陳斌源，紀(jì)立恒

（福建省漳州市氣象局 福建 漳州 363000）

1 引言

在信息技術(shù)高速發(fā)展的前提條件下，信息建設(shè)已經(jīng)成主要的建設(shè)項目，并且已經(jīng)取得極大的突破，例如在三江源自然保護(hù)區(qū)的信息系統(tǒng)以及新一代的天氣雷達(dá)，使氣象網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及信息系統(tǒng)建設(shè)得到進(jìn)一步的推動，以目前情況來看，氣象部門已經(jīng)進(jìn)一步的應(yīng)用虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，以及視頻等功能，氣象信息化建設(shè)使數(shù)據(jù)的傳輸以及預(yù)報質(zhì)量得到提高，也已經(jīng)成為氣象領(lǐng)域中主要的應(yīng)用趨勢。

2 虛擬化技術(shù)的必要性

氣象系統(tǒng)的發(fā)展需要技術(shù)的支撐，目前氣象觀測業(yè)務(wù)規(guī)模正在不斷的發(fā)展，使資源的應(yīng)用程度以及運行維護(hù)的成本也逐漸加大，隨著科技的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，很多新型業(yè)務(wù)需要更多技術(shù)確保其本身的發(fā)展，業(yè)務(wù)量的增加以及數(shù)據(jù)量的提高，使氣象信息中心在無形中成為一個數(shù)據(jù)處理中心，從建設(shè)的角度來看，虛擬化建設(shè)已經(jīng)成為氣象系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

2.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的缺點

在傳統(tǒng)的理念中，數(shù)據(jù)中心是以多個實體服務(wù)器構(gòu)成的，然后對各項業(yè)務(wù)進(jìn)行分析完成，在業(yè)務(wù)量增加時，需要對實體服務(wù)器進(jìn)一步升級，使工作單位對其方面的投入增加，數(shù)據(jù)中心耗費的能源巨大，并且內(nèi)部存在資源分配不合理的現(xiàn)象，因此需要思考出一項經(jīng)濟(jì)低廉并且實用性較高的運行方式[1]。

氣象信息中心具有設(shè)施復(fù)雜，服務(wù)器水準(zhǔn)較低，工作量較大的特點，在信息化技術(shù)不斷加大的今天，應(yīng)用項目以及服務(wù)器的數(shù)量進(jìn)一步的增加。在系統(tǒng)運行時，有時缺乏整體的規(guī)劃，使機(jī)房內(nèi)各項服務(wù)器以及基礎(chǔ)設(shè)施布置復(fù)雜，無法實現(xiàn)統(tǒng)一化管理，并且目前的管理模式以人工管理為主，工作人員的工作量較大，呈現(xiàn)出單點故障較多，服務(wù)水平低的特點，目前氣象信息中心采取的是單獨服務(wù)器的部署，此種方式一旦服務(wù)器出現(xiàn)問題，那么便會造成應(yīng)用的癱瘓，而且由于服務(wù)器數(shù)量較多的原因，使發(fā)生故障的位置多變，增大管理工作量，繁瑣難以管理。使氣象業(yè)務(wù)以及相關(guān)的科研工作無法正常的開展。

此外，軟硬件資源分配的不合理，氣象業(yè)務(wù)數(shù)量的增加以及信息系統(tǒng)的發(fā)展，使網(wǎng)絡(luò)資源越發(fā)的緊張，信息中心的布置中，政務(wù)辦公以及數(shù)據(jù)的接收都會對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的壓力，并且有些服務(wù)器利用率較低，使服務(wù)器閑置，造成資源的浪費。

2.2 虛擬化技術(shù)的優(yōu)點

虛擬化技術(shù)的主要特點便是可以進(jìn)行快速的驗證以及部署，其動態(tài)載荷平衡以及便捷性較強(qiáng)，增加系統(tǒng)以及設(shè)備的使用壽命，在混合的條件下，節(jié)省成本，提高資源的利用程度，通過簡化系統(tǒng)、整合資源的方式改善系統(tǒng)，輔以虛擬化，以較少的資源便可以實現(xiàn)多重程序的應(yīng)用以及系統(tǒng)的操作，因此需要用戶根據(jù)實際的資源進(jìn)行調(diào)配，此種操作方式可以有效的為信息提供保證[2]。

3 實際應(yīng)用情況

在某省的氣象局中，為保證可以全天開展工作，并且節(jié)省能源的消耗，選擇虛擬化技術(shù)的建設(shè)，通過虛擬化技術(shù)將40余個業(yè)務(wù)，通過四臺計算機(jī)與一臺光纖交換機(jī)組成FC網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的運行，在計算機(jī)中使用vmware底層操作系統(tǒng)esxi，使用vcenter對四臺服務(wù)器進(jìn)行集中管理[3]。

漳州市氣象局中通過兩臺服務(wù)器及一套存儲陣列利用千兆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。共同搭建虛擬平臺，實現(xiàn)兩個對外接口管理，并虛擬出數(shù)臺服務(wù)器進(jìn)行實際的業(yè)務(wù)使用。實現(xiàn)區(qū)域站數(shù)據(jù)收集整理、共享服務(wù)器的搭建、多臺服務(wù)器快速備份等。方便了業(yè)務(wù)的使用，服務(wù)器的維護(hù)管理以及服務(wù)器數(shù)據(jù)的實時備份。

