淺析企業級私有云中的虛擬化實現

杭州市燃氣（集團）有限公司信息中心 申屠旭輝

1.前言

繼Google首席執行官Eric Schmidt在搜索引擎大會上首次提出云計算（Cloud Computing）的理念之后，云思想的應用領域得以迅速拓展，云存儲即是其中一例。云存儲是基于分布式系統、相關通信協議以及網格技術等相關基礎技術將集群硬件存儲設備有機的整合在一起的一種高效信息管理方式。根據部署方式和服務對象的不同，云存儲可分為私有云、公有云和混合云三類[1]。對于單獨運營的企業而言，有些數據是不便于或者不需要與公共網絡共享的，所處理數據只在企業內部傳輸，在這種情況下，私有云不僅保證了信息的安全、可靠、可控，同時也降低了運行成本，是一種很好的解決方案。

云存儲技術要涉及到大量的硬件設備和通信協議，而虛擬化（Virtualization）技術則很好的解決了硬件集群和繁雜的通信協議帶來的信息傳遞和管理方面的問題，使得系統資源利用率和安全性得以維持在較高的水準。企業私有云的邏輯架構中，硬件的虛擬化層和應用程序的虛擬化層都是比不可少的[2]。虛擬層從邏輯的角度優化資源配置，提供的是系統內的抽象結構，屬性和操作之間的差異得以消除。抽象之前的方式可訪問抽象后的信息資源，使得信息共享不受邏輯配置的限制，可降低成本，提高系統利用率，使得信息服務更加的順暢、高效。例如現有企業云服務器平臺中的Windows Server 2008 R2就包含了可供創建虛擬服務器的Hyper-V功能模塊[3，4]。

本文將通過中間虛擬化通信模塊的開發，完成燃氣管網地理分布信息系統和用戶管理系統的云對接。改變因兩個系統數據不一致而造成在地理信息系統界面上不能確定燃氣用戶分布的現狀，同時通過中間件程序的調用，在用戶系統中具備地理信息系統相應功能，完成兩個系統的集成工作。并藉此分析虛擬化在私有云架構中的實現模式。

2.現有系統構架

隨著企業信息化不斷的推進，多數公司已經基本完成了信息系統的縱向整合，如一套財務系統，一套OA系統，為信息系統間的橫向整合打好了基礎。通過信息系統橫向整合將打破不同部門不同專業間的信息壁壘，從而為企業快速決策，快速監控，快速反應提供技術支撐。本燃氣公司所涉及的用戶系統和GIS（Geographical Information System）系統是兩個關鍵的系統，一直以來就有信息相互流動的需求，其橫向整合具有非常的現實意義。基于此背景，本文將通過開發虛擬層的通信模塊來整合地理分布系統和用戶管理系統以實現私有云的建構。由于基于GIS的信息呈現具有界面友好、直觀的特征，最近幾年非常火熱。各種基于GIS的信息系統如雨后春筍。但是在國內特別是在燃氣供給行業，關于地理信息系統與用戶系統整合的嘗試較少，分析其原因主要是因為燃氣企業信息化建設都比較早，因此用戶系統和GIS系統分別建設，因此一方面數據格式不一致造成數據層面交流整合的障礙，另外一方面由于GIS系統支持的數據庫的類型以及語言有限使得相互嵌入整合的難度提高。現行的用戶管理系統的邏輯建構如圖1所示。

圖1 現行用戶管理系統構架示意圖

圖1所示的系統中，服務器端主要是Sybase數據庫，n個用Powerbuild開發的客戶端依賴Sybase數據庫進行存儲交互。而Arcgis系統的服務器端主要是以Oracle11g為基礎構成的組件，其結構示意圖如圖2所示。其邏輯構架與圖1所示系統是一致的。

