1、大型監(jiān)控中心建設(shè)關(guān)鍵問題分析
1.1目前監(jiān)控中心建設(shè)存在問題
目前國內(nèi)高速公路的公路建設(shè)和運(yùn)營中已經(jīng)分別建有不同的信息資源，如高速公路收費(fèi)監(jiān)控信息、辦公自動化信息、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)信息等。但是這些信息處在分散狀態(tài)，信息資源沒有得到充分共享;管理效率低下;數(shù)據(jù)缺乏系統(tǒng)性，易造成混亂;信息發(fā)布渠道多而亂，不方便公眾查閱;相互之間交換信息不規(guī)范;采集數(shù)據(jù)手段落后、時(shí)效性不強(qiáng)。
1.2目前大型監(jiān)控中心構(gòu)成
目前國內(nèi)交通行業(yè)各種級別特別是大型省級監(jiān)控中心陸續(xù)開始建設(shè)。一般比較高等級的監(jiān)控中心例如省中心，能夠整合的數(shù)據(jù)信息如下:(1)高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù);(2)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù);(3)高速公路GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù);(4)辦公自動化管理數(shù)據(jù);(5)道路養(yǎng)護(hù)管理信息;(6)工程建設(shè)管理信息;(7)路政管理信息。
隨著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化建設(shè)的發(fā)展，交通信息的服務(wù)越來越多地依托網(wǎng)絡(luò)開展。建設(shè)高級別的監(jiān)控中心能整合和集成各種數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)信息化管理，并且實(shí)現(xiàn)按管理范圍、權(quán)限等不同需要的信息共享，可協(xié)調(diào)各路段的交通管理;及時(shí)向社會發(fā)布交通信息，提高交通安全和旅行質(zhì)量;有利于對運(yùn)輸安全進(jìn)行監(jiān)管;可為交通事業(yè)的發(fā)展、建設(shè)和科學(xué)管理提供決策支持。
經(jīng)過測算，一般省級監(jiān)控中心采集、接人、存儲、交換及發(fā)布的數(shù)據(jù)容量超過20TB。大量的數(shù)據(jù)需要建設(shè)專門的存儲和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
圖1為目前常見的省級監(jiān)控中心存儲和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成圖。
部署超過10臺機(jī)架式服務(wù)器和小型機(jī)，每臺服務(wù)器往往只能承載單一的應(yīng)用服務(wù);一般購買的服務(wù)器硬件配置很高，服務(wù)器的優(yōu)越性能難以得到充分利用;使得大量服務(wù)器資源閑置，造成不必要的資源浪費(fèi)。
1.3監(jiān)控中心綠色運(yùn)營需求
雖然各級監(jiān)控中心的建設(shè)能提升高速公路信息化管理的水平。但如上節(jié)介紹，大型省級監(jiān)控中心需要配置大量的硬件設(shè)備，大量服務(wù)器和精密設(shè)備的應(yīng)用使得監(jiān)控中心內(nèi)部的功耗密度大大增加。
根據(jù)IDC的調(diào)查結(jié)果顯示，IT設(shè)備數(shù)量快速增長，能耗需求的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域。據(jù)報(bào)道僅2007年對中國服務(wù)器市場用于服務(wù)器的電源和冷卻的總開支達(dá)到了19億美元。僅在北京和廣東兩個(gè)地區(qū)，這部分的投入就達(dá)到了3.2億美元和3.6億美元，占到全國服務(wù)器耗電量的35.800。部分設(shè)備因過熱出現(xiàn)宕機(jī)的現(xiàn)象，影響了設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。
