機場信息化建設中云計算技術的應用

文/鄭有根 王云平

（甘肅省民航機場集團有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

在社會和經濟發展過程中，人們生活水平不斷提高，選擇出行的方式更加豐富。尤其是選擇飛機出行人數不斷增加，2018年我國民航航班旅客人數超過6.1億人次，充分證明我國民航具備足夠的運輸能力。為乘客提供優質的服務，提高機場運行效率，加快云計算技術的應用，推動機場信息化快速發展，既能強化機場運行系統的穩定性，還能減少機場信息系統出現的問題。云計算技術是計算機技術重要的組成部分，對云計算技術進行深入的研究，有助于優化資源配置的同時，還能促進其它技術的發展，如IT技術以及虛擬技術等。云計算技術具備優化問題的功能，尤其是在實際應用中，將可能出現的問題進行虛擬化技術，在系統內設置相應的應對措施，以便有效的預防問題的出現。在我國民航系統中應用云計算技術，一方面要充分發揮該技術的計算功能和虛擬功能，另一方面還要有效處理技術更新換代出現的問題。

1 云計算特點概述

在科學技術領域中，云計算技術已經成為新時代最具有代表性的技術革命，在計算機技術的基礎上，將客戶端和服務器建立連接關系，通過對關系的變化衍生出的創新技術，有效轉變傳統的工作方式和商業運行模式。現階段許多領域都在積極的應用云計算技術，不僅有效推動云計算技術發展，還成為各領域創造更多價值的載體。傳統的計算機技術與網絡技術相互融合，云計算技術具備上述技術的功能。在民航機場中，仍在摸索云計算技術的應用途徑，以便發揮云計算技術的功能，加快機場現代化建設。

作為創新技術，云計算技術既能提高對數據資源的使用效率，還能建立新的運行模式，為計算機和網絡資源存儲提供便利條件。許多互聯網公司，為構建虛擬化網絡運行環境，并且充分利用云計算技術形成的動態資源，將多種技術相互融合，如IaaS、PaaS以及SaaS等，為云計算技術發展奠定堅實的基礎。在云計算技術中，并行計算、分布式技術以及網絡計算，都是重要的計算方式，作為計算機技術概念性研究內容，有助于在商業中獲得良好的應用價值。云計算技術可利用網絡中的硬件和軟件等設施，向用戶提供網絡服務，用戶利用云計算技術，既能降低應用成本，還能提高管理效率。作為代表性的云計算技術，VMware具有以下特點：

（1）有效提高資源的利用率，降低運行成本；

（2）優化資源配置；

（3）快速完成系統的升級和維護；

（4）保證系統不受干擾，具備良好的穩定運行能力；

（5）可自行分配資源，保持負載的平衡性；

（6）可應用在不同的操作系統中。

2 機場信息化建設現狀

我國民航機場在建設和運營過程中，都會投入較多的資金，其中建設高水平的信息系統，會占據較多的資金，尤其是信息系統進入到使用階段，長期的運行需要對信息系統進行維護，而維護消耗的費用會不斷增加，在大型機場投入的費用會更多。許多機場在擴大運營范圍過程中，會承載較多的飛機調度工作，此時IT信息系統在運行期間，應具備良好的穩定性，才能避免信息出現問題，影響到飛機的起飛和降落，為保證信息系統的穩定性，按照零故障標準，機場會對信息系統進行全面的檢查。但是機場信息系統在檢查過程中，應有效控制投入的資金，降低成本以便提高系統的運行效率，而飛機數量不斷增加，航班信息增多已經超過原有信息系統的承載能力，無法保證航班起落的準確性。一旦機場信息系統無法滿足使用標準，即使進行維修或者升級，仍無法提供準確的信息服務，需要更換現有的信息設備，導致機場信息系統建設成本不斷增加。

機場在運行過程中，需要離崗系統、運營系統、安防系統以及廣播系統等，不同的系統相互協調，應配置不同的軟件和硬件，才能向起落的飛機發出準確的信息，保證飛機起落的安全性。許多機場十分重視核心系統的建設和管理，以生產運行系統和航班信息系統為例，上述系統運行期間產生的數據，應做好備份工作。

在生產運營系統和航班顯示系統運行期間，產生的數據都會由生產管理數據庫，發出指令完成備份，使用oracle備份機制，將前臺、消息以及報文等服務器建立連接關系。在上述系統中使用該備份機制，已經無法滿足機場現有的信息系統運行需求，并且存在以下問題：

（1）系統會長期處在閑置狀態，嚴重浪費資源；

（2）一旦系統出現故障，需要較長的時間恢復，影響到信息系統的正常運行；

（3）系統在升級過程中，需要在暫停系統情況下進行，并且保證不會影響到航班的正常起落。

飛機起落期間，會通過輸入和輸出系統，傳輸產生的信息，大量的信息會加重機場信息管理系統的負擔，一旦信息系統出現問題，直接影響飛機的起落。機場使用傳統的信息技術，已經無法滿足現有航班的運行需求，加快信息系統的創新發展，需要先進的設備和信息技術，進而會增加機場運行投入的費用。

3 云計算技術在民航機場的應用措施

對云計算進行深入的分析，根據分析內容應用在機場信息系統中，將云計算技術與Oracle RAC技術相互融合，建立機場數據中心。在數據中心配置Web應用服務器、報文服務器以及信息服務器等，使產生的VMware產品具備虛擬化功能。使用數據庫服務器過程中，生成的云計算產品數據，會提高信息系統的虛擬計算能力，以Oracle RAC集群功能為基礎，既能完善機場虛擬技術，還能增強Oracle數據庫運行數據產品的能力，從而提高機場信息系統的運行能力。

