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摘要：随着高速公路行业信息化水平的不断发展，高速公路也将进入到大数据应用时代。近年来，高速公路数据中心的建立，为数据的处理、分析、挖掘提供了具有高稳定性、高处理能力的运行环境，而服务器、存储等设备作为数据中心的重要组成部分，其设备的选型、架构的搭建必将受到高速公路管理者的高度重视。本文主要探讨服务器虚拟化技术在高速公路行业中的应用。
关键词：服务器；虚拟化技术；高速公路；机电系统；应用
1应用优势
服务器虚拟化技术在高速公路机电系统中的应用大大降低了设备购买、运行和维护的成本，而且进一步提高了资源利用率和运营效率，同时也推进了我国高速公路的信息化进程，促进了我国交通系统的智能化发展。
1.1降低成本支出
高速公路机电系统的成本支出主要包括设备购置成本、资源管理成本以及设备维护成本3个方面。服务器虚拟化技术通过整合常规设备资源，提高了设备的利用率，在一定程度上减少了对设备的数量依赖，而设备数量的减少也带来了机房空间和电力等资源的低支出。另外，服务器虚拟化技术成功实现了跨系统的物力资源之间的共享，机电管理员通过一个管理界面就可以有效地管理路段数据中心的所有服务器，在标准化的运行原则下，使得整个资源的管理过程更加专业化和高效化，大大降低了资源的管理成本。最后，设备需要随着时间的推移以及技术的进步进行不断的维护和更新，这也是一笔不容小觑的开支。但是服务器虚拟技术实现了设备维护的简洁化，减少了人力物力的支出。如通过虚拟化技术，机电维护人员无需到现场去解决技术问题，远程操作便能有效地分析和解决问题。虽然维护周期有所缩短，但设备的使用寿命却得到了增强，而业务系统的灵活性也得到了进一步的增强，设备维护成本自然而然地有所下降。
1.2提高系统的运营效率
服务器虚拟技术的应用极大地提高了高速公路机电系统的运营效率，主要表现在以下3个方面。
1.2.1资源
服务器虚拟技术提供的资源具有很强的弹性和可扩展性，一切工作都处在动态的状态下展开，动态部署、动态分配和动态回收，极大地提高了设备资源的利用率，同时也能够高效地满足系统业务拓展的需求。
1.2.2计算能力
服务器虚拟技术提供了非常有弹性的计算能力，当某一台虚拟服务器无法满足相应的计算要求时，计算节点会动态的添加到计算资源池中，然后开始相应的计算任务，实现计算能力的互补，虚拟服务器的性能也因此得到提高，而传统设备平台的计算能力是固定且有限的，极大地限制了系统的灵活性。
1.2.3业务部署
成熟的服务器虚拟化技术能够简便、快速、准确地实现应用服务器的部署，加快业务系统的上线进度，从而提高路段数据中心对各类新业务的适用性和运用能力，进一步提高系统的运营效率。
2服务器虚拟化技术
虚拟化是一个广义的词，是为某些事物创造的虚拟（相对于真实）版本，比如操作系统、计算机系统、存储设备和网络资源等。它是指计算机元件在虚拟的基础上而不是在真实的基础上运行，是一个为了简化管理、优化资源的解决方案。服务器虚拟化是将系统虚拟化技术应用于服务器上，将一个服务器虚拟成若干个服务器。服务器虚拟化使得单一屋里服务器上可以运行多个虚拟服务器，为虚拟服务器提供了能够支持其运行的硬件资源，包括虚拟BIOS、虚拟处理器、虚拟设备与I/O，并为虚拟机提供了良好的隔离性和安全性。思杰的XenServer是一款基于Xenhypervisor的开源虚拟化产品，它为客户提供了一个开放性架构，允许客户按照与自身物理和虚拟服务器环境相同的方法来进行存储管理，其管理工具CUI是其最大的亮点。同时，XenCenter是一种虚拟化图形接口管理工具，可在同一界面，管理多台的XenServer服务器。管理上，通常会先在XenCenter建立一个服务器群组（Pool），然后将位于同一机房内的XenServer服务器加入。微软的服务器虚拟化软件Hyper-V是微软提出的一种系统管理程序虚拟化技术，是微软第一个采用类似Vmware和Citrix开源Xen一样的基于hypervisor的技术。Hyper-V设计的目的是为广泛的用户提供更为熟悉以及成本效益更高的虚拟化基础设施软件，这样可以降低运作成本、提高硬件利用率、优化基础设施并提高服务器的可用性。
