煙草企業(yè)計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

葉志勇

（浙江省煙草專賣局 浙江 杭州 310001）

當(dāng)前信息化的不斷發(fā)展和完善，使得越來(lái)越多的信息技術(shù)影響在實(shí)際的工作中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)等在企業(yè)工作中的應(yīng)用，提高了企業(yè)的工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間等。但是隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的增加、服務(wù)器數(shù)量的增加，企業(yè)的軟件、硬件的運(yùn)行效率、機(jī)房環(huán)境等，是當(dāng)前企業(yè)發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化需要處理的問(wèn)題。本文從煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化構(gòu)架的設(shè)計(jì)以及其他相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行分析研究。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)及虛擬化技術(shù)

社會(huì)在進(jìn)步，科技在發(fā)展，在社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中，越來(lái)越多的信息技術(shù)得到應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)前的企業(yè)發(fā)展中，得到廣泛的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在企業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升、工作效率的提升等，提高企業(yè)的管理質(zhì)量，提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量等，計(jì)算應(yīng)用技術(shù)的是當(dāng)前企業(yè)發(fā)展中，應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)，例如云計(jì)算[1]。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在企業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，為企業(yè)帶來(lái)了良好的商業(yè)發(fā)展前景，促進(jìn)企業(yè)資源的合理分配、管理、應(yīng)用等。

云計(jì)算作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中，應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)，其核心是虛擬化，在云計(jì)算虛擬化中，最為重要的一項(xiàng)工作，是將形成的硬件服務(wù)器，通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，虛擬化成很多個(gè)虛擬系統(tǒng)，為上層計(jì)算機(jī)應(yīng)用提供一個(gè)虛擬的基礎(chǔ)架構(gòu)。而虛擬化管理系統(tǒng)，是在企硬件之上的管理程序，主要是對(duì)該系統(tǒng)中，管理底層硬件以及上層系統(tǒng)，進(jìn)行資源和借口的分配。

管理系統(tǒng)是在硬件服務(wù)器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，其將硬件資源，包含了中央處理器、內(nèi)存、硬盤等，進(jìn)行統(tǒng)一管理，并通過(guò)虛擬化的方式，將其分割成多個(gè)虛擬系統(tǒng)，為上層系統(tǒng)提供幫助和服務(wù)[2]。系統(tǒng)使用者，通過(guò)接口直接的獲取資源、數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)等，這些與在本次計(jì)算機(jī)或者是私人電腦中的運(yùn)行沒(méi)有差異性，在使用者完成使用之后，其使用過(guò)的系統(tǒng)可以進(jìn)行收回，再次重新的分配給其他用戶使用。

管理系統(tǒng)只是云計(jì)算這個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)虛擬架構(gòu)中的一個(gè)組成部分，虛擬化技術(shù)，在其中的應(yīng)用，不只是進(jìn)行硬件資源的管理、分配，同樣還進(jìn)行虛擬系統(tǒng)以及虛擬系統(tǒng)與外部的網(wǎng)絡(luò)通信交換平臺(tái)的工作。在外部硬件系統(tǒng)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)、信息等，同樣需要進(jìn)行虛擬化的處理，集合到虛擬管理系統(tǒng)中[3]。服務(wù)器虛擬化架構(gòu)如下圖1，在該架構(gòu)中，包含了虛擬交換機(jī)、儲(chǔ)存服務(wù)器、數(shù)據(jù)管理器、安全管理，以及可靠性管理。

圖1 服務(wù)器虛擬化架構(gòu)Fig.1 Server virtualization architecture

虛擬架構(gòu)中的管理系統(tǒng)中，包含了多種組成部分，可以提供多元化的商業(yè)應(yīng)用方案，為企業(yè)的發(fā)展提供更多的幫助。

2 計(jì)算虛擬化架構(gòu)分析

在企業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，目前廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為云計(jì)算，云計(jì)算以虛擬架構(gòu)為基礎(chǔ)，為企業(yè)的發(fā)展，提供良好的服務(wù)。當(dāng)前在企業(yè)發(fā)展中，計(jì)算機(jī)單機(jī)的處理工作越來(lái)越大，為了保證計(jì)算機(jī)單機(jī)可以有效的工作，保證企業(yè)的各項(xiàng)資源可以有效的利用和分配，就需要增加虛擬技術(shù)。

