溫建偉

摘 要 近年來，虛擬技術(shù)不斷發(fā)展，其在氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用也受到學(xué)者的關(guān)注。虛擬化技術(shù)可以從根本上實現(xiàn)信息系統(tǒng)建設(shè)和管理的一體化，本文重點講述了虛擬技術(shù)在氣象業(yè)務(wù)的中應(yīng)用及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。希望本文的寫作對同行有所幫助。

【關(guān)鍵詞】氣象業(yè)務(wù) 虛擬化 幫助 應(yīng)用研究

系統(tǒng)擬化是一個廣義的術(shù)語，該技術(shù)用于計算機方面即允許一臺計算機上同時運行多個操作系統(tǒng)，擴大硬件容量，簡化軟件重新配置過程，如CPU虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)單CPU模擬多CPU并行，一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，所有應(yīng)用程序都能在相互獨立空間內(nèi)運行且互不影響，顯著提高計算機工作效率。虛擬化又是一個抽象層，又能將物理硬件與操作系統(tǒng)分開，為計算機系統(tǒng)提高IT資源利用率和靈活性，同時允許每個不同操作系統(tǒng)都有自己的一套虛擬硬件如網(wǎng)卡、CPU等，并在這些硬件中加載操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，而且操作系統(tǒng)均將這些物理硬件組件視作一組一致的標(biāo)準(zhǔn)化硬件。虛擬被機封在系統(tǒng)文件中，可快速對文件進行保存、復(fù)制和部署，實現(xiàn)幾秒鐘內(nèi)就將整個計算機系統(tǒng)由一臺物理服務(wù)器轉(zhuǎn)移至另一臺物理服務(wù)器，完成連續(xù)的工作負(fù)載整合及零停機維護。隨著氣象部門信息化建設(shè)的突破性發(fā)展，服務(wù)器數(shù)量不斷增加，現(xiàn)有的信息系統(tǒng)構(gòu)架普遍存在著應(yīng)用于數(shù)據(jù)混雜現(xiàn)象，安全性差、資源配置及利用不合理、管理水平較低等問題嚴(yán)重。因此，部署一定規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，加強氣象信息化虛擬化技術(shù)建設(shè)應(yīng)用日漸成為趨勢，通過虛擬化技術(shù)不斷提高資源利用，并根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求變化快速靈活的進行資源配置。

1 應(yīng)用虛擬化技術(shù)的重要意義

隨著氣象事業(yè)的發(fā)展，未來更多的氣象業(yè)務(wù)需要更多的新技術(shù)來支撐，氣象觀測業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴大和業(yè)務(wù)量的增加，收集的數(shù)據(jù)量也日益增多，面臨重新購置或?qū)嶓w服務(wù)器進行升級現(xiàn)象，而且服務(wù)器數(shù)據(jù)中心能耗大，資源分配不合理，服務(wù)器托管空間費用等無疑加劇了氣象信息系統(tǒng)硬件資源和運行經(jīng)費成本等開銷。而且，當(dāng)前氣象部門機房中堆滿了不同時期采購的不同基礎(chǔ)設(shè)施，缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，還停留在手工管理基礎(chǔ)上，管理工作量大，氣象信息中心基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)雜，使得難以實現(xiàn)統(tǒng)一自動化管理，服務(wù)保障水平低，信息中心的應(yīng)用還采用單獨的服務(wù)器部署，服務(wù)器數(shù)量多但每臺服務(wù)器利用率不高，一出現(xiàn)問題就可能導(dǎo)致整個應(yīng)用癱瘓，且服務(wù)器單點故障多，管理員整日忙碌于安裝、維修等機械管理工作，很多時候仍無法及時處理故障，這種低服務(wù)保障水平嚴(yán)重阻礙著氣象業(yè)務(wù)等工作的正常開展。一些利用率很低的獨立服務(wù)器因無法投入其他應(yīng)用造成大量資源閑置，同時，由于大量氣象業(yè)務(wù)數(shù)量的增加，又使得原本軟硬件資源就分配不合理的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源產(chǎn)生了巨大壓力。引進虛擬化技術(shù)后，虛擬化技術(shù)快速驗證、部署和應(yīng)用，提高了現(xiàn)有資源的利用率，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)端口，節(jié)省了一部分網(wǎng)絡(luò)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投入，延長舊有操作系統(tǒng)和硬件的使用壽命，能在混合軟件環(huán)境中簡化物理基礎(chǔ)設(shè)施進而節(jié)約成本開支，同時在簡化系統(tǒng)管理、使動態(tài)載荷平衡、服務(wù)器中斷最小化的恢復(fù)故障、實現(xiàn)服務(wù)器整合等方面有了明顯突出的改善。

2 氣象信息系統(tǒng)中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)