3高速公路数据中心建设的现状
高速公路数据中心是公路部门网络建设的重中之重。随着计算机网络技术的快速发展和公路信息化对数据中心需求的不断提升，原有数据中心的高能耗和低灵活性以及服务器和存储资源的利用率低等弊端日益显现。服务器和网络设备硬件的故障会直接导致系统宕机或服务中断，系统崩溃后的恢复时间长，数据丢失风险高。原有的数据中心缺少一个统一的设备管理、调度平台，应用系统分布在多个互相独立硬件服务器上，难于有效地集中管理。服务器虽然很多，但设备之间相互孤立，总体利用率很低。忙碌的设备不堪重负，闲置的设备资源储备过多，相互之间无法支援和共享。存储设备被分配到互相孤立的服务器上，存储资源同样得不到有效的利用，同时，还存在存储资源利用率低和资源数量不足的问题。一方面，服务器资源难以得到有效利用，另一方面，业务需求导致服务器数量不断增加，消耗了更多的电力，同时，还对空调和供电等设备提出了更高的要求，导致电力消耗迅速增长。随着公路信息化应用的不断深入，数据库、视频图像及文档资料等公路数据资源快速积累，数据量已经达T级。庞大的数据量和未来增长需求使原有数据中心场地和设备面临很大的压力。面对公路数据中心的种种困境，急需对其进行各项资源整合以提高效率。虚拟化技术是计算机技术的又一次创新，通过在计算机体系结构中划分出一个新的虚拟化层，采用动态分配的方式提高计算机硬件的利用率，为资源整合提供了新思路。
4项目背景
高速公路各系统业务相对独立，按以往的建设模式，路段数据中心一般设置了收费服务器、防病毒服务器、前置服务器、路侧标识服务器、高
清卡口服务器、视频管理服务器、监控平台应用服务器，通信网管服务器等等，各系统分别管理各自的业务。由于应用程序兼容性的问题，如后期有新的业务加入，就需要购买新的服务器，服务器和存储购置成本高，因而需花费高额的购置费用，运行过程中还会带来更多供电和冷却的开支。目前，路段数据中心机房运行的大部分机器，由于只能有一个操作系統，受系统和软件开发平台限制，CPU、内存、硬盘空间的资源利用率都非常低，导致大量系统资源闲置。针对上述问题，寻求解决方案已迫在眉睫。
5服务器虚拟化的实现
某高速公路联网数据中心虚拟化服务器基于PC服务器架构，以虚拟化技术为基础，形成应用服务器与存储资源池，采用虚拟化控制平台进行统一的管理。主要由控制平台、服务器资源池、存储资源池以及数据交换、存储网络四部分组成。
5.1控制平台
主要为服务器虚拟化控制软件.具体功能如下:
5.1.1对整个虚拟化平台进行管理监控，是整个系统的管理端；
5.1.2对基础软硬件进行状态监控和性能监控；
5.1.3对虚拟化服务器划分等进行设置管理，包括分配CPU、内存、存储空间等；
5.1.4对基础软硬件异常情况触发报警，提醒用户及时维护问题设备；
5.1.5对基础软硬件资源进行长期的统计分析，为高层的资源调度提供决策依据。
5.2服务器资源池
通过部署一批X86高性能服务器，并在每个服务器上安装虚拟化软件，将所有物理服务器上的CPU和内存等资源解放出来，汇集到一起，形成CPU、内存等资源池。主要提供对应用透明的计算资源，为应用软件提供按需配置的运行环境，整合提高物理服务器资源利用率.并保证业务应用的可靠运行。同时，实现服务器计算机资源的按需分配，将虚拟机合理均衡地分配到现有的物理服务器上。
5.3存储资源池
通过部署若干存储设备.并进行池化，实现存储资源的按需分配和弹性伸缩，支撑大规模的存储案合与数据访问
5.4数据交换、存储网络
在整个虚拟化服务器、存储组建网络中，需要将交换机接口划分为业务VLAN区和管理VLAN区，并按业务系统网络分类，将业务VLAN区划分为多个VLAN段。根据实际运营需求，将实体机与存储划分为多个业务区.并接入核心交换机相应接口。在实现虚拟资源池可管理的同时，保证各业务系统网络的互连互通。
结语
路段数据中心的服务器多种多样，在工作中易导致支出大、资源利用率低下的问题。服务器虚拟化技术具有降低成本支出、提高系统的运营效率的优势，可有效缓解该问题，成为支持高速公路的业务拓展以及实现设备资源高效利用的重要方式。
参考文献
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