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摘要：随着中国铁路的快速发展，铁路信息化程度也将快速提高，对IT系统也将提出新的要求，虚拟化技术将在铁路站段信息系统中将发挥越来越重要的作用。采用虚拟化技术能有效地提高硬件设备（服务器）的利用率，降低了管理和运营成本，方便技术人员维护，提高故障处理的响应速度，减少故障恢复的时间。
关键词：虚拟化 信息系统 应用
中图分类号：G201 文献标识码：A 文章编号：
一、铁路信息化的发展和出现的问题
铁路是国家交通运输命脉，而铁路信息化建设对整个铁路的运营、管理、安全、服务等方面起到了极其重要的作用。如今铁路信息化从整体上可分为几大部分：列车调度指挥系统、铁路客票发售与预订系统、铁路运输管理信息系统、铁路办公信息系统。经过30多年的发展，特别是铁路运输管理信息系統、客票预订与发售等系统建设以来，财会管理与资金清算、铁路运输统计、机务管理、车辆管理、办公自动化等应用项目相继投入使用，这些应用涵盖了铁路运输组织、客货营销、经营管理的各主要环节。信息化对于高度铁路的建设起到了至关重要的作用。
同时，铁路信息化在快速发展过程中也出现了一些的问题。比如随着系统的增多，服务器、微机终端数量也不断增多，占用空间越来越大，增加了技术人员维护的难度。目前车务站段的应用系统大多采用C/S、B/S模式（客户端/服务器模式），例如车站综合管理系统（Smis2.0）、站段十八点统计分析系统、货运保价及事故处理系统、车号识别、客票预订与发售系统、轨道衡等都采用这种模式，不仅服务器数量多，而且服务器型号种类多，新旧服务器并存，兼容性差，不利于维护，一旦硬件出现问题不能及时恢复。
二、计算机虚拟化技术
所谓虚拟化就是在一台物理机上利用虚拟化软件运行多个操作系统，以充分利用硬件资源。虚拟化的概念在20世纪60年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移，微型计算机和PC可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力，因此到20世纪80年代，虚拟技术已不再广泛使用。但是到了20世纪90年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
内置于虚拟服务器中的虚拟机技术可使一台物理服务器运行两个或多个系列操作系统及相关的应用程序，虚拟机使用软件和选定的硬件设备创建仿真操作环境并投入实际生产环境中。
如图1：
图1.虚拟化模式
采用虚拟化技术能有效地提高硬件设备（服务器）的利用率，降低了管理和运营成本，方便技术人员维护，提高故障处理的响应速度，减少故障恢复的时间。
因此我们龙门车务段经过认真调研论证，决定先在车站综合管理信息系统（Smis2.0）中试用虚拟化技术，进行系统整合，再推广到其他生产系统。
三、虚拟化解决方案
在龙门车务段车站综合管理信息系统（Smis2.0）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。
具体的实施方案，以我段轵城车站为例：
原来的系统采用两台服务器和若干微机终端，一台服务器为IBM X3850，使用Linux+oracle11g，负责存储数据，该服务器档次和性能较高，另一台服务器为IBM x3500，负责列车预确报的转发。如图2：
图2.整合前的系统架构
整合后将原有的数据库服务器虚拟化，安装VMware vSphere 4.1系统，在该平台上构建两台不依赖于硬件的应用服务器，担负数据存储和预确报转发的任务。原有的IBM x3500服务器可以节省下来作为备用。如图3：
图3.系统整合后架构
虚拟服务器可以独立分配的IP地址。VMware vSphere 4.1虚拟系统可以方便的对服务器进行备份、迁移，易于管理。
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。将车站原有两台服务器整合为一台。
(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。
四、结束语
虚拟化技术已经成为计算机发展的一个趋势,在计算机领域得到了广泛的发展和应用。虚拟化带来的便利显而易见，随着信息化技术在铁路中的深入发展，虚拟化技术在铁路信息系统中的应用会越来越普及，发挥的作用也会越来越重要，能够为铁路的发展提供强有力的技术支持。
关键词：虚拟化 信息系统 应用
中图分类号：G201 文献标识码：A 文章编号：
一、铁路信息化的发展和出现的问题
铁路是国家交通运输命脉，而铁路信息化建设对整个铁路的运营、管理、安全、服务等方面起到了极其重要的作用。如今铁路信息化从整体上可分为几大部分：列车调度指挥系统、铁路客票发售与预订系统、铁路运输管理信息系统、铁路办公信息系统。经过30多年的发展，特别是铁路运输管理信息系統、客票预订与发售等系统建设以来，财会管理与资金清算、铁路运输统计、机务管理、车辆管理、办公自动化等应用项目相继投入使用，这些应用涵盖了铁路运输组织、客货营销、经营管理的各主要环节。信息化对于高度铁路的建设起到了至关重要的作用。
同时，铁路信息化在快速发展过程中也出现了一些的问题。比如随着系统的增多，服务器、微机终端数量也不断增多，占用空间越来越大，增加了技术人员维护的难度。目前车务站段的应用系统大多采用C/S、B/S模式（客户端/服务器模式），例如车站综合管理系统（Smis2.0）、站段十八点统计分析系统、货运保价及事故处理系统、车号识别、客票预订与发售系统、轨道衡等都采用这种模式，不仅服务器数量多，而且服务器型号种类多，新旧服务器并存，兼容性差，不利于维护，一旦硬件出现问题不能及时恢复。
二、计算机虚拟化技术
所谓虚拟化就是在一台物理机上利用虚拟化软件运行多个操作系统，以充分利用硬件资源。虚拟化的概念在20世纪60年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移，微型计算机和PC可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力，因此到20世纪80年代，虚拟技术已不再广泛使用。但是到了20世纪90年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
内置于虚拟服务器中的虚拟机技术可使一台物理服务器运行两个或多个系列操作系统及相关的应用程序，虚拟机使用软件和选定的硬件设备创建仿真操作环境并投入实际生产环境中。
如图1：
图1.虚拟化模式
采用虚拟化技术能有效地提高硬件设备（服务器）的利用率，降低了管理和运营成本，方便技术人员维护，提高故障处理的响应速度，减少故障恢复的时间。
因此我们龙门车务段经过认真调研论证，决定先在车站综合管理信息系统（Smis2.0）中试用虚拟化技术，进行系统整合，再推广到其他生产系统。
三、虚拟化解决方案
在龙门车务段车站综合管理信息系统（Smis2.0）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。
具体的实施方案，以我段轵城车站为例：
原来的系统采用两台服务器和若干微机终端，一台服务器为IBM X3850，使用Linux+oracle11g，负责存储数据，该服务器档次和性能较高，另一台服务器为IBM x3500，负责列车预确报的转发。如图2：
图2.整合前的系统架构
整合后将原有的数据库服务器虚拟化，安装VMware vSphere 4.1系统，在该平台上构建两台不依赖于硬件的应用服务器，担负数据存储和预确报转发的任务。原有的IBM x3500服务器可以节省下来作为备用。如图3：
图3.系统整合后架构
虚拟服务器可以独立分配的IP地址。VMware vSphere 4.1虚拟系统可以方便的对服务器进行备份、迁移，易于管理。
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。将车站原有两台服务器整合为一台。
(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。
四、结束语
虚拟化技术已经成为计算机发展的一个趋势,在计算机领域得到了广泛的发展和应用。虚拟化带来的便利显而易见，随着信息化技术在铁路中的深入发展，虚拟化技术在铁路信息系统中的应用会越来越普及，发挥的作用也会越来越重要，能够为铁路的发展提供强有力的技术支持。