蔣歡

【摘 要】虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)中的應(yīng)用，為其通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全順利運(yùn)行以及各種信息的穩(wěn)定可靠傳輸提供了極大保障。目前，虛擬化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)。文章對(duì)虛擬化技術(shù)及其特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，并進(jìn)一步探討了虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)中的具體應(yīng)用方面，以供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù)；通信基礎(chǔ)設(shè)施；虛擬處理器；操作系統(tǒng)

多核處理器技術(shù)的不斷進(jìn)步，促使通信企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)變其編程思路，以充分發(fā)掘多核的各種作用。通信設(shè)備常常選用已通過(guò)優(yōu)化驗(yàn)證且具有高度時(shí)序邏輯的專(zhuān)用軟件，不過(guò)將此類(lèi)軟件移植到多核平臺(tái)的難度非常大。而英特爾虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，是通信企業(yè)不需要對(duì)現(xiàn)有軟件進(jìn)行修改，就能利用多核處理器來(lái)執(zhí)行多線(xiàn)程應(yīng)用，使移植方式更加方便。

一、虛擬化技術(shù)概述及其特點(diǎn)

虛擬化技術(shù)可在簡(jiǎn)化軟件再次配置的同時(shí)，還能促使硬件容量的有效增加。在應(yīng)用虛擬化技術(shù)過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)諸多操作系統(tǒng)在同一平臺(tái)中運(yùn)行的目的，同時(shí)各操作系統(tǒng)又在各自獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行，相互之間不會(huì)產(chǎn)生影響，所以大大提高了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率。虛擬化技術(shù)與超線(xiàn)程技術(shù)和多任務(wù)技術(shù)存在很大差異，該技術(shù)可以創(chuàng)建更加優(yōu)越的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，從而促使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升[1]。從實(shí)質(zhì)上看，虛擬化技術(shù)屬于一種解決方案。在配置虛擬機(jī)監(jiān)控軟件后，就算僅有中央處理器可支持虛擬化技術(shù)，其性能也可超越完全不支持虛擬化技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬化技術(shù)在通信基礎(chǔ)設(shè)施中應(yīng)用，在很大程度上保證了通信企業(yè)管理工作的安全性。

虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)如下：第一點(diǎn)，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用是內(nèi)核技術(shù)、分離技術(shù)以及非分離內(nèi)核處理技術(shù)的應(yīng)用的基礎(chǔ)，是通信企業(yè)開(kāi)展管理工作的基本前提。第二點(diǎn)，該技術(shù)的應(yīng)用促使虛擬機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化，從而能夠合理控制分離技術(shù)中內(nèi)核與代碼間的誤差，為驗(yàn)證方面分離技術(shù)的產(chǎn)生提供了極大可能，同時(shí)可作為通信設(shè)備應(yīng)用的理論支撐。第三點(diǎn)，應(yīng)用虛擬化技術(shù)后，可不再修改操作系統(tǒng)而直接進(jìn)行系統(tǒng)處理，將過(guò)去的線(xiàn)性方程控制流程進(jìn)一步簡(jiǎn)化，全面改進(jìn)了處理器管理策略，提高了多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行的可能性。第四點(diǎn)，通過(guò)虛擬化技術(shù)可直接對(duì)分配的設(shè)備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，從而充分增強(qiáng)分配設(shè)備間的控制力度以及系統(tǒng)的安全程度。

二、虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)的應(yīng)用

（一）在單線(xiàn)程到多線(xiàn)程中的應(yīng)用

相比于其他技術(shù)，虛擬化技術(shù)能夠保證諸多操作系統(tǒng)的同時(shí)運(yùn)行，并且各操作系統(tǒng)中還能同時(shí)運(yùn)行不同程序。從實(shí)質(zhì)上看，這些操作系統(tǒng)都在同一虛擬處理器或主機(jī)上運(yùn)行。設(shè)備制造商能夠執(zhí)行單線(xiàn)程軟件的多個(gè)實(shí)例，各實(shí)例都在一個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī)內(nèi)被執(zhí)行，而各虛擬機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)部分任務(wù)進(jìn)行處理，而虛擬處理器為虛擬機(jī)間負(fù)荷的分配提供相應(yīng)的軟件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

多核移植主要包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的多定位注冊(cè)以及擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)間的負(fù)荷劃分。通信企業(yè)可在多核平臺(tái)中通過(guò)虛擬處理器對(duì)原先單線(xiàn)程應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行整合，以免因多核架構(gòu)的利用而延長(zhǎng)研發(fā)周期去修改代碼[2]。大部分通信設(shè)備的處理結(jié)構(gòu)包括管理層、控制層和數(shù)據(jù)層，各層都有自己獨(dú)有的處理要求，例如內(nèi)容反應(yīng)時(shí)間和寬帶要求，網(wǎng)絡(luò)輸入輸出的要求等。利用實(shí)時(shí)虛擬處理器和英特爾虛擬化技術(shù)，通信企業(yè)可在少量處理器件中對(duì)不同處理層進(jìn)行整合。如此就能在很大程度上促進(jìn)設(shè)備及其運(yùn)行成本，從而有效增強(qiáng)通信企業(yè)及其客戶(hù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）在提高系統(tǒng)可用性中的應(yīng)用

通信系統(tǒng)對(duì)其自身可靠性有非常高的要求，必須能夠處理全部呼叫數(shù)量的近百分之百，這就類(lèi)似于要求通信系統(tǒng)每年僅有不超過(guò)五分鐘的停機(jī)時(shí)間，同時(shí)還要進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備的維修系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的校正以及軟硬件的升級(jí)等。這些內(nèi)容大都涉及到軟件設(shè)計(jì)部分，目前也僅有部分高端通信系統(tǒng)才能達(dá)到如此高的可靠性。

