探讨虚拟化技术在广电监测台中的应用

唐蕾+刘伟山

【摘 要】随着三网融合深入发展，音视频数据以几何级数增长。广电监测台肩负着保障群众安全、可靠地享受多元化的数字生活服务的重任，对于急剧增长的监测业务，监测台现有的办公环境和数据机房建设均面临着重大的挑战。虚拟技术作为云计算的核心，能够对数据机房现有资源进行整合并按系统需求动态分配，为监测台当下面临的业务系统急速增长但机房容量和运维力量有限提供了很好的解决途径。本文对虚拟化技术进行简要分析，探讨监测台利用VM公司已发展成熟的服务器虚拟化技术对机房设备进行改造升级，从而提高机房硬件资源的利用和管理水平。

【关键词】虚拟化技术；资源整合；机房建设

随着三网融合的全面推进，传统广播电视业务与新兴媒体传播业务的不断融合与发展，努力打造智慧广电、数字广电对于广电从业人员既是前所未有的发展机遇又是巨大的挑战，对于我们广电监测、监管行业的从业者来说亦是如此。全媒体时代的来临，作为国家级监测台，监测监管业务不断增加，技术监测与内容监管并重的发展要求对监测人员的业务专业素质提出了更高的要求，同时监测台的技术业务保障和机房发展建设也面临着严峻的考验。

1 广电监测台现状

随着业务的发展，监测台的机房建设面临着巨大挑战。一项监测业务对应一套监测系统，监测系统的运行又依赖于机房应用服务器和存储等硬件设备。最直观的现象就是机房服务器数目的剧增，同时带来运维的众多问题，主要表现在：其一，服务器和其他硬件资源数量增多，不仅硬件成本高，而且占用的物理空间和能耗也日益增加；其二，资源分配不合理，虽然设备的性能与容量不断增强，但是总体系统利用率低下，据统计当前服务器平均利用率为10%-15%[1]，一遇到大规模并发访问时服务器性能又无法满足需求；其三，安全性无法得到保障，多数监测业务的应用系统采用单台服务器部署方式，存在单点故障，一旦服务器出现故障会导致服务中断。对于提供基础支撑服务的机房来说，采用传统的建设与管理模式已明显无法满足监测台业务可持续发展的需求。因此，如何改变数据机房存在的不足，已成为当前监测台智能化建设的一项重要内容。虚拟化技术和云计算的兴起为业务急剧增长下监测台机房的建设提供了很好的思路。

2 虚拟化技术应用分析

虚拟化技术[2]是在一台物理设备之上进行虚拟化为多台虚拟设备，每个虚拟设备都拥有自己独立的虚拟硬件，如CPU、内存和I/O设备，来提供一个独立不受其他干扰的运行环境。而虚拟化的主要工作是由虚拟化层来完成的，这使得虚拟机中的操作系统认为虚拟机本身是独占一个物理设备在运行的。而且每个虚拟机之间是无关的，而且它们之间的运行环境也是无关的，互相之间没有影响。这个虚拟化层称之为虚拟机监控器[3]（VirtualMachineMonitor，VMM）。

在虚拟化技术中，系统虚拟化是我们接触最多的虚拟化类型，其核心思想是利用VMM在一台物理机上虚拟出一台或多台虚拟机。这些虚拟机是一个完善的逻辑系统，用户可以在这个虚拟的系统上安装和使用各种操作系统和应用程序，如同在使用一个独立的真实计算机一般。系统虚拟化主要包括和桌面虚拟化两个应用部分，本文将对服务器虚拟化部分进行解析，并以此提出利用虚拟化技术对监测台机房进行改造的展望。

服务器虚拟化是将虚拟化技术应用于服务器，通过将服务器的物理资源抽象成逻辑资源，将一台物理服务器划分为几台甚至上百台相互隔离的虚拟机，实现了在单台物理服务器上运行多台虚拟服务器的技术。其核心思想是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，硬件资源不再受限于物理机，通过区分资源的优先次序并实时将服务器资源分配给最需要它们的工作负载。从而提高资源的利用率，实现服务器整合，让系统资源具有满足业务多变的能力[4]。

