利用虛擬化技術搭建快遞信息實訓環境

胡霞 王帆 趙玉洲

摘要：為實現快遞信息實訓類課程與企業信息系統運行的無縫對接，必須搭建高效適用的信息實訓環境。本文分析了搭建此類實訓環境的難點問題，提出了利用底層虛擬化技術解決此類問題的方案，并闡述了該方案的基本部署過程及其優缺點。

Abstract： In order to realize the seamless connection between the delivery information training courses and the operation of the enterprise information system， we must set up an efficient and applicable information training environment. This paper analyzes the difficulties in building such a practical training environment， and puts forward the solution of this problem by using virtualization technology， and expounds the basic deployment process and its advantages and disadvantages of the program.

關鍵詞：虛擬化;快遞專業;校企無縫對接;實訓室建設

Key words： virtualization;express specialty;school enterprise seamless connection;construction of the training room

中圖分類號：G482 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）30-0207-02

1 ?背景介紹

石家莊郵電職業技術學院隸屬中國郵政集團公司，是國內唯一培養郵政專門人才的高等院校。學院始終堅持“支撐郵政、服務通信、貢獻社會”的辦學宗旨，為中國郵政通信事業的發展培養了大批實用優秀人才。

依托行業辦學的優勢，經河北省教育廳批準，石家莊郵電職業技術學院自2007年正式招收物流管理（速遞服務與管理方向）專業學生，面向快遞業培養專門人才。8年來，一直致力于該領域的研究，根據快遞專業人才的職業能力要求，不斷探索探索和創新，最后形成了一批一批的科研成果。

在信息實訓環境建設方面，學院2010年投入了8萬元，建設了速遞職業技能鑒定實訓室;2011年投入90萬元，建設了速遞信息處理實訓室，引進與速遞企業完全一致的速遞生產作業信息系統;2012年投入12萬元，補充2臺HP DL580服務器，下一步將引進更多的速遞企業信息系統。

為了使人才培養與企業需求實現無縫對接，學院的實訓軟件大多采用郵政企業同版的軟件，換句話說就是學生在實訓中練習的軟件與郵政企業實際所用的軟件是一致的。除此之外，信息實訓室還力爭再現工作場景中必備的設備，例如條碼掃描槍、電子稱、業務單式打印機、袋牌打印機等。有了這樣的實訓環境，學生們能夠盡早接觸到實際工作中的操作環境，課程設計也可以參照實際工作情境安排項目，并按照實際的考核指標對學生的表現進行考核。如果配合實物實訓室，能夠組織更多的實訓項目，使學生有更多的機會在這樣的環境中接受鍛煉和實踐。

在搭建信息實訓環境時有一個難點：中國郵政集團公司所用的系統種類多樣，有些系統需要模擬多個城市之間的寄遞關系，因此需要搭建分布式數據庫系統。例如“郵政速遞生產作業系統”（簡稱“生產作業系統”）就是一個典型的分布式數據庫系統。在這個系統中，每個“城市”需要配置一臺服務器，各個“城市”間根據快件的實體流向進行數據傳輸。想把生產作業系統搬到實訓室建立一個實訓環境需要至少模擬三個城市，也就是需要至少三臺服務器，如圖1所示。其中包括一臺中心服務器，負責處理全國匯總的信息;還包括兩臺站點服務器，處理所在地區的數據。三臺服務器之間彼此互通，加上“本地”的終端機，形成一個簡單的網絡關系。

與生產作業系統的環境需求相比，速遞信息處理實訓室的服務器資源明顯不足，如果申請購置足夠的服務器，必然面臨巨大的預算壓力，服務器也很難在短期內到位;另一方面，在實訓環境中所需的數據量比實際生產中的數據量要小的多，而且服務器只需要在實訓時打開，用三臺服務器會造成巨大的浪費。為了解決該問題，決定采用底層虛擬化技術在一臺計算機上做出三臺虛擬服務器。

2 ?確定方案

虛擬化技術可以在同一臺服務器上同時運行多個操作系統，而且每一個操作系統中都有多個程序運行，每一個操作系統都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上。虛擬化可以將IT環境改造成為更加強大、更具彈性、更富有活力的架構。通過把多個操作系統整合到一臺高性能服務器上，最大化利用硬件平臺的所有資源，用更少的投入實現更多的應用，還可以簡化IT架構，降低管理資源的難度，避免IT架構的非必要擴張。在研究了虛擬化技術后，得出了兩種解決方案。