目前，全球面臨著嚴(yán)重的能源緊缺問題。監(jiān)控中心的節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)成為各級建設(shè)業(yè)主著重關(guān)注的問題。因此，監(jiān)控中心的建設(shè)、運(yùn)行及維護(hù)需要涂上一抹綠色，解決監(jiān)控中心的能耗問題和節(jié)能減排問題刻不容緩。
2、虛擬化和刀片技術(shù)的介紹
服務(wù)器的虛擬化技術(shù)、刀片服務(wù)器的技術(shù)作為新一代數(shù)據(jù)中心的核心內(nèi)容，體現(xiàn)了綠色、環(huán)保的理念，目前已在各行業(yè)中得到大量應(yīng)用。虛擬化和刀片技術(shù)，為我們提供了一套可行的方案，交通行業(yè)引人此技術(shù)不失為降低能耗、節(jié)能環(huán)保的好方法。
2.1服務(wù)器的虛擬化
2.1.1服務(wù)器虛擬化的原理
服務(wù)器虛擬化技術(shù)是指服務(wù)器將硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一同裝人一個(gè)可遷移的虛擬機(jī)檔案文件中，多個(gè)操作系統(tǒng)在同一時(shí)間運(yùn)行在同一臺主機(jī)上，通過這種技術(shù)，在一臺機(jī)器上可以支持Linux,Windows, Unix等操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，而不需要重啟機(jī)器以切換操作系統(tǒng)。簡單地講，就是將物理機(jī)器、操作系統(tǒng)及其應(yīng)用程序打包成為一個(gè)文件，稱之為虛擬機(jī)(Virtual Machine,VM)。
虛擬化將提高服務(wù)器的利用率，減少系統(tǒng)管理的復(fù)雜度，促進(jìn)服務(wù)器的可用性，減少服務(wù)器的需求數(shù)量，節(jié)省投資和維護(hù)成本等。
2.1.2虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)
(1)服務(wù)器效率大幅提高
多數(shù)服務(wù)器在CPU和存儲資源方面的利用率都不足三分之一，并且無法與其他設(shè)備共享。虛擬化使得低利用率的服務(wù)器負(fù)載整合到一臺服務(wù)器，執(zhí)行服務(wù)器端的虛擬化可以使處理器周期和RAM方面更有效地使用計(jì)算機(jī)資源，安全可靠地達(dá)到很高的硬件利用率。提高效率的另一個(gè)結(jié)果就是利用更少的服務(wù)器完成原來更多服務(wù)器所能完成的工作，間接減少購買服務(wù)器的數(shù)盆，削減其服務(wù)器開支，節(jié)省資金和減少電力消耗。
(2)高安全性
使用虛擬化，每個(gè)用戶將使用各自的虛擬機(jī)，分配制定的資源，互不影響，而如果在外網(wǎng)服務(wù)上使用虛擬化，可以直接備份虛擬機(jī)，當(dāng)有電腦病毒的時(shí)候，可以快速地遷移、恢復(fù)。
(3)可靠性
服務(wù)器虛擬化還可以顯著提高運(yùn)行環(huán)境的可靠性。因?yàn)樘摂M機(jī)沒有和底層硬件綁定，所以能夠在不千擾用戶的情況下移動虛擬機(jī).因此，服務(wù)器維護(hù)和升級操作都不需要中斷應(yīng)用程序使用。而且，在新的應(yīng)用程序啟用之前，可使用虛擬機(jī)輕松對其進(jìn)行測試，從而提高IT環(huán)境的穩(wěn)定性和可預(yù)測性，提高了系統(tǒng)的可用性。物理主機(jī)被虛擬化后，計(jì)算資源均被池化。當(dāng)資源池里一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行在其上的虛擬機(jī)將自動遷移到健康的物理主機(jī)上。
(4)易管理
虛擬機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以大幅簡化管理人員的管理工作，因?yàn)椴槐卦僦鹨慌渲煤凸芾矸⻊?wù)器.虛擬化可利用高級工具實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載平衡、容量規(guī)劃、虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移和自動化部署，從而提高管理效率。自動化管理可將管理人員從乏味的常規(guī)任務(wù)中解脫出來，從而使他們能夠?qū)r(shí)間投入到可增加業(yè)務(wù)價(jià)值的更具戰(zhàn)略意義的事務(wù)上.
