摘要：基于虛擬機技術的地震應急指揮系統(tǒng)可將原本需要部署在多臺服務器上的系統(tǒng)在一臺高性能服務器上進行實現(xiàn)，節(jié)約資源的同時使整個系統(tǒng)的冗余備份及異地移植更加方便靈活；虛擬機的快速恢復功能又可將系統(tǒng)的日常運維及二次開發(fā)能力增強?；谔摂M機技術的地震應急指揮系統(tǒng)，可大大提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性。
　　關鍵詞： 虛擬機；地震應急；指揮系統(tǒng)
　　中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）28-6821-06
　　地震應急指揮系統(tǒng)包含了ORACLE數(shù)據(jù)庫、ARCSDE數(shù)據(jù)引擎、WEBLOGIC中間件服務平臺、認證系統(tǒng)、系統(tǒng)總線、評估系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)等眾多基礎軟件平臺及業(yè)務軟件。系統(tǒng)的復雜性帶來不穩(wěn)定性，但系統(tǒng)的特殊性又要求整個系統(tǒng)必須具有高可靠性、高穩(wěn)定性，因此整個系統(tǒng)的冗余備份顯得十分重要。目前，地震應急指揮系統(tǒng)運行在兩臺數(shù)據(jù)庫服務器、五至六臺應用服務器上，通過系統(tǒng)總線方式進行通訊、控制。簡單照搬常規(guī)的冗余備份不但耗資巨大、費時費力，而且不利于推廣應用。系統(tǒng)的復雜性還使日常運行維護、異地移植及二次開發(fā)的難度加大。本文通過運用先進的虛擬機技術，在一臺高性能服務器上，結合現(xiàn)有地震應急指揮系統(tǒng)基礎平臺與應用軟件，實現(xiàn)整個技術系統(tǒng)的業(yè)務應用，從而達到整個系統(tǒng)冗余備份的目的。同時利用虛擬機技術可實現(xiàn)一臺主機內(nèi)不同虛擬機的內(nèi)部網(wǎng)絡通信功能，使異地移植功能更加方便、靈活，虛擬機強大的鏡像恢復功能又可為整個系統(tǒng)的日常維護及二次開發(fā)提供有力支持。先進的虛擬機技術與地震應急指揮系統(tǒng)相結合，大大提高了整個地震應急指揮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、靈活性。
　　1 虛擬機技術介紹
　　虛擬機就是把物理資源轉變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結構之間的壁壘。目前流行的虛擬機技術主要有虛擬儀器、虛擬顯示、虛擬機等。本文主要運用虛擬機技術在一臺高性能服務器中實現(xiàn)整個地震應急指揮系統(tǒng)的業(yè)務應用。
　　1.1 虛擬機基本概念
　　虛擬機.即為由虛擬機軟件模擬出來的計算機或稱為邏輯上的計算機。通過虛擬機軟件，可以在一臺物理計算機上模擬出一臺或多臺虛擬的計算機，這些虛擬計算機完全就像真正的計算機那樣進行工作，例如可以安裝操作系統(tǒng)、安裝應用程序、訪問網(wǎng)絡資源等等。對于使用者來說虛擬機只是計算機上的一個應用程序，但是對于在虛擬機中運行的應用程序而言.它就像是在真正的計算機中進行工作。
　　1.2 主流虛擬機
　　目前流行的虛擬機軟件有VMware、Virtual PC和Oracle VM Vi rtualBox等.它們都能在Windows系統(tǒng)上虛擬出多個計算機，用于安裝Linux、OS/2、FreeBSD、Windows等操作系統(tǒng)。
