虛擬化技術在氣象信息網絡中的應用研究

陳斌源，紀立恒

（福建省漳州市氣象局 福建 漳州 363000）

1 引言

在信息技術高速發(fā)展的前提條件下，信息建設已經成主要的建設項目，并且已經取得極大的突破，例如在三江源自然保護區(qū)的信息系統(tǒng)以及新一代的天氣雷達，使氣象網絡建設以及信息系統(tǒng)建設得到進一步的推動，以目前情況來看，氣象部門已經進一步的應用虛擬化技術，實現網絡數據通信，以及視頻等功能，氣象信息化建設使數據的傳輸以及預報質量得到提高，也已經成為氣象領域中主要的應用趨勢。

2 虛擬化技術的必要性

氣象系統(tǒng)的發(fā)展需要技術的支撐，目前氣象觀測業(yè)務規(guī)模正在不斷的發(fā)展，使資源的應用程度以及運行維護的成本也逐漸加大，隨著科技的發(fā)展，經濟的進步，很多新型業(yè)務需要更多技術確保其本身的發(fā)展，業(yè)務量的增加以及數據量的提高，使氣象信息中心在無形中成為一個數據處理中心，從建設的角度來看，虛擬化建設已經成為氣象系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

2.1 傳統(tǒng)數據中心的缺點

在傳統(tǒng)的理念中，數據中心是以多個實體服務器構成的，然后對各項業(yè)務進行分析完成，在業(yè)務量增加時，需要對實體服務器進一步升級，使工作單位對其方面的投入增加，數據中心耗費的能源巨大，并且內部存在資源分配不合理的現象，因此需要思考出一項經濟低廉并且實用性較高的運行方式[1]。

氣象信息中心具有設施復雜，服務器水準較低，工作量較大的特點，在信息化技術不斷加大的今天，應用項目以及服務器的數量進一步的增加。在系統(tǒng)運行時，有時缺乏整體的規(guī)劃，使機房內各項服務器以及基礎設施布置復雜，無法實現統(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，呈現出單點故障較多，服務水平低的特點，目前氣象信息中心采取的是單獨服務器的部署，此種方式一旦服務器出現問題，那么便會造成應用的癱瘓，而且由于服務器數量較多的原因，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)務以及相關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)務數量的增加以及信息系統(tǒng)的發(fā)展，使網絡資源越發(fā)的緊張，信息中心的布置中，政務辦公以及數據的接收都會對網絡系統(tǒng)產生一定的壓力，并且有些服務器利用率較低，使服務器閑置，造成資源的浪費。

2.2 虛擬化技術的優(yōu)點

虛擬化技術的主要特點便是可以進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，增加系統(tǒng)以及設備的使用壽命，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多重程序的應用以及系統(tǒng)的操作，因此需要用戶根據實際的資源進行調配，此種操作方式可以有效的為信息提供保證[2]。

3 實際應用情況

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，選擇虛擬化技術的建設，通過虛擬化技術將40余個業(yè)務，通過四臺計算機與一臺光纖交換機組成FC網絡穩(wěn)定的運行，在計算機中使用vmware底層操作系統(tǒng)esxi，使用vcenter對四臺服務器進行集中管理[3]。

漳州市氣象局中通過兩臺服務器及一套存儲陣列利用千兆網絡進行連接。共同搭建虛擬平臺，實現兩個對外接口管理，并虛擬出數臺服務器進行實際的業(yè)務使用。實現區(qū)域站數據收集整理、共享服務器的搭建、多臺服務器快速備份等。方便了業(yè)務的使用，服務器的維護管理以及服務器數據的實時備份。

4 主要的應用方向

信息中心服務器虛擬化管理，有很多的解決方案，首先虛擬化的分類是決定虛擬化應用的，最為簡單的虛擬化方式為，通過相應的軟件建立虛擬服務器以及底層硬件，Virtual PC便是此方式的主要代表，還有一種是通過虛擬化技術將一個服務器變成多個虛擬環(huán)境，各虛擬環(huán)境之間彼此獨立，保證各區(qū)域的數據可以完成被隔離，使服務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

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

4.2 提高資源利用率

虛擬化技術在計算機中主要有三點，分別是拆分、遷移以及整合。

（1）拆分，由于一部分服務器的性能較高，并且工作的負荷較少，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實現拆分，將此臺計算機拆分成多個虛擬服務器，達到同步使用的目的，使計算機的硬件資源得到充分的利用，此方式適用于性能較強的大型計算機或者小型計算機。

拆分的另一項優(yōu)點便是減少機房的占用空間，使服務器的耗電量減少，以目前情況來看，在信息中心中有著多個服務器，但是CPU等硬件資源的利用率較低，僅可以達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，虛擬化技術可以有效的利用系統(tǒng)資源，降低機房的用電量，使機房空調的運行負擔得到緩解。

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

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

5 結語

氣象信息技術的主要發(fā)展趨勢便是虛擬化技術，傳統(tǒng)的氣象信息工作方式已經無法滿足當前的工作需要，虛擬化技術的應用可以極大程度上使機房網絡的各項性能優(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.虛擬化技術在氣象信息網絡中的應用[J].氣象災害防御，2016，23(1)：44-45.

[2] 劉一謙，方國強，張常亮，等.基于虛擬化技術構建省級氣象信息網絡系統(tǒng)[J].計算機系統(tǒng)應用，2017，26(7)：84-89.

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