黃 小 兵(中國(guó)民航局第二研究所， 四川 成都 610041)

虛擬化技術(shù)在機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

黃 小 兵
(中國(guó)民航局第二研究所， 四川 成都 610041)

結(jié)合機(jī)場(chǎng)信息化建設(shè)現(xiàn)狀,針對(duì)現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)信息弱電系統(tǒng)存在的設(shè)備資源利用率低、系統(tǒng)升級(jí)改造成本較高、系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)度較低等缺點(diǎn),引入了虛擬化技術(shù)。提出虛擬化技術(shù)的應(yīng)用在改變以上問(wèn)題的同時(shí)還能帶來(lái)管理上的突破。

虛擬化技術(shù); 機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng); 資源池； 基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)施

0 引 言

機(jī)場(chǎng)作為航空公司、旅客、貨物運(yùn)輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié),要服務(wù)好這個(gè)環(huán)節(jié)必須借助先進(jìn)的信息技術(shù)。因此,信息技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展是機(jī)場(chǎng)建設(shè)不可忽視的組成部分。虛擬化技術(shù)作為當(dāng)今前沿的信息技術(shù),如何有效地融合現(xiàn)有的機(jī)場(chǎng)信息弱電系統(tǒng),以及在新機(jī)場(chǎng)信息弱電系統(tǒng)的建設(shè)中全方位應(yīng)用,同時(shí)為提高機(jī)場(chǎng)綜合運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能環(huán)保、便捷管理等方面具有研究意義。

1 機(jī)場(chǎng)信息化建設(shè)現(xiàn)狀

現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)信息弱電類(lèi)系統(tǒng)的組成方式基本相同,均以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為通信平臺(tái),以服務(wù)器、磁盤(pán)陣列等計(jì)算機(jī)設(shè)備為后臺(tái),以PC工作站為客戶(hù)前端的應(yīng)用架構(gòu),代表了當(dāng)前機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)的建設(shè)模式。

1.1 設(shè)備資源利用率低

機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)根據(jù)機(jī)場(chǎng)旅客流量、業(yè)務(wù)功能需求的不同,各系統(tǒng)服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等計(jì)算機(jī)設(shè)備使用較多。在建設(shè)初期考慮到未來(lái)機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)等計(jì)算機(jī)設(shè)備的配置要求,其中關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備模式。在實(shí)際應(yīng)用中,這些設(shè)備的負(fù)載都非常小,通常只有15%～30%,有的甚至更低,遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到充分利用的狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)靈活性差

系統(tǒng)構(gòu)成模式相對(duì)固定,不能隨業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和新功能的添加而自動(dòng)分配相應(yīng)的資源,一旦業(yè)務(wù)增長(zhǎng)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)峰值或部署新的業(yè)務(wù)功能等因素,就得購(gòu)買(mǎi)新的服務(wù)器。由于機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)的升級(jí)改造采用不停航施工,為了保障系統(tǒng)不間斷運(yùn)行,往往系統(tǒng)升級(jí)改造會(huì)重新部署一套系統(tǒng),通過(guò)逐步接管前端設(shè)備的方式進(jìn)行。

1.3 升級(jí)改造成本增加

當(dāng)系統(tǒng)需要升級(jí)改造后,還會(huì)帶來(lái)更多供電設(shè)施、機(jī)房冷卻、機(jī)柜及管線的開(kāi)支。從系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行出發(fā),還得考慮新舊設(shè)備的兼容性問(wèn)題,替換下來(lái)的舊設(shè)備只有極少數(shù)被重新利用。系統(tǒng)升級(jí)改造是一項(xiàng)漫長(zhǎng)的過(guò)程,并且需要耗費(fèi)大量的人力,往往需要數(shù)月甚至幾年的考慮以及具體實(shí)施。

