浅析企业级私有云中的虚拟化实现

【摘要】随企业需要处理信息量的不断增加，在现有基础上构建基于私有云的信息管理模式是一种高效、低成本的解决方案，而虚拟化技术则是云管理系统的逻辑基础。本文以构建融合了地理信息系统和用户管理系统的云管理体系为例，分析了虚拟化在私有云系统中的重要性和实现方式。

【关键词】私有云；虚拟化；系统对接；信息管理

1.前言

继Google首席执行官Eric Schmidt在搜索引擎大会上首次提出云计算（Cloud Computing）的理念之后，云思想的应用领域得以迅速拓展，云存储即是其中一例。云存储是基于分布式系统、相关通信协议以及网格技术等相关基础技术将集群硬件存储设备有机的整合在一起的一种高效信息管理方式。根据部署方式和服务对象的不同，云存储可分为私有云、公有云和混合云三类[1]。对于单独运营的企业而言，有些数据是不便于或者不需要与公共网络共享的，所处理数据只在企业内部传输，在这种情况下，私有云不仅保证了信息的安全、可靠、可控，同时也降低了运行成本，是一种很好的解决方案。

云存储技术要涉及到大量的硬件设备和通信协议，而虚拟化（Virtualization）技术则很好的解决了硬件集群和繁杂的通信协议带来的信息传递和管理方面的问题，使得系统资源利用率和安全性得以维持在较高的水准。企业私有云的逻辑架构中，硬件的虚拟化层和应用程序的虚拟化层都是比不可少的[2]。虚拟层从逻辑的角度优化资源配置，提供的是系统内的抽象结构，属性和操作之间的差异得以消除。抽象之前的方式可访问抽象后的信息资源，使得信息共享不受逻辑配置的限制，可降低成本，提高系统利用率，使得信息服务更加的顺畅、高效。例如现有企业云服务器平台中的Windows Server 2008 R2就包含了可供创建虚拟服务器的Hyper-V功能模块[3，4]。

本文将通过中间虚拟化通信模块的开发，完成燃气管网地理分布信息系统和用户管理系统的云对接。改变因两个系统数据不一致而造成在地理信息系统界面上不能确定燃气用户分布的现状，同时通过中间件程序的调用，在用户系统中具备地理信息系统相应功能，完成两个系统的集成工作。并藉此分析虚拟化在私有云架构中的实现模式。

2.现有系统构架

随着企业信息化不断的推进，多数公司已经基本完成了信息系统的纵向整合，如一套财务系统，一套OA系统，为信息系统间的横向整合打好了基础。通过信息系统横向整合将打破不同部门不同专业间的信息壁垒，从而为企业快速决策，快速监控，快速反应提供技术支撑。本燃气公司所涉及的用户系统和GIS（Geographical Information System）系统是两个关键的系统，一直以来就有信息相互流动的需求，其横向整合具有非常的现实意义。基于此背景，本文将通过开发虚拟层的通信模块来整合地理分布系统和用户管理系统以实现私有云的建构。由于基于GIS的信息呈现具有界面友好、直观的特征，最近几年非常火热。各种基于GIS的信息系统如雨后春笋。但是在国内特别是在燃气供给行业，关于地理信息系统与用户系统整合的尝试较少，分析其原因主要是因为燃气企业信息化建设都比较早，因此用户系统和GIS系统分别建设，因此一方面数据格式不一致造成数据层面交流整合的障碍，另外一方面由于GIS系统支持的数据库的类型以及语言有限使得相互嵌入整合的难度提高。现行的用户管理系统的逻辑建构如图1所示。

图1 现行用户管理系统构架示意图

图1所示的系统中，服务器端主要是Sybase数据库，n个用Powerbuild开发的客户端依赖Sybase数据库进行存储交互。

而Arcgis系统的服务器端主要是以Oracle11g为基础构成的组件，其结构示意图如图2所示。其逻辑构架与图1所示系统是一致的。

图2 Arcgis系统构架示意图

传统模式下，单个的服务器承载有限的用户信息，因而要想在全局统筹客户信息，就需要在各个服务器之间建立信息通讯。现有的各子系统之间的信息交换模式如图3所示。

图3 传统模式下的系统交互方式示意图

图3所示的系统交互模式通常都是在系统层面进行交互，各自的的客户端从相关系统获得信息。我们也有相关的中间件JMS支持这种系统间的交互。但是在燃气集团的用户系统和GIS系统中，图形数据的存储从Oracle11g转移到Sybase本身就非常困难。另外，即使成功传输到Sybase系统，由于Arcgis并不支持Sybase数据库，那么必须重写Arcgis引擎才能很好的将图像呈现在用户系统中，顺利完成此项工程需要的人力投入和时间投入都非常巨大。从这个角度而言，革新系统交互传输模式势在必行。

