VMware 虚拟机在自动观测系统中的应用

崔 屹

（民航华北空管局气象中心设备室，北京 100081）

0 引言

VMware（Virtual Machine ware）是计算机虚拟化解决方案的领导厂商，提供服务器、桌面虚拟化的全面解决方案。该产品与传统的虚拟机解决方案有很大不同。在传统方案中，一次只能够启动一个操作系统，当用户想换一个操作系统时，需要重新启动计算机，然后在启动界面选择启动另外的操作系统。，这种方式比较繁琐。VMware 软件有很大不同，启动一台虚拟机只是在桌面中打开一个窗口，可以在一台物理计算机中安装多台虚拟机，可以安装不同的操作系统。并且这些虚拟机可以同时打开，其操作与WINDOWS 应用程序的操作类似。

1 虚拟机的特点

在软件层面，虚拟机是一个独立的，隔离开的个体，好像一个独立容器。可以运行自己的操作系统和应用程序，可以把它看成是一台独立计算机。它有自己的CPU、硬盘和网络接口卡（NIC）等，只不过这些部件都是用软件虚拟出来的。对于操作系统，它无法分辨虚拟计算机和真实计算机之间的差别，对于网络中的其他计算机来说也无法分辨它们之间的不同。虚拟机不含任何硬件，全部由软件组成，因此，虚拟机有很多独特的特性。

1.1 虚拟机的兼容性

虚拟机与所有标准的X86 计算机都兼容。与物理计算机一样，虚拟机上安装有自身的操作系统和应用程序，另外在虚拟机上能够模拟出计算机上的硬件，例如CPU、显卡和网络控制器等。因此，所有在X86 物理计算机上运行的软件都能够在虚拟机上运行。

1.2 虚拟机的隔离特性

虚拟机与虚拟机之间是相互隔离的，逻辑上它们是完全独立的。虽然多个虚拟机都安装在一台物理计算机上，但之间互不影响，如同是多台真正的物理计算机一样。例如在1 台物理计算机上安装了3 个虚拟机，其中1 个虚拟机系统崩溃，则其他2 个虚拟机并不受影响，可以继续使用。对于应用程序来说，由于存在隔离功能，使得虚拟环境的安全性、便捷性得到大大提高。

1.3 虚拟机的封装特性

虚拟机如同一个软件容器，它将相关的计算环境封装在一个软件包里面。这个软件包的内容包括虚拟硬件资源、驱动程序、操作系统和应用程序等。封装的好处是使得虚拟机方便移动、更易于管理。在一台物理计算机的内部，可以像移动、复制普通文件一样，将虚拟机从一个目录下面移动和复制到另一个目录下面。对于外部设备，可以将虚拟机保存在标准的数据存储设备上，例如U 盘和移动硬盘等。

1.4 虚拟机独立于物理计算机的硬件

虚拟机上的硬件配置和安装的物理计算机完全无关，可以配置各种独立的组件（如CPU、网卡和SCSI 控制器等），无需考虑底层物理计算机上的硬件配置情况。此外，虚拟机上可以安装各种操作系统。虚拟机还有隔离、封装和兼容等特点。上述虚拟机的特点和优势为自动观测系统模拟平台的搭建提供了一种新的手段，带来很大便利。

2 使用虚拟机技术搭建自动观测系统测试平台

首都机场自动观测系统由外场传感器和室内的计算机网络组成。整个系统工作原理为外场传感器将测到的气象数据发送给数据处理服务器（CDUA，CDUB）。该服务器对原始气象数据进行加工和计算，得到相应的产品后，将产品发送给观测、预报、显示、维护等各个终端用户使用。在业务使用中，需要搭建一个自动观测系统的模拟平台来进行测试、教学等工作。过去常用做法是只在电脑上安装一个服务器的软件来模拟服务器。这种做法可以测试服务器的功能，但是如果想测试一些网络功能，例如两台服务器如何切换，报文如何发送，则需要多台计算机搭建一个真实的网络环境。这对硬件的要求较高，在实际工作中往往很难实现。虚拟技术的应用很好地解决了这个问题，可以在一台计算机中模拟整个自观系统网络。

2.1 自观网络的虚拟测试平台设计方案

创建两个虚拟机用来模拟CDUA、CDUB。再创建一台虚拟机运行外场气象传感器数据模拟软件，该软件能够模拟外场气象数据，并将这些数据发送给CUDA 和CDUB，为它们提供数据来源。然后可以根据需要创建模拟机来模拟用户终端，例如观测或预报用户等。这样一个完整的自观系统模拟网络即搭建完成。

2.2 在虚拟机软件选择上需要注意的问题

在虚拟机软件选择上，选择使用目前主流的软件VMware Workstation 12 PRO 完成。该软件功能强大，既可以虚拟各种操作系统，还可以在系统中虚拟出网卡，可以利用它创建自己的虚拟网络。在自动观测系统的虚拟环境设置中，将网卡设置成“自定义虚拟网络”，就可以组建自己的模拟环境。

2.3 在网络组建过程中需要注意的问题

在整个网络组建过程中，CDUA 和CDUB 两个数据处理服务器的安装是最重要的部分，可以依据下面步骤进行安装。

首先，按照提示信息完成虚拟机软件VMware Workstation的安装，然后在虚拟平台上创建两个虚拟机，在虚拟机安装Sever 2003 操作系统，然后安装MIDAS IV 应用软件，将这两台虚拟机作为CDUA 和CDUB。

安装完应用软件后，需要对MIDAS IV 软件进行一些设置。运行roadiag.exe 程序，然后点击“文件”菜单，点击“NEW”建立一个新的文件。分别定义好CDUA 和CDUB 的IP 地址和端口，以及系统名称，这是系统的几个主要参数。服务器IP 值定义为192.168.1.10 和192.168.1.11 两个值，端口值均定义为1399，然后再定义名称。填写好后保存文件。使用字处理软件看文档，可以看到文件中包括以下几个参数。文件内容如下。

［System］

System=cy1

AddressA=192.168.1.10：1399

AddressB=192.168.1.11：1399

［Vaisala Remote Object Server］

［Vaisala Remote Object Persistent］

文件保存好之后，点击“system”子菜单，然后点击“services”

此时弹出“service”窗口。若安装CDUA，则在CDU Identifier中选择A，然后点击OK。安装CDUB 时则选择B。这个步骤的作用是告诉网络或整个系统，这台电脑（虚拟）是CDUA 还是CDUB。下一个步骤是点击“install”按键，这个按钮的功能是将相关信息写入注册表，uninstall 则是相反的，将相关信息移除本机的注册表。

执行完这些步骤之后，CDUA 和CDUB 的心跳信号指示灯应变成绿色并每隔1 s 闪烁1 次。这表示CDUA 和CDUB 开始正常工作了。

3 结束语

虚拟机技术在首都机场气象自动观测系统的设备测试、人员培训中得到了很好应用，这种技术使得工作效率得到提升，测试成本大大减少，为工作带来很大便利。其他机场的相关专业技术人员可以根据自身工作和需要，更好利用虚拟机技术。