虚拟化技术在气象业务中的应用

温建伟

摘 要 近年来，虚拟技术不断发展，其在气象业务中的应用也受到学者的关注。虚拟化技术可以从根本上实现信息系统建设和管理的一体化，本文重点讲述了虚拟技术在气象业务的中应用及相关关键技术。希望本文的写作对同行有所帮助。

【关键词】气象业务 虚拟化 帮助 应用研究

系统拟化是一个广义的术语，该技术用于计算机方面即允许一台计算机上同时运行多个操作系统，扩大硬件容量，简化软件重新配置过程，如CPU虚拟化技术可实现单CPU模拟多CPU并行，一个平台同时运行多个操作系统，所有应用程序都能在相互独立空间内运行且互不影响，显著提高计算机工作效率。虚拟化又是一个抽象层，又能将物理硬件与操作系统分开，为计算机系统提高IT资源利用率和灵活性，同时允许每个不同操作系统都有自己的一套虚拟硬件如网卡、CPU等，并在这些硬件中加载操作系统和应用程序，而且操作系统均将这些物理硬件组件视作一组一致的标准化硬件。虚拟被机封在系统文件中，可快速对文件进行保存、复制和部署，实现几秒钟内就将整个计算机系统由一台物理服务器转移至另一台物理服务器，完成连续的工作负载整合及零停机维护。随着气象部门信息化建设的突破性发展，服务器数量不断增加，现有的信息系统构架普遍存在着应用于数据混杂现象，安全性差、资源配置及利用不合理、管理水平较低等问题严重。因此，部署一定规模的网络应用，加强气象信息化虚拟化技术建设应用日渐成为趋势，通过虚拟化技术不断提高资源利用，并根据用户业务需求变化快速灵活的进行资源配置。

1 应用虚拟化技术的重要意义

随着气象事业的发展，未来更多的气象业务需要更多的新技术来支撑，气象观测业务规模的不断扩大和业务量的增加，收集的数据量也日益增多，面临重新购置或对实体服务器进行升级现象，而且服务器数据中心能耗大，资源分配不合理，服务器托管空间费用等无疑加剧了气象信息系统硬件资源和运行经费成本等开销。而且，当前气象部门机房中堆满了不同时期采购的不同基础设施，缺乏系统的规划，还停留在手工管理基础上，管理工作量大，气象信息中心基础设施复杂，使得难以实现统一自动化管理，服务保障水平低，信息中心的应用还采用单独的服务器部署，服务器数量多但每台服务器利用率不高，一出现问题就可能导致整个应用瘫痪，且服务器单点故障多，管理员整日忙碌于安装、维修等机械管理工作，很多时候仍无法及时处理故障，这种低服务保障水平严重阻碍着气象业务等工作的正常开展。一些利用率很低的独立服务器因无法投入其他应用造成大量资源闲置，同时，由于大量气象业务数量的增加，又使得原本软硬件资源就分配不合理的现有网络资源产生了巨大压力。引进虚拟化技术后，虚拟化技术快速验证、部署和应用，提高了现有资源的利用率，节约了网络端口，节省了一部分网络中心网络设备的投入，延长旧有操作系统和硬件的使用寿命，能在混合软件环境中简化物理基础设施进而节约成本开支，同时在简化系统管理、使动态载荷平衡、服务器中断最小化的恢复故障、实现服务器整合等方面有了明显突出的改善。

2 气象信息系统中虚拟化技术的应用

2.1 系统软件开发

气象信息技术人员在对软件项目开发时，至少应需要一台或两台以上的服务器进行软件开发平台和测试环境的搭建，业务经费难以承受购买那么多昂贵服务器进行测试，虚拟化技术可以满足项目开发需求，利用一台物理计算机模拟出一台或多台虚拟计算机，这些虚拟机可安装操作系统、应用程序和访问网络资源等，也就是说由一台物理服务器上搭建多个操作系统来实现技术需求，或是搭建一个虚拟局域网来完成测试。

2.2 服务器拆分、整合、迁移

对服务器进行拆分整合迁移，是虚拟化技术有效提高资源利用率的应用。对于一台服务性能较高但工作负荷小的服务器，可运用虚拟化技术将其拆分为逻辑上的多台服务器供多个用户使用，这样就使这台计算机的大量资源得到了充分有效利用；而且，进行拆分后多个业务系统运行于一台物理服务器上，减少了机房占用空间，还能节约机房服务器耗电量，降低热量释放，减轻机房空调等运行压力；信息中心技术管理人员管理、维护工作量下降，有充裕的时间管理有限的几台服务器，使服务器24h正常运转有了可靠技术保障。利用虚拟整合技术，可将大量性能一般的计算机整合为一台高性能计算机，满足综合观测资料的快速循环同化、快速滚动短时临近预报和精细化分区预警、高时空分辨率的要素预报以及客观化的短期气候预测等业务的开展，需求，解决了资金不足不能及时购置高性能服务器的难题。利用虚拟化技术，还可按照各部门所需资源，把信息中心一台逻辑服务器上进行虚拟分区，将一部分闲置资源动态的加入另一台逻辑服务器中，提高另一台计算机性能，从而使资源得到更合理的分配，提高每台服务器利用率。而且虚拟环境还能在单台服务器上部署多个应用，每个应用都能安全隔離，实现了对多用户环境下数据安全性的保障。

2.3 系统灾难性故障恢复

虚拟机的环境和被保护服务器环境是完全一样的，如果信息中心主服务器受故障或其他损坏影响而停止工作，就可以利用这一作用启动和主服务器同步并做备份的虚拟主机临时作为主服务器对外提供服务，直接发送通知或邮件到管理员移动终端；一旦主服务器恢复正常，这些临时客串主服务器的虚拟机上的操作系统、应用程序、数据库及其他相关数据都会自动迁移回原来的主服务器上。这一系列应对过程都是虚拟化技术灾备解决方案带来的，最大限度的减少了服务器停机时间和数据丢失量，而且整个过程用户都不会觉察到曾出现业务中断的现象。物理服务器被修复后，在灾备系统里运行的操作也就是灾备系统中虚拟机重新迁移回物理服务器的过程，只需管理人员轻松点击几次鼠标即可完成这些操作。

3 结束语

虚拟化技术在气象信息系统中的应用：

（1）可优化机房网络设备和系统性能，调整资源合理有效利用，节约机房经费和耗能；

（2）能解决多系统共存和隔离问题，保障各部门数据安全性。

面对现代气象事业迅速发展的需求，气象信息系统原有的建设模式已逐渐被虚拟化技术替代，这种技术优势在使用过程中已得到了业界的广泛认可，随着气象信息系统的规模发展和虚拟化技术的不断成熟完善，会越来越多的推广应用于气象信息系统中。气象信息中心管理人员要熟练掌握虚拟化技术，学会灵活运用虚拟化软件，充分发挥其在气象信息系统中的有效作用，提高气象信息系统服务保障水平。

参考文献

[1]袁志福，关晓军，郭彩莲.虚拟化技术在气象信息系统中的应用[J].青海气象，2009（04）.

[2]成凯.透视虚拟化技术[J].软件世界，2007（11）.

作者单位

内蒙古自治区气象信息中心 内蒙古自治区呼和浩特市 010051