(5)業(yè)務(wù)連續(xù)性
對任何企業(yè)來說，停機(jī)都是代價(jià)高昂的，但如果應(yīng)用程序正常運(yùn)行時(shí)間和工作效率與企業(yè)的創(chuàng)收能力緊密相關(guān)，這時(shí)停機(jī)對業(yè)務(wù)成本帶來的負(fù)面影響就尤為巨大。標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)連續(xù)性解決方案價(jià)格昂貴而且難以實(shí)施，但是借助VMware，企業(yè)能夠利用復(fù)制的虛擬機(jī)構(gòu)建遠(yuǎn)程站點(diǎn)，從而顯著加快恢復(fù)速度。
(6)災(zāi)難恢復(fù)
借助服務(wù)器虛擬化，可確保在出現(xiàn)站點(diǎn)故障時(shí)迅速重新啟動。只需用幾分鐘時(shí)間即可在任何服務(wù)器上部署測試災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃所需的虛擬機(jī)，并且在輔助站點(diǎn)上無需相似硬件。
2.1.3服務(wù)器虛擬化的核心價(jià)值
虛擬化提高了服務(wù)器的利用率。虛擬化技術(shù)避免了“一臺服務(wù)器、一個(gè)操作系統(tǒng)、一種應(yīng)用”的孤島模式，每個(gè)物理服務(wù)器L能夠整合10個(gè)或更多虛擬機(jī)，大大提高了服務(wù)器利用率，有效遏制了增加系統(tǒng)必定增加服務(wù)器數(shù)量的現(xiàn)象，可利用有限的服務(wù)器提供更多的應(yīng)用。
虛擬化技術(shù)符合目前綠色環(huán)保節(jié)能的理念。根據(jù)IBM公司提供的數(shù)據(jù)，通過虛擬化技術(shù)合并物理服務(wù)器，通過提高服務(wù)器使用率，可節(jié)省能耗20 % ~30%。
2.2刀片技術(shù)
2.2.1刀片技術(shù)原理
刀片服務(wù)器是一種高可用高密度的低成本服務(wù)器平臺，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的，其主要結(jié)構(gòu)為一大型主體機(jī)箱，內(nèi)部可插上許多“刀片”，其中每一塊刀片實(shí)際上就是一塊系統(tǒng)母板，類似于一個(gè)個(gè)獨(dú)立的服務(wù)器，它們可以通過本地硬盤啟動自己的操作系統(tǒng)。每一塊刀片可以運(yùn)行自己的系統(tǒng)，服務(wù)于指定的不同用戶群，相互之間沒有關(guān)聯(lián)。
2.2.2刀片技術(shù)的核心價(jià)值
刀片中心把不同形狀、不同架構(gòu)的服務(wù)器整合到一個(gè)統(tǒng)一的平臺，而且整合了企業(yè)IT中另外的幾個(gè)重要元素:存儲、I/O管理。具有高可擴(kuò)展性、高可用性。具有更高密度、更敏捷式部署方式。能全方位監(jiān)控管理。
使用刀片服務(wù)器取代傳統(tǒng)臺式或機(jī)架式設(shè)備，由于將設(shè)備整合到一個(gè)機(jī)架中，能夠節(jié)省機(jī)房空間，減少系統(tǒng)布線和設(shè)備安裝施工難度，節(jié)約用電，節(jié)省能源，降低后期管理和維護(hù)工作難度，簡化工作量。
引進(jìn)刀片式架構(gòu)，具有顯著的綠色節(jié)能效果.具IBM公司測算，采用刀片技術(shù)相比傳統(tǒng)的臺式或機(jī)架式設(shè)備，同等處理能力可減少成本1/4，降低電力消耗1/3，減少空間1/2。
3、虛擬化和刀片技術(shù)在廣東省交通集團(tuán)監(jiān)控中心的應(yīng)用
以上介紹的虛擬化技術(shù)和刀片技術(shù)目前已經(jīng)在廣東省交通集團(tuán)監(jiān)控中心項(xiàng)目中開始應(yīng)用，下面介紹上述技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用情況。
3.1廣東交通集團(tuán)監(jiān)控中心項(xiàng)目分析
廣東省交通集團(tuán)有限公司是經(jīng)廣東省委、省政府批準(zhǔn)組建的大型國有資產(chǎn)授權(quán)經(jīng)營有限責(zé)任公司，投資、管理的高速公路通車總里程超5 000 km。
