石油勘探云計(jì)算管理平臺(tái)研究

蔡曉蕾 周濤

摘要：隨著油田勘探工作的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)和高精度可視化圖形顯示等需求對(duì)軟硬件資源提出亟待解決的問(wèn)題。本文利用云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建高效實(shí)用的勘探云計(jì)算管理平臺(tái)，開(kāi)展專業(yè)軟硬件資源共享模式建設(shè)，實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的“集中部署、浮動(dòng)應(yīng)用、共享服務(wù)”，滿足油田用戶對(duì)IT資源的“看、用、管”需求，為勘探發(fā)展提供重要的支撐。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;三維可視化;石油勘探

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）04-0104-02

0 引言

近年來(lái)，油氣勘探企業(yè)為滿足數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)和高精度三維可視化應(yīng)用等方面的需求，持續(xù)投入大量資金，增加了許多硬件資源，引進(jìn)并應(yīng)用了許多勘探專業(yè)軟件，這些軟硬件資源在勘探開(kāi)方面發(fā)揮了巨大的作用。

但是油田勘探企業(yè)用戶涉及多個(gè)單位、部門和專業(yè)，軟件利用率高，而部分專業(yè)軟件配套不完善且受制于軟件授權(quán)許可數(shù)的限制，導(dǎo)致軟件不能得到方便高效的使用，數(shù)據(jù)共享程度低，無(wú)法充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，軟件重復(fù)引進(jìn)而帶來(lái)資金浪費(fèi);同時(shí)硬件設(shè)備數(shù)量不斷增加，而硬件資源分散部署，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本也不斷增長(zhǎng)，使用效率和安全性亟待提高。

針對(duì)這種情況，采用云計(jì)算架構(gòu)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。云計(jì)算技術(shù)能讓不同的業(yè)務(wù)平臺(tái)共享同一資源，更好的利用軟硬件的資源，提高業(yè)務(wù)的安全性。因此，亟待研發(fā)勘探云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)低帶寬條件下勘探專業(yè)軟件的共享和遠(yuǎn)程應(yīng)用，滿足用戶并發(fā)運(yùn)行勘探專業(yè)軟件的需求。

1 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。它具有超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)和極其廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。

石油勘探云計(jì)算管理平臺(tái)目標(biāo)是將各種軟硬件資源池化后，形成虛擬化資源池，數(shù)據(jù)資源通過(guò)整合主流軟件項(xiàng)目庫(kù)和現(xiàn)有主要應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)資源共享，勘探專業(yè)軟件通過(guò)云平臺(tái)的整合發(fā)布，使勘探技術(shù)人員可以在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上運(yùn)行授權(quán)的所有軟件。通過(guò)石油勘探云計(jì)算管理平臺(tái)的建設(shè)，提高綜合研究專業(yè)軟硬件的資源利用率，減少重復(fù)的投資建設(shè)，同時(shí)還將降低使用非正規(guī)授權(quán)軟件帶來(lái)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)管理方式也由多人兼職管理變?yōu)閷Ｈ斯芾恚档瓦\(yùn)維成本。

2 平臺(tái)研發(fā)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

依托云計(jì)算技術(shù)，配套建設(shè)一個(gè)勘探云計(jì)算管理平臺(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的“集中部署、浮動(dòng)應(yīng)用、共享服務(wù)”，滿足用戶對(duì)IT資源的“看、用、管”三方面需求。平臺(tái)底層由系統(tǒng)資源池支撐，將各種軟硬件資源池化后，形成虛擬化資源池，數(shù)據(jù)資源通過(guò)整合主流軟件項(xiàng)目庫(kù)和現(xiàn)有主要應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)資源共享，通過(guò)云平臺(tái)的整合發(fā)布，使勘探用戶可以在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上運(yùn)行授權(quán)的所有軟件，如圖1所示。

