淺析自動(dòng)售檢票系統(tǒng)服務(wù)器的虛擬化

蘇崇斌

摘要：自動(dòng)售檢票系統(tǒng)是一個(gè)集合了多個(gè)子系統(tǒng)、服務(wù)器以及設(shè)備終端的大型系統(tǒng)，其運(yùn)行具有一定的綜合性和復(fù)雜性，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，利用相關(guān)軟件對(duì)服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中央、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件的部分虛擬化非常重要，通過(guò)分離與更新硬件設(shè)備，可以顯著改善其性能，降低故障發(fā)生的概率，從而保證服務(wù)器正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)售檢票系統(tǒng)；服務(wù)器；虛擬化

在城市交通體系中，自動(dòng)售檢票系統(tǒng)依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通售票、檢票、統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)以及結(jié)算過(guò)程的自動(dòng)化管理的系統(tǒng)。隨著城市化水平的不斷提高，城市人口數(shù)量不斷上升，軌道交通每天承載的客流量也在增加，人們對(duì)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的安全性、可靠性提出了更高的要求，不僅要求能夠準(zhǔn)確的到達(dá)目的地，同時(shí)還需要更快完成售票和檢票的流程，提高服務(wù)效率。雖然自動(dòng)售檢票系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息能夠?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)營(yíng)管理商的決策提供依據(jù)，但是當(dāng)前某市的軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)服務(wù)器存在較多的問(wèn)題，總體資源的使用效率不高，系統(tǒng)的服務(wù)性能不強(qiáng)等。本文基于某市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中央服務(wù)器中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，并提出虛擬化的解決方案，以便于城市交通更好地為人民服務(wù)，獲得更大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

1.軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中的不足

某市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)當(dāng)前存在的問(wèn)題主要有：運(yùn)行中出現(xiàn)單點(diǎn)故障，實(shí)際的可用性較低，難以滿足365天全天候的不間斷運(yùn)行，出現(xiàn)故障的可能性較高，盡管使用雙機(jī)設(shè)備能夠有效的改善單點(diǎn)故障，但是配置和運(yùn)行成本都很高；進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)、更新以及升級(jí)期間需要停機(jī)服務(wù)，導(dǎo)致應(yīng)用中斷現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)發(fā)生遷移會(huì)對(duì)正常業(yè)務(wù)造成影響，成本高、兼容性差；服務(wù)器出現(xiàn)異常停機(jī)之后，恢復(fù)過(guò)程較長(zhǎng)影響自動(dòng)售檢票業(yè)務(wù)的正常開展；自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境與平臺(tái)同真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境有著較大的差異，要找到問(wèn)題發(fā)生的關(guān)鍵較為困難；隨著人們出行頻率的增加，軌道交通的客流量越來(lái)越大，系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和高效性的要求越來(lái)越高。

2.自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的虛擬化

2.1虛擬化關(guān)鍵技術(shù)

虛擬化技術(shù)指的是在計(jì)算機(jī)的主機(jī)操作系統(tǒng)或者硬件上插入一個(gè)通過(guò)精簡(jiǎn)之后的軟件層，其包含一個(gè)以透明方式和動(dòng)態(tài)方式實(shí)現(xiàn)硬件資源分配的虛擬機(jī)監(jiān)視器，通常將其稱作管理程序，讓單臺(tái)服務(wù)器可以同時(shí)滿足多個(gè)操作系統(tǒng)的運(yùn)行，相互能夠共享硬件資源。在城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中，通過(guò)虛擬化擴(kuò)展到幾十甚至數(shù)百臺(tái)的互聯(lián)服務(wù)器與設(shè)備中，就能夠構(gòu)建出一個(gè)相對(duì)完整的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)。

圖1 虛擬化技術(shù)

與傳統(tǒng)一臺(tái)服務(wù)器使用一個(gè)應(yīng)用程序的模式不同，通過(guò)應(yīng)用虛擬化軟件能夠顯著改善基礎(chǔ)設(shè)備與應(yīng)用程序的可用性，提高其利用效率。傳統(tǒng)模式中，資源不能夠充分的共享和利用，某些典型的資源利用率甚至不到15%，但是服務(wù)器的管理工作需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，設(shè)備系統(tǒng)的創(chuàng)新往往被忽視。同時(shí)，在虛擬化之前，軟件和硬件必須相互結(jié)合，一臺(tái)設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)單一操作系統(tǒng)的運(yùn)行，數(shù)據(jù)處理的效率不高。但是基于虛擬架構(gòu)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)中心增加虛擬化層，能夠做到快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，隨時(shí)都能夠?qū)Y源和程序進(jìn)行分配，明顯提高計(jì)算機(jī)的可用性，節(jié)約大量的IT總成本。

2.2虛擬化方案的設(shè)計(jì)

首先是硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，某市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)使用的服務(wù)器時(shí)間較長(zhǎng)，其性能難以適應(yīng)不斷增加的客流量以及軌道交通的日常管理需要，在虛擬化過(guò)程中，選擇使用新型的DL380 G6服務(wù)器，其性能相對(duì)而言更好，能夠支持虛擬機(jī)的應(yīng)用。該服務(wù)器的設(shè)計(jì)非?？煽?，機(jī)架服務(wù)器的用途較為廣泛，在滿足部署需求的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)量龐大且頻率較高的計(jì)算。