廣東省交通集團(tuán)即將搬遷新的辦公大廈利通廣場，在利通廣場要新建廣東省交通集團(tuán)監(jiān)控中心，整合廣東省高速公路已有的各類公路交通信息資源，對集團(tuán)的運(yùn)營和管理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
服務(wù)器與存儲子系統(tǒng)是廣東省交通集團(tuán)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的核心內(nèi)容。將部署數(shù)據(jù)庫、各種數(shù)據(jù)處理、管理服務(wù)及相應(yīng)服務(wù)器等。完成數(shù)據(jù)采集包接收、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)命令下達(dá)、原始數(shù)據(jù)包解析服務(wù)、能耗數(shù)據(jù)計(jì)算、能耗數(shù)據(jù)匯總、上傳數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)展示分析、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)同步等功能。
在項(xiàng)目開始初期，我們詳細(xì)分析了本項(xiàng)目的特點(diǎn):由于利通大廈位于廣州市CBD的核心區(qū)，寸土寸金的地段，提供給監(jiān)控中心的機(jī)房空間有限;另外利通大廈為5A級寫字樓建筑，電力空調(diào)等運(yùn)營成本很高。所以廣東交通集團(tuán)監(jiān)控中心在建設(shè)初期即有嚴(yán)格的節(jié)能環(huán)保的意識，我們決定采用虛擬化和刀片中心等關(guān)鍵的節(jié)能技術(shù)，力爭建設(shè)一個(gè)綠色的全省監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心。
3.2設(shè)備配置思路
經(jīng)過測算，交通集團(tuán)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)量較大。監(jiān)控中心采集、接入、存儲、交換及發(fā)布的數(shù)據(jù)主要由三部分組成:靜態(tài)數(shù)據(jù)總的存儲容量需求在2 TB左右，一次動態(tài)交通數(shù)據(jù)的存儲需求約為30 TB，二次動態(tài)交通數(shù)據(jù)的存儲需求約為10 TB。
3.2.1服務(wù)器選型
從節(jié)能的角度，全部采用刀片服務(wù)器取代機(jī)架式服務(wù)器更節(jié)省空間，降低能耗。
但考慮新建的這個(gè)監(jiān)控中心還要與交通行業(yè)原有各系統(tǒng)兼容。目前在交通行業(yè)比較常見的應(yīng)用是機(jī)架式服務(wù)器，不同服務(wù)器對應(yīng)不同的系統(tǒng)，方便管理。
所以本項(xiàng)目從與已有系統(tǒng)的兼容性和技術(shù)的前瞻性兩方面綜合考慮，項(xiàng)目中機(jī)架式服務(wù)器和刀片式服務(wù)器均進(jìn)行了配置。
兩種服務(wù)器分別對應(yīng)兩種不同的應(yīng)用:與原有系統(tǒng)聯(lián)系比較緊密的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)配置機(jī)架式服務(wù)器;而在新設(shè)的功能如對外服務(wù)系統(tǒng)和流媒體系統(tǒng)則采用刀片式服務(wù)器。
3.2.2虛擬化技術(shù)
無論是刀片式服務(wù)器還是機(jī)架式服務(wù)器均配置了虛擬化軟件。通過采用虛擬化技術(shù)對資源進(jìn)行合理的分配，通過1：N的虛擬化，可以將一臺設(shè)備虛擬成多臺設(shè)備，供多個(gè)對象單獨(dú)使用，減少設(shè)備的部署數(shù)量。通過N：1的虛擬化，可以將多臺設(shè)備虛擬成一臺設(shè)備，實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)和統(tǒng)一管理，極大地簡化了網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)、整合物理節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的簡捷化。