在形成的計(jì)算機(jī)虛擬化架構(gòu)中，從其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的角度進(jìn)行分析，其架構(gòu)主要有兩種形式，分別為宿主架構(gòu)、裸金屬架構(gòu)。在第一種宿主架構(gòu)中，虛擬機(jī)主要是承擔(dān)主機(jī)操作系統(tǒng)針對(duì)一個(gè)進(jìn)程的調(diào)度與管理，而第二種裸金屬架構(gòu)中，并不存在主機(jī)操作系統(tǒng)，其直接通過(guò)管理程序?qū)ξ锢碛布a(chǎn)生作用，所以其經(jīng)常使用在服務(wù)器虛擬化中，例如企業(yè)級(jí)虛擬化架構(gòu)圖2。

圖2 ESX企業(yè)級(jí)虛擬化架構(gòu)圖Fig.2 ESX enterprise virtualization architecture diagram

該虛擬化架構(gòu)，在ESX服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，會(huì)先將Linux kernel啟動(dòng)，在該操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬化組件進(jìn)行加載。其中ESX服務(wù)器作為管理程序（Hypervisor）的組件，可以將其稱之為VMkernel，ESX從Linux kernel中將架構(gòu)中的硬件控制權(quán)全部的接管過(guò)來(lái)，將Linux kernel作為ESX服務(wù)器的第一個(gè)虛擬機(jī)，對(duì)服務(wù)器的service console進(jìn)行承載，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的一些管理功能。虛擬機(jī)可以在VMkernel的基礎(chǔ)上，直接的對(duì)計(jì)算機(jī)CPU、內(nèi)存等中的資源進(jìn)行訪問(wèn)，有效的減少時(shí)間等[4]。

不管是哪一種虛擬化架構(gòu)，在實(shí)際工作中，都是為了提高企業(yè)的工作效益，提高企業(yè)的管理質(zhì)量和水平，為企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。煙草在中國(guó)有良好的發(fā)展前景，煙草企業(yè)作為中國(guó)企業(yè)的組成部分，隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，煙草企業(yè)的發(fā)展需要在信息技術(shù)的支持下進(jìn)行，所以需要實(shí)現(xiàn)煙草企業(yè)計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3 煙草企業(yè)計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)以及測(cè)試

在煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要遵守一定的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)目標(biāo)，首先要保證建立的計(jì)算虛擬化架構(gòu)可以為用戶提供自助服務(wù)，虛擬化架構(gòu)中的虛擬機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生命周期管理，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的均衡管理和分配等等。

煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要滿足實(shí)用性、先進(jìn)性、安全性、可靠性、靈活性、擴(kuò)展性、可管理性、經(jīng)濟(jì)化、標(biāo)準(zhǔn)化等原則[5]。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)。

利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)云計(jì)算，通過(guò)煙草企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，向下屬單位、個(gè)人提供基礎(chǔ)設(shè)施、開(kāi)發(fā)平臺(tái)等軟件服務(wù)的內(nèi)部應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)為計(jì)算虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)，其中包含了物理層、虛擬層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。該模型為下圖3。

圖3 煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)模型Fig.3 Tobacco enterprise calculation virtualization architecture model