1.4 系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)度較低

機(jī)場(chǎng)信息化建設(shè)都會(huì)根據(jù)自身管理模式,以及業(yè)務(wù)定位進(jìn)行有針對(duì)性的建設(shè)。系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換很多,各系統(tǒng)的實(shí)施廠家所采用的編程技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不同。各系統(tǒng)之間經(jīng)常為了達(dá)到特定的功能需求,只進(jìn)行個(gè)別數(shù)據(jù)交互,導(dǎo)致原本可以進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)共享的互聯(lián)系統(tǒng)變成兩個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)有的數(shù)據(jù)信息資源,數(shù)據(jù)沒(méi)有得到有效利用。當(dāng)用戶(hù)提出新的管理、服務(wù)功能需求時(shí),只能根據(jù)需要重新創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)發(fā)前端應(yīng)用軟件、制作關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)接口等,造成系統(tǒng)的重復(fù)配置,信息數(shù)據(jù)資料浪費(fèi)嚴(yán)重,綜合開(kāi)發(fā)、維護(hù)成本大大增加。

2 虛擬化技術(shù)應(yīng)用

2.1 虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬化技術(shù)在20世紀(jì)六七十年代由IBM研究中心在試驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)了其主機(jī)的鏡像,這就是虛擬技術(shù)的原形,近幾年才在民航機(jī)場(chǎng)等領(lǐng)域推廣。它是資源的邏輯表示,不受物理限制的約束。虛擬化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式是在系統(tǒng)中加入一個(gè)虛擬化層,將下層的資源抽象成另一形式的資源,提供給上層使用。

本質(zhì)上,虛擬化就是由位于下層的軟件模塊,通過(guò)向上一層軟件模塊提供一個(gè)與它原先所期待的運(yùn)行環(huán)境完全一致的接口方法,抽象出一個(gè)虛擬的軟件或硬件接口,使得上層軟件可以直接運(yùn)行在虛擬環(huán)境上。

2.2 虛擬化技術(shù)使用前后的技術(shù)對(duì)比

虛擬化前、后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。由圖1、圖2可見(jiàn),虛擬化前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由計(jì)算機(jī)硬件層、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序構(gòu)成,虛擬化后在計(jì)算機(jī)硬件層上增加了虛擬軟件層,通過(guò)虛擬化軟件把服務(wù)器、磁盤(pán)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)連接等計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備虛擬成邏輯設(shè)備。

圖1 虛擬化前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 虛擬化后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機(jī)場(chǎng)信息弱電系統(tǒng)是為了機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)有條理的運(yùn)營(yíng),系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性放在首位。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)為了避免多應(yīng)用程序之間的沖突等因素,往往是一臺(tái)服務(wù)器或雙機(jī)運(yùn)行一套操作系統(tǒng)和一套應(yīng)用程序,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)也相對(duì)單一,系統(tǒng)硬件與軟件結(jié)合相對(duì)緊密,這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就如虛擬化前的結(jié)構(gòu)。

虛擬化后把硬件層的計(jì)算機(jī)設(shè)備都進(jìn)行了抽象化,把一個(gè)或多個(gè)同樣的計(jì)算機(jī)硬件以資源池的方式展現(xiàn),如CPU池、內(nèi)存池、存儲(chǔ)池和連接部件池等,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)設(shè)備集中管理,動(dòng)態(tài)分配。通過(guò)虛擬軟件層,可以將系統(tǒng)劃分成多個(gè)獨(dú)立的虛擬服務(wù)器個(gè)體,每臺(tái)虛擬服務(wù)器根據(jù)業(yè)務(wù)需求部署、操作相應(yīng)的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件,虛擬服務(wù)器上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)只與分配給它們的邏輯卷有關(guān)。

2.3 虛擬化技術(shù)解決的問(wèn)題

虛擬化技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備硬件資源進(jìn)行整合,提高了CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)等設(shè)備的利用率,降低了物理硬件的故障影響力,減少了硬件的安全隱患。在系統(tǒng)升級(jí)改造中所關(guān)注的一系列問(wèn)題,在采用虛擬化技術(shù)后系統(tǒng)具有更廣泛的兼容性,并且通過(guò)自動(dòng)更新功能實(shí)現(xiàn)維護(hù)和升級(jí)?；A(chǔ)設(shè)備投入的減少間接地節(jié)約了機(jī)房UPS配電設(shè)備、制冷設(shè)備、機(jī)柜、線纜等配套設(shè)施,同時(shí)減少了資金投入、人力成本和施工周期。

