祝視，陳運生，龔輝波，魏培

(國網(wǎng)湖南省電力公司信息通信公司，湖南長沙410014)

基于虛擬化的通信網(wǎng)管綜合管理研究

祝視，陳運生，龔輝波，魏培

(國網(wǎng)湖南省電力公司信息通信公司，湖南長沙410014)

提出了一種基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，將先進的信息技術(shù)融合于傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中，可以降低重復(fù)布線需求，減少網(wǎng)管客戶端數(shù)量，精簡網(wǎng)管省集中實現(xiàn)復(fù)雜度。

信息通信融合；通信網(wǎng)管；虛擬化；遠程訪問

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，湖南電力已形成一套完善的通信網(wǎng)絡(luò)機制，為保障電網(wǎng)生產(chǎn)運行和經(jīng)營管理提供了重要支撐力量。在國家電網(wǎng)公司“三集五大”體系建設(shè)的背景下，開展通信調(diào)度集約化建設(shè)，強化集中管控，有利于進一步提升工作成效，實現(xiàn)信息通信調(diào)度更集約、更扁平、更專業(yè)。在通信集約化建設(shè)過程中，在不改動原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，如何將各個地市供電公司的各類通信設(shè)備網(wǎng)管集中至省公司層面進行統(tǒng)一管理，加強信息與通信兩個專業(yè)的融合力度，是新形勢下需要重點考慮的問題〔1－2〕。

1 通信網(wǎng)管現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 通信設(shè)備網(wǎng)管現(xiàn)狀

湖南電力通信設(shè)備種類較多，包含多種網(wǎng)管系統(tǒng)，比如在三級通信網(wǎng)中，光傳輸采用NEC廠家的同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)和烽火分組傳送網(wǎng)(Packet Transport Network，PTN)技術(shù)體制組網(wǎng)，廣域網(wǎng)采用OTN組網(wǎng)，還有微波網(wǎng)管，以及國昌和力禾的動力環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)管等〔3〕，各網(wǎng)管拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖１ 湖南電力通信設(shè)備網(wǎng)管現(xiàn)狀

從圖1可以看出，各網(wǎng)管獨立組網(wǎng)，互不干擾，每個網(wǎng)管一般配置1臺交換機和多個客戶端。目前國網(wǎng)湖南省電力公司正大力推進通信調(diào)度集約化體系建設(shè)，其主要工作是將地市公司光傳輸、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度交換、動力環(huán)境等四級通信網(wǎng)業(yè)務(wù)的調(diào)度監(jiān)控集中至省公司，需要將這些業(yè)務(wù)的網(wǎng)管系統(tǒng)也集中至省公司，然而不同地市同一類型業(yè)務(wù)采用的網(wǎng)管廠家不一，即便同一地市針對某類型的業(yè)務(wù)也存在使用多個廠家網(wǎng)管的情況，使得網(wǎng)管綜合管理的難度越來越大。

1.2 通信設(shè)備網(wǎng)管存在的問題

1)網(wǎng)管綜合管理難度大，給網(wǎng)管省集中工作帶來許多不便。每一類網(wǎng)管在物理上相互獨立，不僅造成了硬件資源的浪費，且網(wǎng)管IP資源的分配不受限制，導(dǎo)致多個網(wǎng)絡(luò)使用同樣的IP資源段，加大了網(wǎng)管集中的難度。

2 基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略

2.1 總體架構(gòu)

結(jié)合湖南電力通信網(wǎng)管的實際情況，提出一種基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略?，F(xiàn)有各網(wǎng)管服務(wù)器均保留不做更改，用戶訪問網(wǎng)管客戶端系統(tǒng)采用虛擬機＋遠程桌面方式?，F(xiàn)有網(wǎng)管客戶端均更換為雙網(wǎng)卡虛擬機方式，一個網(wǎng)卡對設(shè)備服務(wù)器側(cè)，一個網(wǎng)卡對通用客戶端側(cè)，各監(jiān)控、調(diào)度和網(wǎng)管中心等需要用到網(wǎng)管的地方通過遠程桌面訪問虛擬機。網(wǎng)管綜合管理方案如圖2所示。

圖2 網(wǎng)管綜合管理方案

從圖2可以看出，客戶端主機中包含多個虛擬機，每個虛擬機均為雙網(wǎng)卡配置，一個網(wǎng)卡通過交換機網(wǎng)絡(luò)連接到調(diào)度客戶端，另外一個網(wǎng)卡各自連接至相應(yīng)的網(wǎng)管服務(wù)器交換設(shè)備。該方案具備如下優(yōu)點:①左側(cè)，對設(shè)備、服務(wù)器地址無要求，不需要更改網(wǎng)管服務(wù)器或被管理設(shè)備的地址；②右側(cè)，所有計算機終端均為通用操作系統(tǒng)，從任何一臺計算機均可訪問到任何一個系統(tǒng)的管理終端；③新增、改變、恢復(fù)網(wǎng)管終端更快捷，采用虛擬機遷移方式即可實現(xiàn)。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

