術(shù)能改善系統(tǒng)配置臃腫，簡(jiǎn)化并精化應(yīng)用系統(tǒng)，提高環(huán)境內(nèi)各種應(yīng)用程序的性能和利用率。

（2）精簡(jiǎn)化的程序，便于管理整合。大慶油田通過(guò)引進(jìn)虛擬化服務(wù)器，信息門(mén)戶(hù)應(yīng)用得到實(shí)質(zhì)的簡(jiǎn)化，利用少量的硬件服務(wù)器即可維護(hù)信息門(mén)戶(hù)網(wǎng)站系統(tǒng)的日常工作，同時(shí)簡(jiǎn)化了公司IT管理人員工作量。例如MicrosoftSystemCenterVirtualMachineManager2008，它在簡(jiǎn)化門(mén)戶(hù)網(wǎng)站信息應(yīng)用程序的同時(shí)，將虛擬化環(huán)境配置利用率大幅提升，以后如果工作需要，還可以添加更多的資源，添加的過(guò)程非常簡(jiǎn)單、便捷，所需的工作負(fù)載也會(huì)隨之改變，快速達(dá)到適應(yīng)環(huán)境要求的目的，使流動(dòng)性資源、負(fù)荷能相互分配與適應(yīng)。

[1]王東升．服務(wù)器虛擬技術(shù)在油田企業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2013，32（7）：120-121.

[2]王中國(guó)，徐明，李隆球，等．基于電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的油田井下設(shè)備通信系統(tǒng)[J]．東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，36（5）：105-110.

[3]馮明濤．虛擬化技術(shù)淺談[J]．油氣田地面工程，2010，29（9）：86-87.

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.040