服務(wù)器配置虛擬化軟件后，大大減少了服務(wù)器的數(shù)量。最終，廣東交通集團(tuán)監(jiān)控中心的服務(wù)器設(shè)備配置如下:刀片服務(wù)器設(shè)置1架，主要服務(wù)于流媒體和對外服務(wù)業(yè)務(wù);機(jī)架式應(yīng)用服務(wù)器設(shè)置1套、機(jī)架式數(shù)據(jù)庫服務(wù)器設(shè)置1套，主要用于省監(jiān)控中心的監(jiān)控、收費(fèi)等業(yè)務(wù)應(yīng)用;存儲陣列及磁帶庫設(shè)置1架用于存儲各路段上傳到省監(jiān)控中心的所有監(jiān)控、收費(fèi)圖像、數(shù)據(jù)等信息。
3.2.3技術(shù)對比
虛擬化技術(shù)的應(yīng)用無論從應(yīng)用服務(wù)的穩(wěn)定性、高可用性、合理的資源調(diào)配、快速部署等方面，還是從節(jié)能、節(jié)電、節(jié)約空間等方面，都比不應(yīng)用虛擬化和刀片技術(shù)有顯著改善。通過服務(wù)器虛擬化整合方案的實(shí)施，系統(tǒng)達(dá)到了以下應(yīng)用效果.
(1)減少設(shè)備數(shù)量
由系統(tǒng)構(gòu)成可以看出，如果采用虛擬化和刀片技術(shù)，通過技術(shù)手段減少了物理服務(wù)器數(shù)量;服務(wù)器購置量從原計(jì)劃的10套服務(wù)器減到3套服務(wù)器設(shè)備組，至少可以節(jié)省一半多的服務(wù)器數(shù)量，節(jié)省了設(shè)備經(jīng)費(fèi)。
(2)兼容已有系統(tǒng)
虛擬化技術(shù)支持多種新舊操作系統(tǒng)和應(yīng)用平臺，滿足交通行業(yè)兼容已有各系統(tǒng)的種類多樣化的需求。也免去一些傳統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)在升級時(shí)遇到的諸多繁瑣和系統(tǒng)不匹配的現(xiàn)象。
(3)服務(wù)器運(yùn)行效率提高
所有服務(wù)器的使用率明顯提高，直接配置應(yīng)用系統(tǒng)的平均值提高到了60%左右，充分利用了服務(wù)器的性能。
(4)減少占用空間，降低運(yùn)營期間電費(fèi)
通過減少監(jiān)控中心里服務(wù)器和相關(guān)硬件的數(shù)量，企業(yè)可以減少機(jī)房空間，本項(xiàng)目可節(jié)省的服務(wù)器所占的機(jī)房空間約30 m2。
節(jié)省的服務(wù)器在運(yùn)營過程中會降低能耗，企業(yè)會在能耗與制冷需求節(jié)約中獲益，從而降低運(yùn)營成本。每臺服務(wù)器大約每年可節(jié)約電費(fèi)5 000元～6 000元，全年在電費(fèi)中可給企業(yè)節(jié)省約5萬元運(yùn)營成本。
4、結(jié)語
隨著交通信息化的發(fā)展，監(jiān)控中心需要處理的業(yè)務(wù)量越來越多，建設(shè)綠色的監(jiān)控中心是一個(gè)趨勢。雖然目前各地監(jiān)控中心建設(shè)很多，但還沒有采用綠色監(jiān)控中心的理念。而服務(wù)器虛擬化技術(shù)和刀片中心是建設(shè)一個(gè)綠色的監(jiān)控中心的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。相信虛擬化和刀片技術(shù)今后會得到越來越多的理解和認(rèn)同，在交通行業(yè)中不但在省級監(jiān)控中心應(yīng)用，以后還會在區(qū)域中心或路段中心得到越來越多的應(yīng)用。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題：利用虛擬化和刀片技術(shù)建設(shè)綠色監(jiān)控中心
本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/support/1112154643.html
相關(guān)文章