　　VMware Workstation是VMware公司出品的一款虛擬機軟件。利用它可以在一臺電腦上模擬出若干臺機器，這些虛擬機如同真實機一樣各自擁有自己獨立的操作系統(tǒng)、CPU、硬盤、內(nèi)存及其他硬件，你可以像使用普通計算機一樣對它們進行分區(qū)、格式化、安裝系統(tǒng)和應用軟件等操作，所有這些操作都不會對真實主機的硬盤分區(qū)和數(shù)據(jù)造成任何影響和破壞。VMware虛擬機的最大特點是不需要重新開機就能在一臺電腦上同時運行多個操作系統(tǒng)，這跟在同一臺PC機上安裝多操作系統(tǒng)是不同的。PC機上的多操作系統(tǒng)安裝，在任一時刻，只能運行其中的一個系統(tǒng)，如果想切換到其它系統(tǒng)，必須重新啟動機器。而在虛擬機環(huán)境下，多個操作系統(tǒng)可以同時運行，人們可以與對待標準的Windows應用程序那樣在多個操作系統(tǒng)之間來回切換，而不需要重新啟動機器。最值得關注的是VMware強大的網(wǎng)絡功能，可將多個虛擬機聯(lián)接在一起，組建一個局域網(wǎng)，這個網(wǎng)絡的行為與真實的網(wǎng)絡完全一致，而且不用擔心損壞虛擬網(wǎng)卡和虛擬交換機。
　　考慮到VMware虛擬機強大的網(wǎng)絡功能及快照恢復功能等，本文采用VMware作為虛擬機軟件。
　　2 虛擬機技術的地震應急指揮系統(tǒng)
　　地震應急指揮系統(tǒng)包含了ORACLE數(shù)據(jù)庫、ARCSDE數(shù)據(jù)引擎、系統(tǒng)總線、評估系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)等眾多基礎軟件、支持軟件及業(yè)務軟件。部署于ORACLE數(shù)據(jù)庫上的地震應急基礎數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心與基礎。ARCSDE空間數(shù)據(jù)引擎、ARCIMS空間數(shù)據(jù)服務軟件、WEBLOGIC中間件等基礎軟件為業(yè)務系統(tǒng)與支持系統(tǒng)的運行提供了服務與環(huán)境，用戶日志系統(tǒng)、總線系統(tǒng)等支持系統(tǒng)為業(yè)務軟件的運行提供了支撐保障。
　　以上各種軟件部署在不同的服務器及操作系統(tǒng)上，要想運用虛擬機技術實現(xiàn)地震應急指揮系統(tǒng)的冗余備份、異地移植及靈活應用，首先應實現(xiàn)網(wǎng)絡平臺的搭建。在搭建好包含不同操作系統(tǒng)的虛擬網(wǎng)絡平臺后，在虛擬系統(tǒng)中建立地震應急基礎數(shù)據(jù)庫，同時部署配置ARCSDE空間數(shù)據(jù)引擎、ARCIMS空間數(shù)據(jù)服務軟件、WEBLOGIC中間件等基礎軟件，再進行各業(yè)務系統(tǒng)的部署，最后在基礎數(shù)據(jù)的支持下進行綜合調(diào)試。下面將分別對虛擬機技術與地震應急指揮系統(tǒng)結合下的網(wǎng)絡平臺搭建、數(shù)據(jù)庫部署、業(yè)務系統(tǒng)部署調(diào)試等進行探討。
　　2.1 網(wǎng)絡平臺搭建
　　目前地震應急指揮系統(tǒng)安裝部署在兩臺數(shù)據(jù)庫服務器，五至六臺應用服務器上。各個服務器通過物理網(wǎng)絡連接，一旦網(wǎng)絡發(fā)生故障，會造成整個系統(tǒng)的運行不暢。且物理網(wǎng)絡的連接使整個系統(tǒng)的冗余備份、異地移植等變得復雜、困難。利用虛擬機技術，可在一臺服務器上搭建包含多個不同操作系統(tǒng)的虛擬服務器網(wǎng)絡平臺。每臺虛擬服務器添加雙虛擬網(wǎng)卡，一個網(wǎng)卡采用Host-Only網(wǎng)絡模式，一個網(wǎng)卡采用Bridge網(wǎng)絡模式。各虛擬服務器之間即可通Host-Only網(wǎng)絡模式，實現(xiàn)同一臺主機的內(nèi)部網(wǎng)絡通信連接，完全避免外部物理網(wǎng)絡故障給整個系統(tǒng)帶來的影響；也可通過Bridge網(wǎng)絡模式，實現(xiàn)通過外部網(wǎng)絡外界訪問系統(tǒng)的目的。
　　按照現(xiàn)有地震應急指揮系統(tǒng)的安裝部署情況，Oracle數(shù)據(jù)庫和ArcSDE數(shù)據(jù)引擎安裝部署在Linux系統(tǒng)上，其余支持系統(tǒng)及業(yè)務系統(tǒng)均安裝部署在Microsoft 2003 Server系統(tǒng)上。因此在虛擬機中，可虛擬一臺Linux服務器作為數(shù)據(jù)庫服務器，虛擬兩至三臺Microsoft 2003 Server作為應用服務器。
