虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)的應(yīng)用

蔣歡

【摘 要】虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)中的應(yīng)用，為其通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全順利運(yùn)行以及各種信息的穩(wěn)定可靠傳輸提供了極大保障。目前，虛擬化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)各個領(lǐng)域內(nèi)。文章對虛擬化技術(shù)及其特點進(jìn)行了簡要概述，并進(jìn)一步探討了虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)中的具體應(yīng)用方面，以供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù)；通信基礎(chǔ)設(shè)施；虛擬處理器；操作系統(tǒng)

多核處理器技術(shù)的不斷進(jìn)步，促使通信企業(yè)開始轉(zhuǎn)變其編程思路，以充分發(fā)掘多核的各種作用。通信設(shè)備常常選用已通過優(yōu)化驗證且具有高度時序邏輯的專用軟件，不過將此類軟件移植到多核平臺的難度非常大。而英特爾虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，是通信企業(yè)不需要對現(xiàn)有軟件進(jìn)行修改，就能利用多核處理器來執(zhí)行多線程應(yīng)用，使移植方式更加方便。

一、虛擬化技術(shù)概述及其特點

虛擬化技術(shù)可在簡化軟件再次配置的同時，還能促使硬件容量的有效增加。在應(yīng)用虛擬化技術(shù)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)諸多操作系統(tǒng)在同一平臺中運(yùn)行的目的，同時各操作系統(tǒng)又在各自獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行，相互之間不會產(chǎn)生影響，所以大大提高了計算機(jī)的運(yùn)行效率。虛擬化技術(shù)與超線程技術(shù)和多任務(wù)技術(shù)存在很大差異，該技術(shù)可以創(chuàng)建更加優(yōu)越的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，從而促使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升[1]。從實質(zhì)上看，虛擬化技術(shù)屬于一種解決方案。在配置虛擬機(jī)監(jiān)控軟件后，就算僅有中央處理器可支持虛擬化技術(shù)，其性能也可超越完全不支持虛擬化技術(shù)的計算機(jī)系統(tǒng)。虛擬化技術(shù)在通信基礎(chǔ)設(shè)施中應(yīng)用，在很大程度上保證了通信企業(yè)管理工作的安全性。

虛擬化技術(shù)的特點如下：第一點，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用是內(nèi)核技術(shù)、分離技術(shù)以及非分離內(nèi)核處理技術(shù)的應(yīng)用的基礎(chǔ)，是通信企業(yè)開展管理工作的基本前提。第二點，該技術(shù)的應(yīng)用促使虛擬機(jī)監(jiān)控設(shè)計進(jìn)一步得到簡化，從而能夠合理控制分離技術(shù)中內(nèi)核與代碼間的誤差，為驗證方面分離技術(shù)的產(chǎn)生提供了極大可能，同時可作為通信設(shè)備應(yīng)用的理論支撐。第三點，應(yīng)用虛擬化技術(shù)后，可不再修改操作系統(tǒng)而直接進(jìn)行系統(tǒng)處理，將過去的線性方程控制流程進(jìn)一步簡化，全面改進(jìn)了處理器管理策略，提高了多個應(yīng)用程序同時運(yùn)行的可能性。第四點，通過虛擬化技術(shù)可直接對分配的設(shè)備進(jìn)行訪問，從而充分增強(qiáng)分配設(shè)備間的控制力度以及系統(tǒng)的安全程度。

二、虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)的應(yīng)用

（一）在單線程到多線程中的應(yīng)用

相比于其他技術(shù)，虛擬化技術(shù)能夠保證諸多操作系統(tǒng)的同時運(yùn)行，并且各操作系統(tǒng)中還能同時運(yùn)行不同程序。從實質(zhì)上看，這些操作系統(tǒng)都在同一虛擬處理器或主機(jī)上運(yùn)行。設(shè)備制造商能夠執(zhí)行單線程軟件的多個實例，各實例都在一個獨(dú)立的虛擬機(jī)內(nèi)被執(zhí)行，而各虛擬機(jī)負(fù)責(zé)對部分任務(wù)進(jìn)行處理，而虛擬處理器為虛擬機(jī)間負(fù)荷的分配提供相應(yīng)的軟件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

多核移植主要包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的多定位注冊以及擾動檢測系統(tǒng)間的負(fù)荷劃分。通信企業(yè)可在多核平臺中通過虛擬處理器對原先單線程應(yīng)用實例進(jìn)行整合，以免因多核架構(gòu)的利用而延長研發(fā)周期去修改代碼[2]。大部分通信設(shè)備的處理結(jié)構(gòu)包括管理層、控制層和數(shù)據(jù)層，各層都有自己獨(dú)有的處理要求，例如內(nèi)容反應(yīng)時間和寬帶要求，網(wǎng)絡(luò)輸入輸出的要求等。利用實時虛擬處理器和英特爾虛擬化技術(shù)，通信企業(yè)可在少量處理器件中對不同處理層進(jìn)行整合。如此就能在很大程度上促進(jìn)設(shè)備及其運(yùn)行成本，從而有效增強(qiáng)通信企業(yè)及其客戶的市場競爭力。