2.2 平臺(tái)功能

勘探云平臺(tái)功能主要涉及平臺(tái)管理、用戶管理、系統(tǒng)軟硬件資源管理、軟件許可管理和遠(yuǎn)程三維可視化等內(nèi)容。

2.2.1 軟硬件資源管理

研發(fā)基于OpenStack實(shí)現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)虛擬化環(huán)境的管理，包括用戶自助申請(qǐng)、配置、分發(fā)專業(yè)軟件虛擬機(jī)。根據(jù)專業(yè)軟件的不同，項(xiàng)目工區(qū)的不同，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不同，自動(dòng)為用戶創(chuàng)建合適的虛擬化資源，既能夠滿足專業(yè)軟件的運(yùn)行，又能夠大大提高硬件及專業(yè)軟件的利用效率。同時(shí)虛擬機(jī)運(yùn)行在集中的硬件環(huán)境中，利用專業(yè)的硬件設(shè)備，能夠?qū)μ摂M機(jī)文件以及數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存放，確保數(shù)據(jù)的集中管理和安全。

2.2.2 軟件許可管理

目前，勘探專業(yè)軟件大部分是基于Flexnet進(jìn)行許可認(rèn)證的，如：GeoFrame、Epose、Jason、Omega、Cgg、Landmark等。這些專業(yè)軟件許可證是極其昂貴稀缺的資源。我們針對(duì)Flexnet許可的管理技術(shù)進(jìn)行了研究和探索，如圖2所示。

實(shí)現(xiàn)對(duì)許可的應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握許可應(yīng)用情況，為下一步許可購(gòu)買提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);實(shí)現(xiàn)對(duì)許可的管理控制，降低應(yīng)用成本，避免許可爭(zhēng)用;提高許可的利用率，降低許可購(gòu)買成本。可以控制用戶或主機(jī)使用或拒絕使用某個(gè)許可模塊;可以為優(yōu)先級(jí)高的用戶預(yù)留出許可證，供用戶專用;可以控制用戶或組最多并發(fā)使用某個(gè)許可模塊的數(shù)量;可以控制許可在不同的時(shí)間段使用;可以對(duì)指定模塊進(jìn)行許可的釋放回收。

2.2.3 三維可視化應(yīng)用

專業(yè)的油田勘探軟件種類多，對(duì)遠(yuǎn)程三維可視化技術(shù)的兼容性、不失真性和低帶寬網(wǎng)絡(luò)中流暢性要求較高。需要依托虛擬桌面技術(shù)和軟件遠(yuǎn)程應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)石油勘探專業(yè)軟件的Web發(fā)布和遠(yuǎn)程應(yīng)用。集中所需應(yīng)用到一個(gè)基于WEB的桌面上，降低用戶使用各種應(yīng)用的復(fù)雜程度。

基于NICE公司DCV（Desktop Cloud Visualiza-tion）的遠(yuǎn)程三維可視化解決方案，能夠有效解決穿透的遠(yuǎn)程技術(shù)無(wú)法調(diào)用三維、無(wú)法使用GPU硬件加速、帶寬占用高、價(jià)格高昂等一系列的問(wèn)題，Nice-DCV目前已成為石油石化行業(yè)中，所占份額最多的一種遠(yuǎn)程三維可視化解決方案，也是一種性價(jià)比最高，通用性就好的遠(yuǎn)程三維可視化解決方案，本次項(xiàng)目建設(shè)中，共采購(gòu)了10個(gè)許可證，通過(guò)測(cè)試，在10M的帶寬條件下，能夠較為流暢的進(jìn)行三維處理，在20M的帶寬下，流暢程度與在工作站上操作基本無(wú)差別，完全能夠達(dá)到實(shí)用化的水平，如圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

采用云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建高效實(shí)用的勘探云計(jì)算管理平臺(tái)，使勘探業(yè)務(wù)可以在統(tǒng)一平臺(tái)上運(yùn)行授權(quán)，專業(yè)用戶在云平臺(tái)上完成用戶的注冊(cè)、審核、遠(yuǎn)程調(diào)用專業(yè)軟件及專業(yè)軟件的申請(qǐng)、審批、分配和應(yīng)用，大大提高了工作效率;同時(shí)專業(yè)軟件和數(shù)據(jù)集中存放在機(jī)房的存儲(chǔ)設(shè)備上，對(duì)數(shù)據(jù)的安全性起到了極大的作用。勘探云計(jì)算管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了軟硬件資源的“集中部署、浮動(dòng)應(yīng)用、共享服務(wù)”，滿足勘探專業(yè)人員對(duì)IT資源的“看、用、管”需求。

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