　　虛擬網(wǎng)絡平臺搭建完成后，通過Bridge虛擬模式網(wǎng)卡，還可模擬出一個與真實相差無幾的客戶端/服務器環(huán)境，便于對Oracle Net組件及通過ArcGIS Desktop連接ArcSDE進行配置使用。
　　2.2 數(shù)據(jù)庫的部署
　　地震應急基礎數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心，各業(yè)務系統(tǒng)需在地震應急基礎數(shù)據(jù)庫的支持下才能正常運轉。數(shù)據(jù)庫的運行正常與否直接影響著整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。從地震應急指揮系統(tǒng)的日常運行來看，每一次數(shù)據(jù)庫出問題都會給整個系統(tǒng)帶來災難性的影響。另外，由于地震應急指揮系統(tǒng)24小時不間斷運行，每日運維也在不斷計算，產(chǎn)生了大量的計算結果及運行日志，各業(yè)務系統(tǒng)的表空間、系統(tǒng)表空間等常常需要清理、擴展。數(shù)據(jù)庫在日常工作中操作頻繁，任何一個誤操作都可能帶來嚴重后果。通過在虛擬數(shù)據(jù)庫服務器上部署地震應急基礎數(shù)據(jù)庫，可利用虛擬機“閃回”鏡像技術實現(xiàn)冗余備份，不必擔心數(shù)據(jù)庫運行異常。更可通過在虛擬服務器上操作來驗證對真實數(shù)據(jù)庫的操作是否正確，起到提前試驗的目的。
　　在已搭建好的虛擬數(shù)據(jù)庫服務器上，通過安裝部署ORACLE數(shù)據(jù)庫和ARCSDE數(shù)據(jù)引擎，建立用戶及表空間，導入基礎數(shù)據(jù)等可實現(xiàn)地震應急基礎數(shù)據(jù)庫的部署，為整個系統(tǒng)的冗余備份、異地移植、快速恢復等打下堅實的基礎。地震應急基礎數(shù)據(jù)庫的更新也是地震應急指揮系統(tǒng)的一項重要工作。運用虛擬數(shù)據(jù)庫，可先將需要更新的數(shù)據(jù)導入虛擬數(shù)據(jù)庫中，通過各虛擬業(yè)務系統(tǒng)的運行使用，確認無誤后再導入真實數(shù)據(jù)庫，大大提升數(shù)據(jù)庫的安全性、穩(wěn)定性。
　　2.3 業(yè)務系統(tǒng)部署
　　業(yè)務系統(tǒng)是地震應急指揮系統(tǒng)的主干。在地震應急基礎數(shù)據(jù)庫的支持下，業(yè)務系統(tǒng)通過計算產(chǎn)生各種評估結果、報告和輔助決策信息供指揮人員參考。整個地震應急指揮系統(tǒng)共包含14個業(yè)務軟件，目前部署在5至6臺應用服務器上。軟件數(shù)量所用服務器數(shù)量較多，造成了運行環(huán)境復雜、運行成本較高和系統(tǒng)備份較難等問題。利用虛擬機技術，在一臺高性能服務器上，完成虛擬網(wǎng)絡平臺及數(shù)據(jù)庫的搭建后，可將眾多業(yè)務軟件部署在劃分成多個虛擬服務器的單一服務器上，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的冗余備份。
　　另外各業(yè)務系統(tǒng)運行時，通過系統(tǒng)總線相互關聯(lián)，一個系統(tǒng)的計算結果，往往是其他系統(tǒng)的運算依據(jù)，系統(tǒng)之間復雜的內(nèi)部聯(lián)絡也使得單一系統(tǒng)的運行故障會影響整個系統(tǒng)，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。
　　利用虛擬機技術，可對每臺虛擬應用服務器隨時進行備份，發(fā)生問題后，利用“閃回”功能，迅速回到正確狀態(tài)，在提升整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，也為日后二次開發(fā)、本地化研究打下了堅實基礎。
　　2.4 應急指揮系統(tǒng)冗余備份測試