（二）在提高系統(tǒng)可用性中的應(yīng)用

通信系統(tǒng)對其自身可靠性有非常高的要求，必須能夠處理全部呼叫數(shù)量的近百分之百，這就類似于要求通信系統(tǒng)每年僅有不超過五分鐘的停機(jī)時間，同時還要進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備的維修系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的校正以及軟硬件的升級等。這些內(nèi)容大都涉及到軟件設(shè)計部分，目前也僅有部分高端通信系統(tǒng)才能達(dá)到如此高的可靠性。

英特爾虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，能夠大大提高通信系統(tǒng)的可用性，并且不需要傳統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)成本。很多可靠性問題都源自于通信軟件的定制特性，英特爾虛擬化技術(shù)能夠為通信系統(tǒng)各個層面提供軟件故障隔離。利用執(zhí)行軟件活動的實例或備用實例將其激活，各執(zhí)行軟件都在自身的虛擬機(jī)內(nèi)部。一旦有軟件故障發(fā)生，備用實例將繼續(xù)執(zhí)行實例，并將其設(shè)定為活動狀態(tài)，直至虛擬處理器重啟故障實例。在此基礎(chǔ)上，通信系統(tǒng)就可將冗余硬件保護(hù)消除，同時還能有效實現(xiàn)軟件的在線升級[3]。

（三）在服務(wù)器負(fù)荷遷移中的應(yīng)用

負(fù)荷遷移是虛擬化企業(yè)服務(wù)器的一個常見特性，在通信領(lǐng)域也應(yīng)用。比如，在實現(xiàn)話音互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸過程中，存在一個軟交換設(shè)備，對呼叫建立和呼叫管理等多個方面進(jìn)行處理。該設(shè)備有一個能力設(shè)置層，如果超出這個能力就得為其擴(kuò)大容量或換用新交換設(shè)備。但通過手工方式來配置新交換設(shè)備非常耗費(fèi)時間，英特爾虛擬化技術(shù)對該過程進(jìn)行了有效簡化，允許一個完整交換設(shè)備實例在兩個硬件平臺間進(jìn)行遷移。同時，還對網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充流程進(jìn)行了簡化，先在可控實驗室內(nèi)將全部配置做好，之后將配置投入到處于運(yùn)行狀態(tài)的交換設(shè)備中，從而將擴(kuò)容相關(guān)風(fēng)險有效避免或降低[4]。

（四）在面向通信的操作系統(tǒng)中的應(yīng)用

通信市場中存在較多定制的操作系統(tǒng)，在大部分情況下，只能利用特定的產(chǎn)品來開發(fā)這些操作系統(tǒng)，其維護(hù)性相對較差。而虛擬化技術(shù)可利用這種有價值的專用操作系統(tǒng)，并且可隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷演進(jìn)。英特爾虛擬化技術(shù)可提供專用操作系統(tǒng)的操作環(huán)境，來實現(xiàn)在流行或通用操作系統(tǒng)中進(jìn)行新的開發(fā)工作，并能提供專用的操作系統(tǒng)連接[5]。英特爾虛擬化技術(shù)為已有操作系統(tǒng)提供了遷移到高級硬件的技術(shù)，且不需要操作系統(tǒng)內(nèi)部的多處理器支持。它無需對操作系統(tǒng)進(jìn)行修改，也無需利用二進(jìn)制轉(zhuǎn)換來對相關(guān)性能進(jìn)行改善。所以，通信企業(yè)可利用專有技術(shù)來達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，進(jìn)而有效節(jié)約軟件開發(fā)以及重新驗證所需成本。

（五）在共享與分配輸入輸出端口設(shè)備中的應(yīng)用

通信市場要求軟硬件解決方案提供較高性能的輸入輸出端口。成本是通信企業(yè)開展設(shè)計活動的重要考慮因素，而獲得每瓦最大性能是所有設(shè)計活動的目標(biāo)。在虛擬化解決方案中，能夠提供訪問高性能輸入輸出端口的方式有兩種，也就是直接輸入輸出端口分配以及共享輸入輸出端口。

（六）在平臺分區(qū)中的應(yīng)用

為實現(xiàn)通訊目標(biāo)，通信系統(tǒng)設(shè)計人員在設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時常常存在一定矛盾，一般來講，設(shè)計人員鐘情于通用操作系統(tǒng)以及相關(guān)通用軟件，但該操作系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)性能無法滿足實際需要。而虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可將這個問題有效解決，設(shè)計人員可利用該技術(shù)創(chuàng)建一個分區(qū)，在其中運(yùn)行一個小內(nèi)核操作系統(tǒng)，以執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)應(yīng)用，提供直接訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時在另一個分區(qū)運(yùn)行通用操作系統(tǒng)，來執(zhí)行無需較高性能的應(yīng)用部分。大量實踐表明，在同樣的硬件和應(yīng)用環(huán)境下，同樣的通用操作系統(tǒng)中，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用使操作系統(tǒng)運(yùn)行性能大大提高。

三、結(jié)語

總之，虛擬化技術(shù)在通信企業(yè)中的應(yīng)用，有效指導(dǎo)了通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行。虛擬化技術(shù)良好的連續(xù)性和可用性有效指導(dǎo)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，并為各種系統(tǒng)相關(guān)問題的解決提供了優(yōu)秀技術(shù)支持。所以，通信企業(yè)技術(shù)人員必須對虛擬化技術(shù)及其特點有深刻認(rèn)知，并立足于通信系統(tǒng)的實際情況，針對各種系統(tǒng)問題，設(shè)計合理的解決方案。

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