3 虚拟化技术在监测台的应用展望

3.1 服务器虚拟化技术在监测台中的应用展望

根据笔者所在监测台的实际业务情况，服务器虚拟化的规划可以在现有硬件设备的基础上，适当增加新的设备，利用VMware vSpere将原先分散在各个物理服务器上的应用整合到一批独立运行的虚拟机上，不会对原有的网络结构做本质上的颠覆，在基础设施方面，大大减少了需要运维的设备数量。服务器虚拟化应用方案的架构共分为三个层次，分别为虚拟存储层（存储池层）、服务器虚拟化集群层（CPU、内存资源池层）和管理及系统应用层。

整个虚拟存储系统可看作是一个整体，在共享存储系统的基础上建立服务器集群，这样做的目的是为了实现高可用性，在使用更少的冗余部件的同时，可以自动检测故障，一旦有故障发生，将立即隔离损坏的服务器，通过虚拟资源自动迁移来实现系统和应用的高可用性[8]。

3.2 技术优势

虚拟化技术作为当今热门技术之一，具备传统IT资源分配所不具备的优势，如果能在监测台实施虚拟化技术，必将带来以下几个方面的优势：

3.2.1 提高硬件资源利用率

虚拟化技术打破了“一台服务器一个应用程序”的传统管理体制，将分布在不同物理机上的应用系统整合起来，分别部署到通过虚拟化技术划分出的多个相互独立的虚拟机上。通过虚拟机监视器动态调用空闲资源，减小服务器数量，大大提高了硬件资源的有效利用率。

3.2.2 降低运维压力，提升运维效率

实施服务器虚拟化技术后，监测台服务器数量不再随着业务量的增加而不断增大，使台内技术维护人员摆脱了维护大量物理服务器和根据不同业务逐台搭建不同操作系统和软件环境的处境。所有的虚拟机可以通过统一管理工具集中监控、管理、维护，并通过极大地提高了工作效率和管理成本。

3.2.3 集中管理、统一配置，提高服务可用性和可靠性

通过运用虚拟化中的动态迁移、分布式资源调度、高可用性等技术，确保了集群中的虚拟机能够动态分配到所需资源，当一台物理服务器出现异常情况时能够实时地将部署在其上虚拟机自动迁移到其他物理机上，确保了服务的正常运行，提高系统的稳定性及安全性，有效保障了业务连续性。

3.2.4 降低能源消耗和运营成本

服务器数量减少带来数据中心电力负载的消耗，同时降低了机房通风散热的难度，实现了节能减排的目标，为建设新一代绿色数据中心奠定基础。同时数据中心空间占用、机柜数量、网络布线也会减少，节约运营成本。

4 小结

大规模的虚拟化应用是目前云计算技术的基础，代表了信息技术产业规模化发展的方向。监测台的数据机房作为广播电视监测业务的基础支撑设施，利用发展成熟的虚拟化技术建设自己的监测业务私有云平台成为了监测台业务开展和技术发展的必然趋势。在各台纷纷建立各自私有云平台的基础上，积极响应总局提出的监测平台互联互通的要求，利用虚拟化技术打造广电监测领域的私有云监测平台更是指日可待。

【参考文献】

[1]林守林，邵宗有，刘新春，等.一种基于CPU利用率的功率控制策略的研究与实现[J].计算机工程与科学，2009，31（A1）：282-285.

[2]英特尔开源软件技术中心，复旦大学并行处理研究所.系统虚拟化—原理与实现[M].北京：清华大学出版社，2009：1-20.

[3]Jiang W， Niphadkar S， Stavrou A， et al.AVirtualizationArchitectureforIn-Depth Kernel Isolation[J].System Seiences，2010，43：1-10.

[4]汪文斌.高校数据中心服务器虚拟化研究及应用[D].浙江：浙江工业大学，2013：10-12.

[责任编辑：汤静]