　　在虛擬網(wǎng)絡平臺上，部署好地震應急基礎數(shù)據(jù)庫及各相關業(yè)務軟件之后，可通過人工觸發(fā)地震來測試整個虛擬地震應急指揮系統(tǒng)的性能，檢驗基于虛擬技術的地震應急指揮系統(tǒng)能否實現(xiàn)對原有系統(tǒng)的冗余備份。通過使用鏡像“閃回”技術，可檢驗系統(tǒng)的快速恢復功能。機機的鏡像管理器，可使使用者隨時保存當前鏡像，也可回到任意保存了鏡像的時刻，整個系統(tǒng)狀態(tài)將和保存鏡像時的狀態(tài)一樣。
　　通過異地拷貝虛擬機文件，可檢驗基于虛擬機技術的地震應急指揮系統(tǒng)的異地移植靈活性。虛擬機表現(xiàn)為一系列的虛擬機硬件配置文件及虛擬磁盤文件，在部署虛擬機時，不同的虛擬機可設立不同的名稱，只需將不同虛擬機的硬件配置文件及磁盤文件簡單復制，即可實現(xiàn)跨平臺的異地部署。
　　3 基于虛擬機技術的系統(tǒng)的優(yōu)點
　　利用虛擬機技術，在一臺高性能服務器上建立的地震應急指揮系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性、靈活性，其主要優(yōu)點如下：
　　1）易于實現(xiàn)整個應急指揮系統(tǒng)的備份及轉移部署。
　　虛擬機可表現(xiàn)為一系列的虛擬機的虛擬硬件配置文件及虛擬磁盤文件，這些文件均可方便地刻錄備份，并在各種不同系統(tǒng)的虛擬機中加載運行，實現(xiàn)系統(tǒng)的跨平臺部署。
　　2）便于數(shù)據(jù)庫更新。
　　數(shù)據(jù)庫更新前，首先在虛擬機搭建的備份系統(tǒng)中進行更新并進行充分測試，確認數(shù)據(jù)的有效性后，再導入正式系統(tǒng)。
　　3）無需掌握復雜的系統(tǒng)備份及恢復過程便可實現(xiàn)快速的系統(tǒng)恢復操作。
　　虛擬應急指揮系統(tǒng)可隨時對整個系統(tǒng)進行備份，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可方便的利用虛擬機的快照“閃回”功能實現(xiàn)整個應急系統(tǒng)的快速恢復。
　　4）可對系統(tǒng)大膽進行各種二次開發(fā)及調(diào)優(yōu)操作。
　　以往對系統(tǒng)的二次開發(fā)或調(diào)優(yōu)操作時，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，往往不敢放手試驗，現(xiàn)在利用虛擬機的快照“閃回”功能，可對系統(tǒng)進行大膽操作。
　　4 結束語
　　基于虛擬機技術的地震應急指揮系統(tǒng)，使原來需要兩臺數(shù)據(jù)服務器，六臺應用服務器的整個系統(tǒng)在一臺高性能服務器上即可實現(xiàn)?；谔摂M機技術的地震應急指揮系統(tǒng)還可利用“閃回”技術，記錄操作過程的每一步，方便技術人員隨時回到上一次的原始狀態(tài)，減少了每次試驗的重復步驟，在提高效率的同時也增強了開發(fā)、試驗的靈活性、可恢復性。而且通過虛擬機技術在一臺服務器上實現(xiàn)的地震應急指揮系統(tǒng)，啟動快速、移植方便，可為現(xiàn)有地震應急指揮系統(tǒng)提供快速安全靈活的冗余備份，提升整個系統(tǒng)的安全性、實用性、可靠性。
　　參考文獻：
　　[1] 肖蘭喜，馮志軍，董翔.評估與輔助決策系統(tǒng)培訓講義[Z].
　　[2] Smith J E，Nair.虛擬機—系統(tǒng)與進程的通用平臺[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.
　　[3] 吳秀芹，張洪巖.ArcGis9地理信息系統(tǒng)應用與實踐[M].北京：清華大學出版社，2007.
　　[4] 農(nóng)堅，徐紅.使用“虛擬機”技術搭建虛擬實驗環(huán)境研究[J].計算機應用與軟件，2008（12）.
　　[5] 梁誠，李瓊，夏建波.VMware虛擬機技術在計算機實踐教學中的應用[J].電腦開發(fā)與應用，2007（8）.
　　[6] 李運發(fā)，徐向華，萬鍵.基于虛擬機負載遷移的資源調(diào)度機制[J].華中科技大學學報，2009（9）.
　　[7] 李昕，張孝天.數(shù)據(jù)庫虛擬機模型的分析與研究[J].計算機仿真，2007（3