虛擬化方案設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，首先是車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的虛擬化方案設(shè)計(jì)，基于服務(wù)器性能而言，DL380 G6服務(wù)器能夠很好的適應(yīng)硬件兼容性列表的要求，在新的服務(wù)器中配置好虛擬架構(gòu)套件，將軌道交通車站計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)遷移到新服務(wù)器的虛擬機(jī)中。通過(guò)VMware converter將實(shí)體設(shè)備轉(zhuǎn)換成為虛擬機(jī)中的文件，然后將轉(zhuǎn)換之后的文件放在DL380 G6服務(wù)器中運(yùn)行，保持原來(lái)的Windows操作系統(tǒng)中的配置文件參數(shù)、程序的配置參數(shù)以及注冊(cè)表等信息不變，與實(shí)體機(jī)中的相同。

通過(guò)該方案實(shí)現(xiàn)軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)服務(wù)器的虛擬化升級(jí)，具有很大的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)平滑遷移意味著不需要對(duì)原來(lái)的操作系統(tǒng)進(jìn)行更換或是對(duì)配置參數(shù)實(shí)施改變，也不需要再次對(duì)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)軟件跟數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行重新配置；有效地減少服務(wù)器出現(xiàn)計(jì)劃外的停機(jī)或者IT服務(wù)中斷，提高業(yè)務(wù)操作的動(dòng)態(tài)連續(xù)性，此外，在虛擬化IT環(huán)境中，除了能夠提供經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的服務(wù)外，還能夠保證其高可用性；對(duì)原來(lái)的硬件與操作系統(tǒng)實(shí)施投資保護(hù)，不需要擔(dān)心其兼容性，或者更新升級(jí)等操作；如果之后系統(tǒng)中的硬件設(shè)備需要再次升級(jí)，無(wú)需擔(dān)心自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的升級(jí)工作，只需要對(duì)文件資料進(jìn)行拷貝，工作非常簡(jiǎn)單；最后，還可以提高系統(tǒng)備份的恢復(fù)效率，將整個(gè)軌道交通車站的服務(wù)器作為一個(gè)文件進(jìn)行整體備份，相較于傳統(tǒng)一個(gè)文件、一個(gè)部分地進(jìn)行備份更加簡(jiǎn)單、有效。在備份的過(guò)程中，將虛擬機(jī)文件復(fù)制到任意的存儲(chǔ)設(shè)備中，如移動(dòng)硬盤、磁帶機(jī)等，在恢復(fù)備份期間對(duì)其進(jìn)行復(fù)制，只需要計(jì)算機(jī)中安裝有VMware vsphere，無(wú)需擔(dān)心備份文件和硬件之間的兼容性問(wèn)題。傳統(tǒng)的車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)方案需要至少幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間才能夠?qū)崿F(xiàn)，而通過(guò)虛擬化之后只需要幾分鐘甚至更少的時(shí)間就能夠完成。

圖2 車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)器的虛擬化

其次是中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的虛擬化方案，當(dāng)前某市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中的中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由三臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器，和一套集群數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成。對(duì)其實(shí)施虛擬化設(shè)計(jì)的步驟為：將中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中全部服務(wù)器進(jìn)行P2V處理，隨后實(shí)現(xiàn)虛擬化；然后在系統(tǒng)中增加一個(gè)IP SAN磁盤陣列以及兩臺(tái)以上的服務(wù)器，但是對(duì)該服務(wù)器的要求較高，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全部服務(wù)器的虛擬化，通過(guò)P2V能夠?qū)S、MS、CC-DC等服務(wù)都轉(zhuǎn)換成為虛擬機(jī)，在IP SAN磁盤陣列中存儲(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在不同的VMware中運(yùn)行。

在未來(lái)的發(fā)展歷程中，虛擬化將成為實(shí)現(xiàn)IT轉(zhuǎn)型過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更是云計(jì)算的基本技術(shù)之一，軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的虛擬化服務(wù)器架構(gòu)由虛擬化技術(shù)與云計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成，通過(guò)虛擬化的流程，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的硬件與軟件分離，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用則能夠改變傳統(tǒng)的工作方式，讓自動(dòng)售檢票系統(tǒng)服務(wù)器工作人員能夠?qū)Ｗ⒂谔峁└玫姆?wù)。因此，云計(jì)算技術(shù)必然是虛擬化的，而虛擬化技術(shù)為云計(jì)算技術(shù)提供理論與實(shí)踐基礎(chǔ)，在虛擬化的服務(wù)平臺(tái)中，由虛擬機(jī)所組成的硬件平臺(tái)能夠?yàn)檐浖拥墓ぷ魈峁┗A(chǔ)服務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，某市的軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)服務(wù)器中存在的問(wèn)題較多，影響到軌道交通的運(yùn)行效率，本文提出虛擬化的解決策略，基于虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建基本服務(wù)架構(gòu)，然后實(shí)施車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的虛擬化和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的虛擬化，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

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