虛擬化技術在油田通信系統(tǒng)中的應用

宜賓職業(yè)技術學院

虛擬化技術在油田通信系統(tǒng)中的應用

屈珣 張煥國 李瑋宜賓職業(yè)技術學院

虛擬化技術可以創(chuàng)造一個全新的IT工作環(huán)境，簡化軟件的重新配置流程，而且可將硬件容量擴大。利用虛擬化技術可以提高通信系統(tǒng)服務器的利用率，簡化系統(tǒng)管理，增強油田通信系統(tǒng)及時性、高效性。吐哈油田信息管理中心引進虛擬化技術整合存儲設備后，信息數(shù)據(jù)基于存儲虛擬化進行數(shù)據(jù)復制，而且還開發(fā)了異地容災數(shù)據(jù)恢復技術，避免因油田信息數(shù)據(jù)的丟失而影響正常的生產(chǎn)工作，值得在油田通信信息數(shù)據(jù)方面應用。大慶油田有限責任公司在引進虛擬化技術設備后，IT投入成本和服務器數(shù)量均有了大幅的減少，虛擬化技術大幅地提高了服務器利用率，信息數(shù)據(jù)安全性進一步加強，而且簡化高效的服務器更加便于管理和維護。

虛擬化技術；通信系統(tǒng)；數(shù)據(jù)；管理

計算機技術在石油行業(yè)中的應用比較早，高性能計算機在我國油田通信中的應用已經(jīng)十分廣泛。目前，虛擬化技術在油田通信系統(tǒng)中有了進一步的發(fā)展，利用虛擬化技術可以提高通信系統(tǒng)服務器的利用率，簡化系統(tǒng)管理，增強油田通信系統(tǒng)及時性、高效性，提高資源的利用率，在日常工作中，可保證信息的穩(wěn)定傳輸，有效地監(jiān)控和整理更多的信息，更好的為油田通信系統(tǒng)服務。

1 虛擬化技術

虛擬化技術可以創(chuàng)造一個全新的IT工作環(huán)境，簡化軟件的重新配置流程，而且可將硬件容量擴大。該技術不僅可以將多個操作系統(tǒng)在一個平臺上同時運行，還可以把數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡、硬件、軟件、存儲隔離開來，在相互獨立的空間內(nèi)工作，互不干撓，協(xié)調(diào)運行[1]，因此計算機的工作效率得到顯著提高。虛擬化技術的應用，即使只有CPU支持的情況，其各方面的性能也比不支持虛擬化技術的系統(tǒng)便捷高效。目前的虛擬化技術分區(qū)情況如圖1所示。

圖1 虛擬化技術分區(qū)

2 虛擬化技術應用的可行性

20世紀60年代，虛擬化技術第一次被提出，隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，多核處理器的橫空出世，給計算機帶來了一次新的革命。計算機存儲與高效管理需要服務器虛擬化技術的發(fā)展，虛擬化技術就是一種綠色IT技術，具有成熟性、可靠性和安全性三大特點。

在油田通信系統(tǒng)中信息傳輸主要表現(xiàn)為單次數(shù)據(jù)量比較多的連接傳輸，將虛擬化技術應用到油田信息中心計算機上，可以保證系統(tǒng)的運行和維護；同時油田信息中心計算機機房對環(huán)境條件和技術支持的高要求，完全有條件保證部署虛擬化技術。利用虛擬化技術為信息傳輸服務，可以避免敏感數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)被外界人員惡意篡改或竊取，具備為DNS解析等關鍵系統(tǒng)提供全方位、多層次的保護。

通過虛擬化技術可將計算機硬件資源劃分為多個運行環(huán)境，這樣一來，計算機的數(shù)據(jù)可以部分共享，可將原來只能放在多個計算機上的應用程序，一起整合置于一臺計算機上運行，而且還不會相互影響，充分利用IT環(huán)境。

應用程序虛擬化，即在服務器端安裝所有的應用程序，避免了應用程序復雜、難以運行的問題，其工作原理如圖2所示。

通過身份驗證，用戶就可以將數(shù)據(jù)傳送給客戶。虛擬化技術可為分離內(nèi)核與非分離內(nèi)核提供環(huán)形空間以進行隔離。虛擬化簡化VMM設計技術可將多個單線程的軟件移植到具備多核處理器的計算機上，與SMP05不同，多個程序可同時運行，用戶選用方便。