圖2 Arcgis系統構架示意圖

傳統模式下，單個的服務器承載有限的用戶信息，因而要想在全局統籌客戶信息，就需要在各個服務器之間建立信息通訊。現有的各子系統之間的信息交換模式如圖3所示。

圖3 傳統模式下的系統交互方式示意圖

圖3所示的系統交互模式通常都是在系統層面進行交互，各自的的客戶端從相關系統獲得信息。我們也有相關的中間件JMS支持這種系統間的交互。但是在燃氣集團的用戶系統和GIS系統中，圖形數據的存儲從Oracle11g轉移到Sybase本身就非常困難。另外，即使成功傳輸到Sybase系統，由于Arcgis并不支持Sybase數據庫，那么必須重寫Arcgis引擎才能很好的將圖像呈現在用戶系統中，順利完成此項工程需要的人力投入和時間投入都非常巨大。從這個角度而言，革新系統交互傳輸模式勢在必行。

3.基于私有云的交互實現方案

本文采用的整合系統的方案如圖4所示。

圖4 新型系統交互方案示意圖

圖4所示的交互系統中，用戶系統和GIS使用C# Arcgis Engine類庫進行開發，控件和用戶系統間通過Windows系統的消息機制進行交互。這種方案的好處是可以充分的利用Arcgis Engine引擎，另外并不交互圖形信息，因此開發周期和開發成本都比較低。該整合模式下實現的效果圖如圖5所示。

圖5 新型交互模式下的實現效果圖

該模式下，通過虛擬中間模塊的建立，簡化了系統內部信息共享的實現路徑。以虛擬邏輯代替了實體設備，不僅有利于優化資源配置，更有利于提高工作效率。

4.應用實例

這里是我們目前實現的一個應用實例是可以從地圖上框選小區，控件將框選的小區的信息送至用戶系統并取出所選小區的操表員信息。點擊分戶表可以得到進一步的用戶信息。一改以往特別是在停氣時需要根據管線信息人工找出相關的小區和樓幢，再輸入到用戶系統內得到相關的用戶信息的工作模式。節省了大量的人工時間，同時也明顯的提高了效率。該系統的操作界面如圖6所示。

圖6 整合后的系統操作界面

由于該控件使用了Netframwork，

Arcgis Engine，Oracle等多種客戶端，其部署配置工作相當繁瑣。為此我們使用了Vmware-thinapp的虛擬化技術，將之做成了一個不需要安裝的單獨文件，使得只需將該單獨文件放到用戶系統安裝目錄下即可實現模塊間的交互功能，降低了部署復雜性，同時也節約了很多部署時間。

在部署應用方面，目前的應用程序虛擬化確實能給應用程序的部署和使用帶來許多的便利，我們也考察了多種虛擬化的技術，如View+Thinapp，Citrix Xenapp等都能實現非常簡單的應用程序安裝部署，有的能方便的將應用程序延伸到手機終端，主要是考慮到費用的問題最終采用了Thinapp，由于涉及內容非常多不再累贅。數據一致性是系統整合不可避免的內容，沒有一致的數據系統間不可能進行交互。但是數據的一致性校驗是一項浩大的工作，比如說小區名稱的不一致問題，這類都必須通過手工的方法將之統一，營業公司相關的人員在保證數據一致性上做了非常大量的工作。其中涉及到了樓幢數據光Arcgis一側就有21962個，樓幢內的用戶信息數據又是樓幢數據的幾十倍到幾百倍之巨，也就是說，該系統的順利實現是需要大量的人力物力的投資的。

5.結論

基于云思想的企業級私有云信息管理模式具有廣闊的發展和應用前景。本文嘗試在傳統系統交互模式的基礎上，以新開發的虛擬化中間通信模塊為基礎，構建了全新的基于私有云的信息管理體系，實現了私有云管理體系中的虛擬層建構。雖然該體系的部署和應用需要投入大量人力物力，但應用后可明顯的節約工作時間，提高工作效率。該體系的建立對同樣需要處理大量信息的企業、單位具有借鑒意義。

[1]曾賽峰,朱立谷,李強,等.企業級私有云中的虛擬化實現[J].計算機工程與應用,2010(46)36:70-73

[2]陳雄成.利用云技術搭建圖書館的私有云平臺[J].新技術與新方法,2011(9):74-77

[3]馬錦波.淺談私有云的規劃與實施[J].廣西通信技術,2011(3):7-9

[4]劉菲,張波.淺談中小企業私有云計算解決方案[J].硅谷,2010(14):25-29