利用虛擬化技術(shù)搭建快遞信息實訓環(huán)境

胡霞 王帆 趙玉洲

摘要：為實現(xiàn)快遞信息實訓類課程與企業(yè)信息系統(tǒng)運行的無縫對接，必須搭建高效適用的信息實訓環(huán)境。本文分析了搭建此類實訓環(huán)境的難點問題，提出了利用底層虛擬化技術(shù)解決此類問題的方案，并闡述了該方案的基本部署過程及其優(yōu)缺點。

Abstract： In order to realize the seamless connection between the delivery information training courses and the operation of the enterprise information system， we must set up an efficient and applicable information training environment. This paper analyzes the difficulties in building such a practical training environment， and puts forward the solution of this problem by using virtualization technology， and expounds the basic deployment process and its advantages and disadvantages of the program.

關(guān)鍵詞：虛擬化;快遞專業(yè);校企無縫對接;實訓室建設(shè)

Key words： virtualization;express specialty;school enterprise seamless connection;construction of the training room

中圖分類號：G482 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）30-0207-02

1 ?背景介紹

石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學院隸屬中國郵政集團公司，是國內(nèi)唯一培養(yǎng)郵政專門人才的高等院校。學院始終堅持“支撐郵政、服務(wù)通信、貢獻社會”的辦學宗旨，為中國郵政通信事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)了大批實用優(yōu)秀人才。

依托行業(yè)辦學的優(yōu)勢，經(jīng)河北省教育廳批準，石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學院自2007年正式招收物流管理（速遞服務(wù)與管理方向）專業(yè)學生，面向快遞業(yè)培養(yǎng)專門人才。8年來，一直致力于該領(lǐng)域的研究，根據(jù)快遞專業(yè)人才的職業(yè)能力要求，不斷探索探索和創(chuàng)新，最后形成了一批一批的科研成果。

在信息實訓環(huán)境建設(shè)方面，學院2010年投入了8萬元，建設(shè)了速遞職業(yè)技能鑒定實訓室;2011年投入90萬元，建設(shè)了速遞信息處理實訓室，引進與速遞企業(yè)完全一致的速遞生產(chǎn)作業(yè)信息系統(tǒng);2012年投入12萬元，補充2臺HP DL580服務(wù)器，下一步將引進更多的速遞企業(yè)信息系統(tǒng)。

為了使人才培養(yǎng)與企業(yè)需求實現(xiàn)無縫對接，學院的實訓軟件大多采用郵政企業(yè)同版的軟件，換句話說就是學生在實訓中練習的軟件與郵政企業(yè)實際所用的軟件是一致的。除此之外，信息實訓室還力爭再現(xiàn)工作場景中必備的設(shè)備，例如條碼掃描槍、電子稱、業(yè)務(wù)單式打印機、袋牌打印機等。有了這樣的實訓環(huán)境，學生們能夠盡早接觸到實際工作中的操作環(huán)境，課程設(shè)計也可以參照實際工作情境安排項目，并按照實際的考核指標對學生的表現(xiàn)進行考核。如果配合實物實訓室，能夠組織更多的實訓項目，使學生有更多的機會在這樣的環(huán)境中接受鍛煉和實踐。

在搭建信息實訓環(huán)境時有一個難點：中國郵政集團公司所用的系統(tǒng)種類多樣，有些系統(tǒng)需要模擬多個城市之間的寄遞關(guān)系，因此需要搭建分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。例如“郵政速遞生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)”（簡稱“生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)”）就是一個典型的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，每個“城市”需要配置一臺服務(wù)器，各個“城市”間根據(jù)快件的實體流向進行數(shù)據(jù)傳輸。想把生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)搬到實訓室建立一個實訓環(huán)境需要至少模擬三個城市，也就是需要至少三臺服務(wù)器，如圖1所示。其中包括一臺中心服務(wù)器，負責處理全國匯總的信息;還包括兩臺站點服務(wù)器，處理所在地區(qū)的數(shù)據(jù)。三臺服務(wù)器之間彼此互通，加上“本地”的終端機，形成一個簡單的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。

與生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的環(huán)境需求相比，速遞信息處理實訓室的服務(wù)器資源明顯不足，如果申請購置足夠的服務(wù)器，必然面臨巨大的預算壓力，服務(wù)器也很難在短期內(nèi)到位;另一方面，在實訓環(huán)境中所需的數(shù)據(jù)量比實際生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)量要小的多，而且服務(wù)器只需要在實訓時打開，用三臺服務(wù)器會造成巨大的浪費。為了解決該問題，決定采用底層虛擬化技術(shù)在一臺計算機上做出三臺虛擬服務(wù)器。

2 ?確定方案

虛擬化技術(shù)可以在同一臺服務(wù)器上同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上。虛擬化可以將IT環(huán)境改造成為更加強大、更具彈性、更富有活力的架構(gòu)。通過把多個操作系統(tǒng)整合到一臺高性能服務(wù)器上，最大化利用硬件平臺的所有資源，用更少的投入實現(xiàn)更多的應(yīng)用，還可以簡化IT架構(gòu)，降低管理資源的難度，避免IT架構(gòu)的非必要擴張。在研究了虛擬化技術(shù)后，得出了兩種解決方案。