方案一：采用虛擬機的形式搭建生產作業系統的實訓環境是解決該問題的最佳途徑。傳統的虛擬機，例如VMware工作站虛擬機是一個在Windows或Linux計算機上運行的應用程序，它可以模擬一個基于x86的標準PC環境。這個環境和真實的計算機一樣，都有芯片組、CPU、內存、顯卡、聲卡、網卡、軟驅、硬盤、光驅、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等設備，提供這個應用程序的窗口就是虛擬機的顯示器。

然而，使用VMware工作站至少需要在Windows物理操作系統上虛擬出兩個Windows虛擬機才能滿足生產作業系統的要求（如圖2），這必然使得操作系統在性能上比直接安裝在硬盤上的系統低不少;另一方面生產作業系統需要三臺虛擬機分配不同的IP地址并且要求三臺虛擬機之間能夠互相通信，并且要求局域網內的學生機能夠輕松訪問到每臺虛擬機，這在VMware工作站上部署起來比較困難。因此，有必要尋找更合適的虛擬化方案。

方案二：VMware公司的另外一款產品可以直接在裸服務器上進行底層虛擬化，搭建出虛擬化平臺，然后可以在這個平臺上建立多個虛擬機（如圖3）。虛擬機之間彼此獨立，直接運行在底層虛擬平臺上，系統負荷小;同時底層平臺和各個虛擬機都分配有不同的IP地址，虛擬機之間可以進行通信，局域網內的學生機訪問虛擬機也毫不費力。

在VMware的多款產品中，VMware ESXi Server是刪減了部分ESX Server功能之后提供的免費版本，能夠進行底層虛擬化，因此是解決此類問題的首選。

VMware ESXi是業界第一款集成到服務器硬件的精簡虛擬機管理程序。它可以直接安裝在服務器上，不需要底層操作系統的支持，因此可以充分發揮硬件性能，而且虛擬機不會受到底層物理操作系統的影響。

3 ?環境部署

VMware ESXi的安裝過程比較簡單，在官網進行簡單注冊就可以免費使用。將下載的鏡像刻錄成光盤，在服務器邏輯上按照提示進行安裝。安裝之后需要為該虛擬平臺設置IP地址。

在搭建好的底層虛擬平臺上，通過控制機可以直接新建虛擬機。此時既可以用光盤安裝系統，也可以用鏡像安裝系統，甚至在做好一個系統后可以進行克隆。在生產作業系統的環境部署過程中，首先利用鏡像安裝了兩個系統并進行個性化配置，又利用系統克隆功能將杭州站的虛擬機進行克隆，經過簡單的修改即可完成武漢站點服務器的建立。為三個虛擬機配置不同的IP地址后，經過測試三個虛擬機彼此能夠通信，學生機也能夠聯通虛擬機，表明已經成功完成環境部署。

除生產作業系統外，營收管理系統、倉儲系統、運輸系統等實訓軟件也陸續通過新增虛擬機完成了環境部署，并投入使用。

4 ?優缺點

利用VMware ESXi建立的分布式數據庫系統的實訓環境具有明顯的優勢：首先，它能夠充分地利用現有的硬件資源，減少對硬件資源的浪費;其次，能夠避免購買過多的服務器，為學校節省大量的硬件成本;同時，它能夠縮短環境部署的時間，利用克隆技術能夠省去逐個配置服務器的瑣碎工作;另外，這種模式下的實訓環境具有很強的可擴展性和柔性，如果需要更多站點或者新增其他實訓系統，也只需要新增虛擬機就能實現;最后，通過建立快照，能夠非常方便地對虛擬機進行還原。

然而該模式也存在一定的不便，例如復制文件比較困難，虛擬機對USB設備的識別能力有限，通常情況下需要將文件制作成鏡像才能復制到虛擬機中;此外，虛擬機的開關機操作和其他控制操作都需要另外一臺計算機來完成，這也會讓管理者感覺有些不適應。不過這些缺點相對其優點來說就顯得微不足道了。

5 ?實施效果

通過虛擬化技術搭建的快遞信息實訓環境為師生提供了廣闊的設計空間，多位專業教師在信息實訓室中設計了許多的實訓項目，再結合速遞手工實訓室的練習讓學生獲得全方位的訓練。除此之外，學生們還能獲得其他方面的收獲。比如在生產作業系統實訓時，學生按照三個站點進行分組，分工協作。能夠從中體會到全網信息系統的架構，認識到信息流的重要作用。對于學生從宏觀角度把握信息實訓起到一定的幫助，也為學生日后走向速遞管理崗位打下理論基礎。

參考文獻：

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