3.基于私有云的交互实现方案

本文采用的整合系统的方案如图4所示。

图4 新型系统交互方案示意图

图4所示的交互系统中，用户系统和GIS使用C# Arcgis Engine类库进行开发，控件和用户系统间通过Windows系统的消息机制进行交互。这种方案的好处是可以充分的利用Arcgis Engine引擎，另外并不交互图形信息，因此开发周期和开发成本都比较低。该整合模式下实现的效果图如图5所示。

图5 新型交互模式下的实现效果图

该模式下，通过虚拟中间模块的建立，简化了系统内部信息共享的实现路径。以虚拟逻辑代替了实体设备，不仅有利于优化资源配置，更有利于提高工作效率。

4.应用实例

这里是我们目前实现的一个应用实例是可以从地图上框选小区，控件将框选的小区的信息送至用户系统并取出所选小区的操表员信息。点击分户表可以得到进一步的用户信息。一改以往特别是在停气时需要根据管线信息人工找出相关的小区和楼幢，再输入到用户系统内得到相关的用户信息的工作模式。节省了大量的人工时间，同时也明显的提高了效率。该系统的操作界面如图6所示。

图6 整合后的系统操作界面

由于该控件使用了Netframwork， Arcgis Engine，Oracle等多种客户端，其部署配置工作相当繁琐。为此我们使用了Vmware-thinapp的虚拟化技术，将之做成了一个不需要安装的单独文件，使得只需将该单独文件放到用户系统安装目录下即可实现模块间的交互功能，降低了部署复杂性，同时也节约了很多部署时间。

在部署应用方面，目前的应用程序虚拟化确实能给应用程序的部署和使用带来许多的便利，我们也考察了多种虚拟化的技术，如View+Thinapp，Citrix Xenapp等都能实现非常简单的应用程序安装部署，有的能方便的将应用程序延伸到手机终端，主要是考虑到费用的问题最终采用了Thinapp，由于涉及内容非常多不再累赘。数据一致性是系统整合不可避免的内容，没有一致的数据系统间不可能进行交互。但是数据的一致性校验是一项浩大的工作，比如说小区名称的不一致问题，这类都必须通过手工的方法将之统一，营业公司相关的人员在保证数据一致性上做了非常大量的工作。其中涉及到了楼幢数据光Arcgis一侧就有21962个，楼幢内的用户信息数据又是楼幢数据的几十倍到几百倍之巨，也就是说，该系统的顺利实现是需要大量的人力物力的投资的。

5.结论

基于云思想的企业级私有云信息管理模式具有广阔的发展和应用前景。本文尝试在传统系统交互模式的基础上，以新开发的虚拟化中间通信模块为基础，构建了全新的基于私有云的信息管理体系，实现了私有云管理体系中的虚拟层建构。虽然该体系的部署和应用需要投入大量人力物力，但应用后可明显的节约工作时间，提高工作效率。该体系的建立对同样需要处理大量信息的企业、单位具有借鉴意义。

参考文献

[1]曾赛峰,朱立谷,李强,等.企业级私有云中的虚拟化实现[J].计算机工程与应用,2010(46)36:70-73

[2]陈雄成.利用云技术搭建图书馆的私有云平台[J].新技术与新方法,2011(9):74-77

[3]马锦波.浅谈私有云的规划与实施[J].广西通信技术,2011(3):7-9

[4]刘菲,张波.浅谈中小企业私有云计算解决方案[J].硅谷,2010(14):25-29

作者简介：申屠旭辉（1983—），男，浙江东阳人，大学本科，助理工程师，研究方向：信息工程。