圖2 應用程序虛擬化工作原理

3 在通信系統(tǒng)中的應用

在計算機上配置虛擬化技術，可以將多個操作系統(tǒng)置于同一個IT環(huán)境下，同時運行而不受到干擾，能滿足單線程軟件多個實例的執(zhí)行，并且每個實例都有一個單獨的VM，每一個VM都會配置相應的軟件基礎環(huán)境，VM之間單獨實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)一部分功能[2]。將VM和IntelVT聯(lián)合使用，可以將不同類型層次的信息整合在一個或者較少的處理器上運行，并且能夠滿足不同層次的信息對軟件的要求（例如帶寬速度、內(nèi)存反應時間以及數(shù)字網(wǎng)絡1/0的要求）。是否配置虛擬化技術和非虛擬化技術環(huán)境，對計算機處理功能有很大的差別。

3.1 在吐哈油田中的應用

吐哈油田信息管理中心引進虛擬化技術并整合存儲設備后，信息數(shù)據(jù)基于存儲虛擬化進行數(shù)據(jù)復制，而且還開發(fā)了異地容災數(shù)據(jù)恢復技術，根據(jù)吐哈油田數(shù)據(jù)管理情況，建立了一套適合于鄯善←→哈密信息數(shù)據(jù)整合管理的異地容災體系，從而達到將吐哈油田重要信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)異地存儲備份的目的。一旦信息庫發(fā)生非法介入、盜取或者毀滅情況時，安裝的容災系統(tǒng)可直接啟用災備指令，從而保護好信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這時需要重新安裝服務器，將容災中心暫時緩存的信息數(shù)據(jù)快速地復制到新的應用程序系統(tǒng)中，即可隨時被油田管理者調(diào)用查詢。虛擬化技術在通信信息數(shù)據(jù)方面的應用，可在發(fā)生一些意外的災害時，及時地備份好信息數(shù)據(jù)，快速地恢復油田各種生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)資料，避免因油田信息數(shù)據(jù)的丟失而影響正常的生產(chǎn)工作，值得推廣應用[3]。

3.2 在大慶油田通信管理系統(tǒng)的應用

據(jù)調(diào)研資料顯示，大慶油田有限責任公司在引進虛擬化技術設備后，IT投入成本和服務器數(shù)量均有了大幅的減少，虛擬化技術大幅地提高了服務器利用率，信息數(shù)據(jù)安全性進一步加強，而且簡化高效的服務器更加便于管理和維護，具體取得的成效如下。

（1）服務器數(shù)量與電力消耗雙降。應用虛擬化技術后，信息數(shù)據(jù)管理中心的物理服務器數(shù)量減少為2臺，直接配置應用系統(tǒng)的平均值為60%；原先是5臺，原配置應用系統(tǒng)的平均值為30%。在服務器數(shù)量減少的情況下，利用率得到了大幅的提升，并且用于服務器的電力消耗減少了55%。這充分說明了應用虛擬化技術能改善系統(tǒng)配置臃腫，簡化并精化應用系統(tǒng)，提高環(huán)境內(nèi)各種應用程序的性能和利用率。

（2）精簡化的程序，便于管理整合。大慶油田通過引進虛擬化服務器，信息門戶應用得到實質(zhì)的簡化，利用少量的硬件服務器即可維護信息門戶網(wǎng)站系統(tǒng)的日常工作，同時簡化了公司IT管理人員工作量。例如MicrosoftSystemCenterVirtualMachineManager2008，它在簡化門戶網(wǎng)站信息應用程序的同時，將虛擬化環(huán)境配置利用率大幅提升，以后如果工作需要，還可以添加更多的資源，添加的過程非常簡單、便捷，所需的工作負載也會隨之改變，快速達到適應環(huán)境要求的目的，使流動性資源、負荷能相互分配與適應。

[1]王東升．服務器虛擬技術在油田企業(yè)信息化建設中的應用[J]．油氣田地面工程，2013，32（7）：120-121.

[2]王中國，徐明，李隆球，等．基于電力線載波通信技術的油田井下設備通信系統(tǒng)[J]．東北石油大學學報，2012，36（5）：105-110.

[3]馮明濤．虛擬化技術淺談[J]．油氣田地面工程，2010，29（9）：86-87.

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.040