在物理層中，有煙草企業(yè)內(nèi)部的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器、安全產(chǎn)品、機(jī)房設(shè)施等等，在虛擬層，將物理層中的各個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)中的硬件，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等，通過(guò)虛擬化技術(shù)，形成一個(gè)基礎(chǔ)資源設(shè)施等。通過(guò)虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器資源的優(yōu)化，提高服務(wù)器的工作效率，降低煙草企業(yè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，便于維護(hù)和應(yīng)用。在平臺(tái)層其對(duì)該架構(gòu)模型中的資源管理等應(yīng)用層的功能提供支撐，煙草企業(yè)的平臺(tái)層可以用于開(kāi)發(fā)工具、數(shù)據(jù)接口等相關(guān)的工作。在應(yīng)用層主要是有煙草企業(yè)的開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)系統(tǒng)點(diǎn)等部分組成，虛擬層是計(jì)算虛擬化架構(gòu)模型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，平臺(tái)層則是關(guān)鍵，主要是提供服務(wù)，應(yīng)用層主要是主要的設(shè)計(jì)目的，為煙草企業(yè)的發(fā)展提供各類軟件服務(wù)等。

在煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)設(shè)計(jì)中，要保證整個(gè)架構(gòu)的整體性，保證其具有動(dòng)態(tài)性、擴(kuò)充性、高效性等特點(diǎn)，充分的利用煙草企業(yè)的現(xiàn)有資源和設(shè)備，從性能上、功能上、操作上等方面，保證每一個(gè)虛擬服務(wù)器都可以與傳統(tǒng)單機(jī)計(jì)算機(jī)的服務(wù)器等同。在虛擬服務(wù)器的基礎(chǔ)上，再安裝Windows、Linux等操作系統(tǒng)，為應(yīng)用軟件的安全提供服務(wù)，充分的利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)資源的整合。

煙草企業(yè)計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)，分為不同的設(shè)計(jì)層面，以上為基礎(chǔ)平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，除此之外還有服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，也是在虛擬化的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的整合，形成一個(gè)完整的、標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)服務(wù)層，為該計(jì)算虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)的使用者，提供系統(tǒng)的運(yùn)行、管理功能等[6]。該架構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后，需要為煙草企業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)為，用戶可以體驗(yàn)到系統(tǒng)的靈活性和超快的反應(yīng)速度，煙草企業(yè)業(yè)務(wù)部門工作人員在工作的過(guò)程中，可以有效的利用計(jì)算虛擬化架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，保證架構(gòu)系統(tǒng)的安全性以及控制性，高效的實(shí)現(xiàn)煙草企業(yè)資源的優(yōu)化整合等。

為了保證煙草企業(yè)計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)性能，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。計(jì)算虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)，其中的硬件是服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不斷是以往傳統(tǒng)的單機(jī)計(jì)算機(jī)，該架構(gòu)系統(tǒng)是一個(gè)集成的虛擬體系，所以對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，無(wú)法使用傳統(tǒng)的場(chǎng)景測(cè)試方法，因?yàn)槭翘摂M化架構(gòu)，所以需要進(jìn)行虛擬化測(cè)試，對(duì)該計(jì)算虛擬化架構(gòu)的性能、工作效率等進(jìn)行驗(yàn)證[7]。

使用思博倫通信針，對(duì)煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，將一個(gè)測(cè)試儀表，虛擬化成一個(gè)虛擬端口，讓其在服務(wù)器虛擬架構(gòu)上進(jìn)行運(yùn)行，測(cè)試系統(tǒng)中將會(huì)顯示出測(cè)試的流量、真實(shí)協(xié)議仿真應(yīng)用等，對(duì)該架構(gòu)的內(nèi)部和外部性能、功能進(jìn)行測(cè)試，建立的測(cè)試系統(tǒng)，可以全面的對(duì)煙草企業(yè)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)的性能、穩(wěn)定性、安全性等進(jìn)行測(cè)試，幫助煙草企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，有一個(gè)穩(wěn)定的、堅(jiān)實(shí)的計(jì)算虛擬化架構(gòu)體系。

4 結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的完善和發(fā)展，在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，煙草企業(yè)作為一個(gè)重要的組成部分，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有一定的地位，也發(fā)揮著一定的作用。隨著煙草企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和增加，企業(yè)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)等設(shè)備的工作量不斷的增加，而工作效率并沒(méi)有得到有效的提升，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的支持下，對(duì)煙草企業(yè)的計(jì)算機(jī)等設(shè)備、工作系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算虛擬化架構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高煙草企業(yè)的工作效益，并保證服務(wù)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性等。

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