氣象信息技術(shù)人員在對軟件項目開發(fā)時，至少應(yīng)需要一臺或兩臺以上的服務(wù)器進行軟件開發(fā)平臺和測試環(huán)境的搭建，業(yè)務(wù)經(jīng)費難以承受購買那么多昂貴服務(wù)器進行測試，虛擬化技術(shù)可以滿足項目開發(fā)需求，利用一臺物理計算機模擬出一臺或多臺虛擬計算機，這些虛擬機可安裝操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和訪問網(wǎng)絡(luò)資源等，也就是說由一臺物理服務(wù)器上搭建多個操作系統(tǒng)來實現(xiàn)技術(shù)需求，或是搭建一個虛擬局域網(wǎng)來完成測試。

2.2 服務(wù)器拆分、整合、遷移

對服務(wù)器進行拆分整合遷移，是虛擬化技術(shù)有效提高資源利用率的應(yīng)用。對于一臺服務(wù)性能較高但工作負(fù)荷小的服務(wù)器，可運用虛擬化技術(shù)將其拆分為邏輯上的多臺服務(wù)器供多個用戶使用，這樣就使這臺計算機的大量資源得到了充分有效利用；而且，進行拆分后多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行于一臺物理服務(wù)器上，減少了機房占用空間，還能節(jié)約機房服務(wù)器耗電量，降低熱量釋放，減輕機房空調(diào)等運行壓力；信息中心技術(shù)管理人員管理、維護工作量下降，有充裕的時間管理有限的幾臺服務(wù)器，使服務(wù)器24h正常運轉(zhuǎn)有了可靠技術(shù)保障。利用虛擬整合技術(shù)，可將大量性能一般的計算機整合為一臺高性能計算機，滿足綜合觀測資料的快速循環(huán)同化、快速滾動短時臨近預(yù)報和精細(xì)化分區(qū)預(yù)警、高時空分辨率的要素預(yù)報以及客觀化的短期氣候預(yù)測等業(yè)務(wù)的開展，需求，解決了資金不足不能及時購置高性能服務(wù)器的難題。利用虛擬化技術(shù)，還可按照各部門所需資源，把信息中心一臺邏輯服務(wù)器上進行虛擬分區(qū)，將一部分閑置資源動態(tài)的加入另一臺邏輯服務(wù)器中，提高另一臺計算機性能，從而使資源得到更合理的分配，提高每臺服務(wù)器利用率。而且虛擬環(huán)境還能在單臺服務(wù)器上部署多個應(yīng)用，每個應(yīng)用都能安全隔離，實現(xiàn)了對多用戶環(huán)境下數(shù)據(jù)安全性的保障。

2.3 系統(tǒng)災(zāi)難性故障恢復(fù)

虛擬機的環(huán)境和被保護服務(wù)器環(huán)境是完全一樣的，如果信息中心主服務(wù)器受故障或其他損壞影響而停止工作，就可以利用這一作用啟動和主服務(wù)器同步并做備份的虛擬主機臨時作為主服務(wù)器對外提供服務(wù)，直接發(fā)送通知或郵件到管理員移動終端；一旦主服務(wù)器恢復(fù)正常，這些臨時客串主服務(wù)器的虛擬機上的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫及其他相關(guān)數(shù)據(jù)都會自動遷移回原來的主服務(wù)器上。這一系列應(yīng)對過程都是虛擬化技術(shù)災(zāi)備解決方案帶來的，最大限度的減少了服務(wù)器停機時間和數(shù)據(jù)丟失量，而且整個過程用戶都不會覺察到曾出現(xiàn)業(yè)務(wù)中斷的現(xiàn)象。物理服務(wù)器被修復(fù)后，在災(zāi)備系統(tǒng)里運行的操作也就是災(zāi)備系統(tǒng)中虛擬機重新遷移回物理服務(wù)器的過程，只需管理人員輕松點擊幾次鼠標(biāo)即可完成這些操作。

3 結(jié)束語

虛擬化技術(shù)在氣象信息系統(tǒng)中的應(yīng)用：

（1）可優(yōu)化機房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)性能，調(diào)整資源合理有效利用，節(jié)約機房經(jīng)費和耗能；

（2）能解決多系統(tǒng)共存和隔離問題，保障各部門數(shù)據(jù)安全性。

面對現(xiàn)代氣象事業(yè)迅速發(fā)展的需求，氣象信息系統(tǒng)原有的建設(shè)模式已逐漸被虛擬化技術(shù)替代，這種技術(shù)優(yōu)勢在使用過程中已得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，隨著氣象信息系統(tǒng)的規(guī)模發(fā)展和虛擬化技術(shù)的不斷成熟完善，會越來越多的推廣應(yīng)用于氣象信息系統(tǒng)中。氣象信息中心管理人員要熟練掌握虛擬化技術(shù)，學(xué)會靈活運用虛擬化軟件，充分發(fā)揮其在氣象信息系統(tǒng)中的有效作用，提高氣象信息系統(tǒng)服務(wù)保障水平。

參考文獻

[1]袁志福，關(guān)曉軍，郭彩蓮.虛擬化技術(shù)在氣象信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].青海氣象，2009（04）.

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作者單位

內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象信息中心 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市 010051