3.1 Web服務器中云計算技術應用

將信息系統中出現的池化資源，利用云計算技術將該資源應用在信息管理工作中，并在VMware vSphere平臺數據中心基礎上，建立云計算設施結構。在VMware vSphere平臺數據中心中，通常由兩部分組成，一個是VMware ESXi，另一個是VMware vCenter，現階段應用較為廣泛的為VMware vSphere5.1版本。

在每臺物理服務器中配置不同功能的套件，以ESXi套件為例，該套件中包含管理服務器，運用不同的管理服務器，都應配置VMware vCenter vSphere5.1，以便增強信息系統的應用功能，保證信息系統內每個功能，都能通過管理軟件，部署和規劃信息數據。

虛擬機技術是云計算的核心技術，在物理主機上配置虛擬裝置，每個虛擬裝置具備硬件功能，根據硬件功能的操作系統狀態，為用戶提供豐富的信息服務，以便在不同操作系統下，都能自如的實施信息管理措施。虛擬機作為一個紐帶，連接計算機硬件和操作系統，在二者間利用物理資源進行訪問，使不同的虛擬機，按照管理指令和隔離指令，都能保證信息系統運行在安全穩定的環境中，并且虛擬機還能成為伸縮環境中配置的裝置，可建立具備伸縮功能的計算機系統程序，該程序既能增加虛擬機的連接數量，還能減少所占空間。

在云計算技術應用過程中，將千兆交換機作為傳輸數據的媒介，與磁盤陣列、應用服務器、管理服務器以及防火墻相互連接，從而完成云計算的一系列操作。

以VMware vMotion虛擬機為例，該虛擬機具備遷移功能，為用戶提供不中斷和不丟失服務，在物理主機遷移過程中，保證虛擬機的運行完整持續，不會通過暫停的方式，對信息系統進行維護和升級，減少成本的同時，還能提高系統的運行狀態。若硬件或者操作系統出現問題，VMware vMotion虛擬機會向VMware High Availability提供服務，避免系統內所有程序需要重啟進行故障維修。在系統內配置的監控群，一方面作為ESXi Server主機在不間斷監控下保持正常的運行狀態，另一方面有效處理系統運行出現的故障，避免對用戶使用信息系統造成不利的影響。

3.2 數據庫服務器中集群技術應用

在數據庫內會配置獨立的服務器，每個服務器相互協作會建立成一個系統，多個系統會組建一個集群。與對稱多處理器系統相比，集群具有的架構功能，會在系統內不斷擴大控制范圍，既能對出現的問題進行快速處理，恢復系統的運行功能，還能避免系統陷入到復雜的管理狀態中，提高系統的運行效率。在集群內應用Oracle數據庫，同時應用并行計算技術，使不同的服務器對數據信息進行共享，還能獲得對獨立數據庫的訪問權限，使系統架構具備可用性。靈活性以及可伸縮性，有效降低系統運行消耗的成本。此外使用Oracle RAC集群技術，顯著提升系統可用功能的同時，還具備以下特點：

（1）可保證多節點具備均衡負載的能力；

（2）縮短故障恢復的時間，為用戶提供不中斷的信息服務；

（3）使用低成本硬件，替換原有高價格的小型設備，以便降低裝置的維護成本；

（4）增強系統的擴展功能，尤其是對某個節點刪除或者添加過程中，使每個節點的硬件資源更加豐富。

信息系統實際運行期間，需要較多的應用服務器，按照云計算架構原理，對傳統的架構模式進行分析，在每個操作系統內，若配置一臺應用服務器，導致操作系統失去豐富的服務功能，并且只能具備單一的應用能力。在應用云計算技術過程中，一臺服務器主機可連接諸多的虛擬機，在增加虛擬機過程中，會衍生出不同的操作系統，每個操作系統內配置的硬件，都不會受到環境的干擾發生變化。配置不受干擾并且具備獨立運行能力的主機，在主機內使用不同的應用程序，傳統的模式需要設置較多的硬件主機，才能保證主機正常的運行，并且嚴重影響主機CPU的運行效率，無法充分發揮出主機的運行功能。現階段配置一臺主機，利用一臺服務器連接多個虛擬機，既能減少硬件主機的使用數量，有效控制運行成本，還能提高運行效率，增強主機的運行能力。如圖1所示。

圖1：智能化云技術助力機場信息化建設

在云計算技術應用過程中，利用虛擬技術和集群技術，對IT行業產生巨大的影響，使原有的IT技術具備上述功能，一方面會充分利用現有的資源，強化系統的運行效率，有效降低系統的維護成本，另一方面增強系統的穩定性，提高系統處理故障的能力，有助于系統快速恢復到原有的狀態。但是在應用新技術過程中，應對技術具備的功能進行分析，根據分析結果配置高性能的設備，以便在遇到突發故障時，系統會運用技術快速處理。使用新技術仍會出現問題，如原有的設備被替換掉，如何有效利用原有的設備，避免造成嚴重的浪費，需要對該問題進行深入的研究，使新技術在運行期間，既能有效控制運行成本，還能解決實際運行期間出現的資源浪費情況。

4 結語

綜上所述，在機場信息化建設過程中，應用云計算技術，需要根據機場實際情況，對原有的系統進行升級換代，同時研究和分析應用過程遇到的問題。在使用VMware 云計算技術和Oracle RAC集群技術時，民航機場信息系統應圍繞上述技術進行建設，以便建立符合實際使用情況的信息規劃架構，在集群和云計算技術相互配合下，有效提升民航信息系統處理信息的能力，尤其是在面對大量信息時，提高信息系統運行的穩定性，既能保證系統不會出現錯誤，還能減少系統配置的主機數量，有效控制系統的運行成本和維護成本，促進民航機場信息化建設快速發展，為我國民航機場運用云計算技術奠定堅實的基礎。