通過(guò)虛擬化技術(shù),可以動(dòng)態(tài)調(diào)配資源給虛擬機(jī),并讓它在不同的實(shí)體主機(jī)之間做到不停機(jī)地移轉(zhuǎn),避免硬件因?yàn)橛?jì)劃性的停機(jī)維護(hù)而不能提供服務(wù)。當(dāng)虛擬機(jī)無(wú)法在實(shí)體機(jī)中取得足夠硬件資源時(shí),還可以讓其自動(dòng)去找尋閑置有足夠資源的實(shí)體機(jī),并在線轉(zhuǎn)移過(guò)去后進(jìn)行服務(wù)器的資源負(fù)載平衡。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著機(jī)場(chǎng)信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，部署在信息系統(tǒng)平臺(tái)上的業(yè)務(wù)量會(huì)越來(lái)越多，需求規(guī)模和種類(lèi)將不斷擴(kuò)大及增多。因此，機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)一方面將繼續(xù)擴(kuò)大虛擬化數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和功能，另一方面將繼續(xù)整合信息資源，建立跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心的一體化虛擬平臺(tái)。

[1] 趙振輝.服務(wù)器與存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)在中小型數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013(6):93.

[2] 宋振華.虛擬化技術(shù)中的存儲(chǔ)管理問(wèn)題[D].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.

中勘協(xié)高校分會(huì)建筑電氣專(zhuān)業(yè)研討會(huì)順利召開(kāi)

2015年9月18日,中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)高等院?？辈煸O(shè)計(jì)分會(huì)建筑電氣專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第三屆建筑電氣設(shè)計(jì)與研討交流會(huì)在浙江寧波舉行。此次會(huì)議由中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)高等院校勘察設(shè)計(jì)分會(huì)主辦、浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司承辦,來(lái)自全國(guó)各大高校設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)、總工等近50人參加本次會(huì)議。 開(kāi)幕式由高校建筑電氣專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員、清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院顧問(wèn)總工程師戴德慈主持,高校勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)孫光初,浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司高級(jí)顧問(wèn)、原副院長(zhǎng)潘維賢等分別在開(kāi)幕式上致詞。 會(huì)上,悉地國(guó)際建筑設(shè)計(jì)顧問(wèn)公司總工程師李炳華作了“民用建筑電氣設(shè)計(jì)能效指標(biāo)的研究”特邀報(bào)告。浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院總工程師李平、哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)喬世軍等近十家各大高校設(shè)計(jì)院總工分別做了主題報(bào)告。

本次會(huì)議的召開(kāi)對(duì)綠色節(jié)能建筑進(jìn)行了深入的研討,對(duì)于建筑電氣行業(yè)的行業(yè)技術(shù)進(jìn)步以及各大高校設(shè)計(jì)院建筑電氣專(zhuān)業(yè)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

(中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)高等院?？辈煸O(shè)計(jì)分會(huì)

建筑電氣專(zhuān)業(yè)委員會(huì) 供稿)

Application of Virtualization Technology in Airport Information System

HUANG Xiaobing

(The Second Research Institute of CAAC, Chengdu 610041, China)

Aiming for the disadvantages of low utilization rate of equipment resources,high cost of system upgrade and low correlation between systems in airport information weak-current system,this paper introduced the virtualization technology combining by the situation of airport information construction.The application of virtualization technology can solve the problems and bring a breakthrough of the management.

virtualization technology; airport information system; resource pool; structuring infrastructure

黃小兵(1975—),男,工程師,從事民航機(jī)場(chǎng)信息弱電設(shè)計(jì)。

TU 855

B

1674-8417(2015)10-0059-03

2015-09-23