空管气象虚拟化建设方案

摘要：详细地阐述了虚拟化技术相关概念、工作原理、优势及其发展趋势。针对目前西南空管局气象中心现有服务器资源现状以及机务员服务器维护情况，为使资源配置更加灵活、提高资源利用率及降低成本，提高工作效率，提出了空管气象虚拟化建设方案相关方案，并对这些内容进行了详细的研究，包括虚拟化产品的选择、vSphere虚拟化基础架构的搭建、虚拟化网络搭建、虚拟化平台维护和使用等，同时分析了其应用前景。

关键词：虚拟化；空管气象；vSphere平台；基础架构搭建

1虚拟化技术

1.1虚拟化概念。虚拟化是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源：CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等，通过抽象转换后可以重新分区组合为逻辑上的一台或多台计算机配置，从而打破了物理结构之间的障碍，使用户可以获得比原先更好的资源配置。未来，所有的资源都将以逻辑管理的方式透明地运行在各种各样的物理平台上，根据用户需求实现资源的动态分配，用户在使用过程中感受不到物理设备的差异。虚拟计算机系统为VM，即“虚拟机”，也称为“客户机”，它是一个严密隔离的软件容器，可以运行自己的操作系统和应用程序，每个功能完备的虚拟机都是完全独立的。一台host即“物理服务器”或“宿主机”上可以同时运行多台虚拟机。VMM(VirtualMachineMonitor)是一种运行在“物理服务器”和“虚拟机”之间的中间层软件，可以根据各虚拟机操作系统和应用程序的需求动态分配物理服务器资源池中的硬件资源，并在各虚拟机之间施加隔离防护。1.2虚拟化优势。降低企业IT运营成本：将运维人员从繁重的物理服务器、管理工作中解放出来，使设备管理更加便捷，提高IT部门的工作效率。提高了资源的利用率：将闲置资源灵活配置，动态分配。资源可以以更小的单位提供，极大程度地提高了物理资源的利用率，降低多余的能耗。提高可靠性：可以实现虚拟机的随意迁移，硬件级别故障恢复以及安全隔离，保证业务的连续性从而实现了安全性和可靠性。缩短上线周期：虚拟化可以对批量安装计算机进行模板化处理，缩短了安装部署时间，加快了应用和资源的调配速度，从而缩短业务上线周期。

2现状分析

目前西南空管局气象中心现有空闲IBMX3850、X3650系列服务器多台，DELLR710、R720系列服务器多台，后续陆续还会有其他服务器闲置出来。同时，现有服务器主机数量众多并且部署在不同的机柜，而且每台服务器操作系统不同，都要部署各种不同业务软件，由于业务软件种类繁多且版本并不统一，这样就造成了软件部署和升级的困难，业务软件使用起来也不是很方便，这些主机也不便于管理和维护。引入虚拟化技术，将这些服务器主机进行虚拟化，这些服务器加入到集群中作为资源池统一进行管理并动态调度分配资源，可以有效地提高这些服务器利用率，避免浪费，同时可以极大地提高机务员的用户体验，简化了每个业务的维护和升级，使业务服务器使用更加安全灵活。

3虚拟化建设方案

3.1产品选择。本研究采用最新VMwarevSphere6.7产品来搭建空管气象虚拟化平台，VMwarevSphere是业界领先的虚拟化和云计算平台，该平台安全、高效、适用于混合云。vSphere通过提供简单高效的规模化管理、全面的内置安全性、通用的应用平台以及顺畅的混合云体验，加快了数组化转型进程。使用VMwarevSphere可以帮助创建一个具有增强的应用性能，以及可以作为空管气象云环境基础的可扩展的安全基础架构。3.2vSphere虚拟化架构搭建。VMwarevSphere使用虚拟化将单台服务器转化为包括CPU、存储、网络资源的聚合计算基础架构，然后将这些基础架构作为统一的运行环境来管理。vSphere包括两个核心组件ESXi和vCenterServer。ESXi是用于创建和运行虚拟机基础架构的虚拟化平台，vCenterServer是一种服务，管理连接到网络的ESXi主机，将多个主机基础架构的资源加入到资源池进行统一管理。根据业务需求，空管气象虚拟化平台可以升级搭建为包含多个vCenterServer实例的复杂环境。vSphere虚拟化平台基础架构和服务的搭建工作流程如下：（1）开始vSphere安装和配置。（2）在至少一个闲置服务器上安装ESXi。（3）设置ESXi。（4）部署和安装具有嵌入式platformservicescon-troller的vCenterServer。（5）登录到vSphereWebClient创建和组织vCenterServer清单。（6）结束vSphere安装和配置。3.3虚拟化网络搭建。根据现有情况虚拟机网络主要依赖空管气象物理网络进行数据交换，虚拟网络分为管理网络、存储网络和业务网络，管理网络和存储网络公用一个物理网口，业务网络各个网段使用单独网口。3.3.1管理网络和存储网络主机之间通过管理网段192.168.44.0/24来通信，各个主机的第一个网口都通过交换机连接管理网段，主机共用的网络存储的管理IP为192.168.44.128，提供iSC-SI服务的IP为192.168.44.200，各个主机通过iSCSI服务使用共享存储，所有虚拟机的配置文件和虚拟硬盘文件都存储在这个共享存储上。3.3.2业务网络各个主机除第一个网口接管理网段外其他网口还连接了其他网络，目前规划如下业务用虚拟交换机连接了物理网络架构，即只能在如下网段内新增配置业务虚拟机。（1）属地化机场业务虚拟交换机网段为172.24.12.0/24。（2）分局通信系统虚拟交换机网段为172.24.11.0/24。（3）互联网虚拟交换机网段为10.10.10.0/28。3.4虚拟化平台使用维护。使用浏览器访问，输入用户名密码登录，在主界面选择虚拟机和模板，就可以对所有虚拟机进行维护，如图1所示。其中虚拟系统专用文件夹下的虚拟机是虚拟化服务器运行必须的虚拟机，一般情况下不要动，错误修改其配置可能会导致整个系统出错！所有正式运行投入业务使用的虚拟机都存放在业务虚拟机文件夹内，可以在规划网段内根据业务需求新增配置业务虚拟机，选中相应业务虚拟机可以对其进行相应配置并部署相关业务。每一台新增服务器主机均可以通过安装vSphere虚拟化基础架构，进行虚拟化网络配置加入到虚拟化平台中，提供虚拟化计算资源供人们使用。

4应用前景

目前虚拟化与云计算结合发展越来越广泛，虚拟化是云计算的主要支撑技术之一。云计算是通过互联网按需交付用户所需的共享资源服务，而虚拟化是使计算环境独立于物理基础架构的技术，两者可以优势互补。目前，随着空管气象虚拟化方案的逐步实施，在未来可以呈现一个更加完善的空管气象虚拟化平台，同时引入云计算的理念，可以为用户按需提供相应的资源和服务，这样不仅可以提升人们自身空管气象业务能力，还可以对外提供更多的资源服务，以实现更高的敏捷性及更好的服务。

参考文献

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[5]汪蔓.VMware服务器虚拟化技术研究[J].电脑知识与技术,2014,(24).

作者:武文斌 陈辰 单位:民航西南空管局