铁路利用虚拟化技术实现系统整合实施案例

作者：佟晓生 2009-05-31 19:18:02

云计算

虚拟化通化车务段为提高车站运输组织质量和管理水平，提高基层站段的信息技术设备维护水平，决定以车务段为单位对通化车务段管内现车管理信息系统进行整合，从根本上改变基层单位信息技术工作的落后面貌。为此，经过认真调研、论证，决定采用虚拟化技术实现车站现车系统的硬件升级和服务器的整合，解决硬件依赖性的问题，实现了服务器硬件的平稳升级。

1 问题的提出

铁路的现车管理信息系统(以下简称现车系统)是基层铁路运输组织的重要技术装备，提升了运输生产作业标准和组织管理水平，提高了运输组织的质量。目前通化车务段管内共有7个车站(通化、东通化、集安、白山市、临江、松树镇、泉阳)使用现车管理信息系统。该系统是1998年铁道部推广的现车管理信息系统统一的1.0版本软件，采用主机(主要采用小型机或PC服务器)、终端方式，基本能够实现调车、确报等功能，且软件稳定，易于维护。但是，截至目前，车站现车管理信息系统实施已经10年，服务器等硬件设备严重老化，故障频发，严重影响了运输生产。一方面各铁路局难以投入大量资金改造更新，推广现车管理信息系统2.0版本建设周期长，短时间内难以全面展开。另一方面，随着铁路改革的不断深入，生产力布局调整不断深化，车务段管辖范围不断增大，问题越来越突出，尤其是边远地区，交通不便，更增大了信息技术人员维护的难度。破解这些难题，需要采用新技术，打破传统的应用模式，走出一条创新之路。

为满足铁路局直管站段的要求，不断适应生产力布局调整发展形势发展需求，强化运输基础工作，提高车站运输组织质量和管理水平，提高基层站段的信息技术设备维护水平，针对通化车务段点多线长的特点，决定以车务段为单位对通化车务段管内现车管理信息系统进行整合，从根本上改变基层单位信息技术工作的落后面貌。为此，经过认真调研、论证，决定采用虚拟化技术实现车站现车系统的硬件升级和服务器的整合，解决硬件依赖性的问题，实现了服务器硬件的平稳升级。一方面降低硬件的投资，提高了服务器硬件的利用率;另一方面，充分发挥TMIS 广域网的优势，将多个车站的服务器集中，变分布范围较广的服务器于一点，方便了维护，降低了管理和运营成本，提高了故障处理的响应速度。整合工作将围绕服务器的集中和服务器的硬件升级这样的目标进行，实现系统和应用软件向新的硬件平台迁移。

2 虚拟化技术

虚拟化技术是将操作系统和应用程序虚拟成为单一的虚拟机，利用一台物理机运行多个虚拟机，在同一台物理机上运行不同的操作系统以及多个应用程序的技术。客户可以通过虚拟化技术整合资源池和实现计算机的高可用性，节省IT总成本，提高现有资产的效率、利用率和灵活性。

在通化车务段现车系统整合中采用的是VMware公司的虚拟化技术。该技术的原理是直接在计算机硬件或主机操作系统上面插入一个精简的软件层。该软件层包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器(或称“管理程序”)。多个操作系统可以同时运行在单台物理机上，彼此之间共享硬件资源。由于是将整台计算机(包括 CPU、内存、操作系统和网络设备)封装起来，因此虚拟机可与所有标准的 x86 操作系统、应用程序和设备驱动程序完全兼容。可以同时在单台计算机上安全运行多个操作系统和应用程序，每个操作系统和应用程序都可以在需要时访问其所需的资源，但彼此之间仍然完全隔离，一个虚拟机崩溃不影响其它虚拟机运行。

3 解决方案

经过调研，我们考虑将分布在各站的现车管理信息系统主机(服务器)集中到场地条件较好的通化车务段所在地——通化站主机房，各站的终端通过TMIS 2M网访问服务器。车务段的信息技术人员足不出户即可完成维护工作，不但缩短了故障响应时间，提高了故障处理速度，还节省了人员的差旅费。

随着信息技术的发展，新购置的PC服务器已不再支持SCO OpenServer操作系统，因此我们采用虚拟化技术，在新的硬件平台上搭建适合现车管理信息系统运行的虚拟机，以实现服务器硬件平台的升级。

图1:改造前的车站网络结构示意图

方案的具体内容如下：

1、新购置两套PC服务器，在两台服务器上安装Windows Server 2003做宿主机，使用Vmware Server软件，在新购置的PC 服务器上构建多个个独立于硬件的虚拟服务器。

2、现车管理信息系统服务器的迁移。将SCO OpenServer、Oracle7及现车管理信息系统应用软件部署到每台虚拟服务器上，为每台虚拟服务器分配独立的IP地址。

3、修改车站终端服务器设置，使该车站的终端能够访问分配给该车站的虚拟服务器。

4、修改信息技术分所的MQ设置，保证确报传输。

图2:改造后的非会聚点车站网络结构示意图

图3：改造后的会聚点车站(通化站)网络结构示意图

4 实施情况

根据通化车务段实际情况，我们已经陆续完成松树镇、泉阳、白山市、东通化、临江、集安、通化共七个站现车系统的迁移工作，目前运行状态良好。

5 实施后评价

(1)保障信息系统运行安全。缩短了故障响应时间，提高了故障处理速度，易于维修、维护，减少了因维修维护对生产的影响。

(2)节省硬件投资。将站数×2台服务器减少到2台服务器，例如，通化车务段有7个车站使用现车管理信息系统(不含使用小型机的车站)，原有服务器数量为7×2=14台，减少到2台，节省服务器12台。

(3)节约人员成本。因服务器数量减少而减少维护人员的工作量;因服务器集中降低了对现场(车站)人员的技术能力要求，减少了技术人员因到现场维修、维护产生的各项费用。

(4)节约设备运行成本。由于服务器集中设置和管理，改变了因现场服务器使用环境不良而造成的设备影响，延长了设备使用寿命。另外，由于物理服务器数量的减少，相应减少了用电负荷，节约了用电消耗。

(5)探索出一条资源整合成功之路。当前，随着铁路信息化建设的不断深入，信息化已经融入到铁路运输组织、客货营销、经营管理三大领域多个方面，各系统信息化应用需求日益旺盛，传统的一台服务器一个应用程序建设模式不仅投资大、效益低、资源共享性差，而且场地占用、电力和制冷需求大，安全性也低，维护难度大，采用虚拟化技术对现有资源进行整合，解决了上述问题。同时，为今后新建项目统一规划、资源综合利用打下了坚实的基础。

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