英特爾虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，能夠大大提高通信系統(tǒng)的可用性，并且不需要傳統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)成本。很多可靠性問(wèn)題都源自于通信軟件的定制特性，英特爾虛擬化技術(shù)能夠?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)各個(gè)層面提供軟件故障隔離。利用執(zhí)行軟件活動(dòng)的實(shí)例或備用實(shí)例將其激活，各執(zhí)行軟件都在自身的虛擬機(jī)內(nèi)部。一旦有軟件故障發(fā)生，備用實(shí)例將繼續(xù)執(zhí)行實(shí)例，并將其設(shè)定為活動(dòng)狀態(tài)，直至虛擬處理器重啟故障實(shí)例。在此基礎(chǔ)上，通信系統(tǒng)就可將冗余硬件保護(hù)消除，同時(shí)還能有效實(shí)現(xiàn)軟件的在線(xiàn)升級(jí)[3]。

（三）在服務(wù)器負(fù)荷遷移中的應(yīng)用

負(fù)荷遷移是虛擬化企業(yè)服務(wù)器的一個(gè)常見(jiàn)特性，在通信領(lǐng)域也應(yīng)用。比如，在實(shí)現(xiàn)話(huà)音互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸過(guò)程中，存在一個(gè)軟交換設(shè)備，對(duì)呼叫建立和呼叫管理等多個(gè)方面進(jìn)行處理。該設(shè)備有一個(gè)能力設(shè)置層，如果超出這個(gè)能力就得為其擴(kuò)大容量或換用新交換設(shè)備。但通過(guò)手工方式來(lái)配置新交換設(shè)備非常耗費(fèi)時(shí)間，英特爾虛擬化技術(shù)對(duì)該過(guò)程進(jìn)行了有效簡(jiǎn)化，允許一個(gè)完整交換設(shè)備實(shí)例在兩個(gè)硬件平臺(tái)間進(jìn)行遷移。同時(shí)，還對(duì)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充流程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，先在可控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將全部配置做好，之后將配置投入到處于運(yùn)行狀態(tài)的交換設(shè)備中，從而將擴(kuò)容相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)有效避免或降低[4]。

（四）在面向通信的操作系統(tǒng)中的應(yīng)用

通信市場(chǎng)中存在較多定制的操作系統(tǒng)，在大部分情況下，只能利用特定的產(chǎn)品來(lái)開(kāi)發(fā)這些操作系統(tǒng)，其維護(hù)性相對(duì)較差。而虛擬化技術(shù)可利用這種有價(jià)值的專(zhuān)用操作系統(tǒng)，并且可隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷演進(jìn)。英特爾虛擬化技術(shù)可提供專(zhuān)用操作系統(tǒng)的操作環(huán)境，來(lái)實(shí)現(xiàn)在流行或通用操作系統(tǒng)中進(jìn)行新的開(kāi)發(fā)工作，并能提供專(zhuān)用的操作系統(tǒng)連接[5]。英特爾虛擬化技術(shù)為已有操作系統(tǒng)提供了遷移到高級(jí)硬件的技術(shù)，且不需要操作系統(tǒng)內(nèi)部的多處理器支持。它無(wú)需對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行修改，也無(wú)需利用二進(jìn)制轉(zhuǎn)換來(lái)對(duì)相關(guān)性能進(jìn)行改善。所以，通信企業(yè)可利用專(zhuān)有技術(shù)來(lái)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，進(jìn)而有效節(jié)約軟件開(kāi)發(fā)以及重新驗(yàn)證所需成本。

（五）在共享與分配輸入輸出端口設(shè)備中的應(yīng)用

通信市場(chǎng)要求軟硬件解決方案提供較高性能的輸入輸出端口。成本是通信企業(yè)開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)的重要考慮因素，而獲得每瓦最大性能是所有設(shè)計(jì)活動(dòng)的目標(biāo)。在虛擬化解決方案中，能夠提供訪(fǎng)問(wèn)高性能輸入輸出端口的方式有兩種，也就是直接輸入輸出端口分配以及共享輸入輸出端口。

（六）在平臺(tái)分區(qū)中的應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)通訊目標(biāo)，通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)常常存在一定矛盾，一般來(lái)講，設(shè)計(jì)人員鐘情于通用操作系統(tǒng)以及相關(guān)通用軟件，但該操作系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)性能無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需要。而虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可將這個(gè)問(wèn)題有效解決，設(shè)計(jì)人員可利用該技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)，在其中運(yùn)行一個(gè)小內(nèi)核操作系統(tǒng)，以執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)應(yīng)用，提供直接訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時(shí)在另一個(gè)分區(qū)運(yùn)行通用操作系統(tǒng)，來(lái)執(zhí)行無(wú)需較高性能的應(yīng)用部分。大量實(shí)踐表明，在同樣的硬件和應(yīng)用環(huán)境下，同樣的通用操作系統(tǒng)中，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用使操作系統(tǒng)運(yùn)行性能大大提高。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)中的應(yīng)用，有效指導(dǎo)了通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行。虛擬化技術(shù)良好的連續(xù)性和可用性有效指導(dǎo)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，并為各種系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題的解決提供了優(yōu)秀技術(shù)支持。所以，通信企業(yè)技術(shù)人員必須對(duì)虛擬化技術(shù)及其特點(diǎn)有深刻認(rèn)知，并立足于通信系統(tǒng)的實(shí)際情況，針對(duì)各種系統(tǒng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)合理的解決方案。

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