4 主要的應(yīng)用方向

信息中心服務(wù)器虛擬化管理，有很多的解決方案，首先虛擬化的分類是決定虛擬化應(yīng)用的，最為簡單的虛擬化方式為，通過相應(yīng)的軟件建立虛擬服務(wù)器以及底層硬件，Virtual PC便是此方式的主要代表，還有一種是通過虛擬化技術(shù)將一個服務(wù)器變成多個虛擬環(huán)境，各虛擬環(huán)境之間彼此獨立，保證各區(qū)域的數(shù)據(jù)可以完成被隔離，使服務(wù)器的利用率得到提升，減少工作量的同時，使管理所需要投入的成本得到降低。

4.1 系統(tǒng)軟件的開發(fā)以及運作

虛擬化軟件的應(yīng)用，使一臺計算機(jī)上可以實現(xiàn)多臺虛擬計算機(jī)的操作，虛擬機(jī)的作用與實體計算機(jī)相同，可以執(zhí)行系統(tǒng)的安裝以及網(wǎng)絡(luò)資源的訪問等工作，虛擬計算機(jī)從用戶的角度來看，其本身更像是一種程度，但是對程序而言，其更像計算機(jī)，可以發(fā)揮計算機(jī)應(yīng)有的效果，在大部分情況下，計算機(jī)技術(shù)人員由于軟件開發(fā)要求，需要在一個或者多個服務(wù)器上建立相應(yīng)的工作平臺以及測試方式，但是由于計算機(jī)服務(wù)器價格較高，無法在開發(fā)中應(yīng)用太多的服務(wù)器，因此可以在單個實體服務(wù)器中建立多個操作系統(tǒng)實現(xiàn)操作，搭建虛擬平臺完成相應(yīng)的測試。

4.2 提高資源利用率

虛擬化技術(shù)在計算機(jī)中主要有三點，分別是拆分、遷移以及整合。

（1）拆分，由于一部分服務(wù)器的性能較高，并且工作的負(fù)荷較少，使資源沒有得到利用，提高額外資源消耗，因此可以通過虛擬技術(shù)實現(xiàn)拆分，將此臺計算機(jī)拆分成多個虛擬服務(wù)器，達(dá)到同步使用的目的，使計算機(jī)的硬件資源得到充分的利用，此方式適用于性能較強(qiáng)的大型計算機(jī)或者小型計算機(jī)。

拆分的另一項優(yōu)點便是減少機(jī)房的占用空間，使服務(wù)器的耗電量減少，以目前情況來看，在信息中心中有著多個服務(wù)器，但是CPU等硬件資源的利用率較低，僅可以達(dá)到百分之二十五左右，使系統(tǒng)硬件的資源得不到充分的利用，虛擬化技術(shù)可以有效的利用系統(tǒng)資源，降低機(jī)房的用電量，使機(jī)房空調(diào)的運行負(fù)擔(dān)得到緩解。

（2）整合，在氣象數(shù)值的預(yù)報以及氣象影視制作的過程中，數(shù)據(jù)的分析以及處理需要性能極高的計算機(jī)，但是由于資源等方面的限制，無法購置高性能計算機(jī)，因此可以通過虛擬整合技術(shù)，將大量性能一般的計算機(jī)，整合為一臺高性能計算機(jī)，滿足用戶的使用需要。此方式主要應(yīng)用于性能一般的計算機(jī)。

（3）遷移，遷移是通過將服務(wù)器內(nèi)部限制的一部分資源，遷移到以一臺服務(wù)器中，提高使用性能。在實現(xiàn)資源共享的同時，實現(xiàn)跨平臺的操作，實現(xiàn)動態(tài)物理服務(wù)器的虛擬分區(qū)，保證多用戶使用時，數(shù)據(jù)的安全性。

5 結(jié)語

氣象信息技術(shù)的主要發(fā)展趨勢便是虛擬化技術(shù)，傳統(tǒng)的氣象信息工作方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的工作需要，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可以極大程度上使機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的各項性能優(yōu)化，使資源得到充分有效的利用，節(jié)約成本，節(jié)省消耗，無論從微觀或者宏觀的角度開看，虛擬化技術(shù)在氣象系統(tǒng)中主要發(fā)揮的作用便是保證最大的投資收益，在提高工作質(zhì)量的同時，縮小企業(yè)運行收益。

[1] 范玉鑫，陳暉，吳天亭，等.虛擬化技術(shù)在氣象信息網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].氣象災(zāi)害防御，2016，23(1)：44-45.

[2] 劉一謙，方國強(qiáng)，張常亮，等.基于虛擬化技術(shù)構(gòu)建省級氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J].計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2017，26(7)：84-89.

[3] 湯寧，汪華，王娟，等.貴州氣象信息業(yè)務(wù)應(yīng)用虛擬化技術(shù)平臺介紹[J].貴州氣象，2015，39(1)：62-64.