方案一：采用虛擬機的形式搭建生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的實訓環(huán)境是解決該問題的最佳途徑。傳統(tǒng)的虛擬機，例如VMware工作站虛擬機是一個在Windows或Linux計算機上運行的應(yīng)用程序，它可以模擬一個基于x86的標準PC環(huán)境。這個環(huán)境和真實的計算機一樣，都有芯片組、CPU、內(nèi)存、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等設(shè)備，提供這個應(yīng)用程序的窗口就是虛擬機的顯示器。

然而，使用VMware工作站至少需要在Windows物理操作系統(tǒng)上虛擬出兩個Windows虛擬機才能滿足生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的要求（如圖2），這必然使得操作系統(tǒng)在性能上比直接安裝在硬盤上的系統(tǒng)低不少;另一方面生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)需要三臺虛擬機分配不同的IP地址并且要求三臺虛擬機之間能夠互相通信，并且要求局域網(wǎng)內(nèi)的學生機能夠輕松訪問到每臺虛擬機，這在VMware工作站上部署起來比較困難。因此，有必要尋找更合適的虛擬化方案。

方案二：VMware公司的另外一款產(chǎn)品可以直接在裸服務(wù)器上進行底層虛擬化，搭建出虛擬化平臺，然后可以在這個平臺上建立多個虛擬機（如圖3）。虛擬機之間彼此獨立，直接運行在底層虛擬平臺上，系統(tǒng)負荷小;同時底層平臺和各個虛擬機都分配有不同的IP地址，虛擬機之間可以進行通信，局域網(wǎng)內(nèi)的學生機訪問虛擬機也毫不費力。

在VMware的多款產(chǎn)品中，VMware ESXi Server是刪減了部分ESX Server功能之后提供的免費版本，能夠進行底層虛擬化，因此是解決此類問題的首選。

VMware ESXi是業(yè)界第一款集成到服務(wù)器硬件的精簡虛擬機管理程序。它可以直接安裝在服務(wù)器上，不需要底層操作系統(tǒng)的支持，因此可以充分發(fā)揮硬件性能，而且虛擬機不會受到底層物理操作系統(tǒng)的影響。

3 ?環(huán)境部署

VMware ESXi的安裝過程比較簡單，在官網(wǎng)進行簡單注冊就可以免費使用。將下載的鏡像刻錄成光盤，在服務(wù)器邏輯上按照提示進行安裝。安裝之后需要為該虛擬平臺設(shè)置IP地址。

在搭建好的底層虛擬平臺上，通過控制機可以直接新建虛擬機。此時既可以用光盤安裝系統(tǒng)，也可以用鏡像安裝系統(tǒng)，甚至在做好一個系統(tǒng)后可以進行克隆。在生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的環(huán)境部署過程中，首先利用鏡像安裝了兩個系統(tǒng)并進行個性化配置，又利用系統(tǒng)克隆功能將杭州站的虛擬機進行克隆，經(jīng)過簡單的修改即可完成武漢站點服務(wù)器的建立。為三個虛擬機配置不同的IP地址后，經(jīng)過測試三個虛擬機彼此能夠通信，學生機也能夠聯(lián)通虛擬機，表明已經(jīng)成功完成環(huán)境部署。

除生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)外，營收管理系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)等實訓軟件也陸續(xù)通過新增虛擬機完成了環(huán)境部署，并投入使用。

4 ?優(yōu)缺點

利用VMware ESXi建立的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實訓環(huán)境具有明顯的優(yōu)勢：首先，它能夠充分地利用現(xiàn)有的硬件資源，減少對硬件資源的浪費;其次，能夠避免購買過多的服務(wù)器，為學校節(jié)省大量的硬件成本;同時，它能夠縮短環(huán)境部署的時間，利用克隆技術(shù)能夠省去逐個配置服務(wù)器的瑣碎工作;另外，這種模式下的實訓環(huán)境具有很強的可擴展性和柔性，如果需要更多站點或者新增其他實訓系統(tǒng)，也只需要新增虛擬機就能實現(xiàn);最后，通過建立快照，能夠非常方便地對虛擬機進行還原。

然而該模式也存在一定的不便，例如復制文件比較困難，虛擬機對USB設(shè)備的識別能力有限，通常情況下需要將文件制作成鏡像才能復制到虛擬機中;此外，虛擬機的開關(guān)機操作和其他控制操作都需要另外一臺計算機來完成，這也會讓管理者感覺有些不適應(yīng)。不過這些缺點相對其優(yōu)點來說就顯得微不足道了。

5 ?實施效果

通過虛擬化技術(shù)搭建的快遞信息實訓環(huán)境為師生提供了廣闊的設(shè)計空間，多位專業(yè)教師在信息實訓室中設(shè)計了許多的實訓項目，再結(jié)合速遞手工實訓室的練習讓學生獲得全方位的訓練。除此之外，學生們還能獲得其他方面的收獲。比如在生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)實訓時，學生按照三個站點進行分組，分工協(xié)作。能夠從中體會到全網(wǎng)信息系統(tǒng)的架構(gòu)，認識到信息流的重要作用。對于學生從宏觀角度把握信息實訓起到一定的幫助，也為學生日后走向速遞管理崗位打下理論基礎(chǔ)。

參考文獻：

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