將各虛擬機集中在一臺機架式服務(wù)器上的關(guān)鍵技術(shù)為VMware vsphere方案〔5〕，vsphere是VMware公司的一個提供虛擬化平臺的軟件，軟件中包含ESXI，VCenter等重要組件，ESXI可將物理基礎(chǔ)設(shè)施的IT資源進行虛擬化成虛擬的IT資源，而VCenter Server通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心和集群把這些虛擬化資源進行集中的管理，基于VCenter Server可以實現(xiàn)很多高級應(yīng)用〔6〕，此外，vsphere client也可管理ESXI主機；有兩種管理形式，一是直接管理ESXI主機，但這種形式只能管理單獨的ESXI主機；二是通過Vcenter Server對所有ESXI主機進行集中管理〔7〕，如圖3所示。

圖3 VMware vsphere方案

2.3 實現(xiàn)過程

基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，其總體架構(gòu)硬件核心為帶雙網(wǎng)卡的機架式服務(wù)器，通過VMware vsphere方案實現(xiàn)多個虛擬機的并行管理，網(wǎng)絡(luò)核心為一臺三層交換機，控制各網(wǎng)管數(shù)據(jù)交換方式，具體實現(xiàn)過程如下:

1)搭建VMware vsphere環(huán)境。在機架式服務(wù)器上安裝ESXI系統(tǒng)，在一臺客戶機中安裝vsphere client，IP地址均設(shè)置在同一網(wǎng)段，即可使用vsphere client建立虛擬機。如有多個主機需要管理，需先新建一個虛擬機安裝vcenter組件。

2)安裝網(wǎng)管客戶端。新建虛擬機后，在虛擬機中安裝相應(yīng)網(wǎng)管客戶端，各虛擬機依托主機的雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)有兩個網(wǎng)卡可供使用，將第1個網(wǎng)卡IP地址設(shè)置為和對應(yīng)網(wǎng)管服務(wù)器IP同一網(wǎng)段，則經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配置后該虛擬機可訪問對應(yīng)的網(wǎng)管，將第二個IP地址設(shè)置為和主機同一網(wǎng)段，則可使客戶機能遠程至虛擬機訪問相應(yīng)網(wǎng)管。

“歷史意識要求應(yīng)當(dāng)從每一個過去的自身存在去觀看過去時，也就是說，不從我們現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)和成見出發(fā)，而是在過去自身的歷史視域中來觀看過去”［2］415，所以理解“以詩為詞”就要從理解蘇軾的文學(xué)創(chuàng)作論出發(fā)。

3)配置網(wǎng)絡(luò)。本方案網(wǎng)絡(luò)核心為1臺三層交換機，各網(wǎng)管服務(wù)器的交換機連接至該交換機，各個客戶機連接至該交換機，機架式服務(wù)器的兩個網(wǎng)卡連接至該交換機，如圖4所示。

圖4 交換機端口配置

通過對三層交換機不同網(wǎng)口進行設(shè)置〔8〕，可保證各網(wǎng)管服務(wù)器之間互不干擾。具體操作步驟如下:①不同網(wǎng)管系統(tǒng)交換機連接至三層交換機的網(wǎng)口設(shè)定為access模式，且用不同的Vlan ID標(biāo)識，如至華為光傳輸系統(tǒng)服務(wù)器交換機的網(wǎng)口1 Vlan ID設(shè)置為1，至動環(huán)系統(tǒng)服務(wù)器交換機的網(wǎng)口2 Vlan ID設(shè)置為2，則華為網(wǎng)管和動環(huán)網(wǎng)管傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將互不干擾；②為保證每一客戶機能訪問任何一個網(wǎng)管系統(tǒng)，所有客戶機連接至三層交換機的網(wǎng)口(網(wǎng)口41—44)設(shè)定為access模式，用相同的Vlan ID(例如100)標(biāo)識；③三層交換機網(wǎng)口52設(shè)定為access模式，Vlan ID為100，允許各客戶機數(shù)據(jù)包傳輸；④網(wǎng)口51設(shè)定為trunk模式，并進一步約束可通過的Vlan ID(如允許Vlan標(biāo)簽為1，2的數(shù)據(jù)包通過，不允許Vlan標(biāo)簽為100的數(shù)據(jù)包通過)，從而允許各網(wǎng)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包傳輸，同時抑制客戶機的數(shù)據(jù)包傳輸。設(shè)置完成后，利用某網(wǎng)管虛擬機的第2個網(wǎng)卡IP地址遠程進入虛擬機，再登陸網(wǎng)管客戶端即可訪問網(wǎng)管。

3 應(yīng)用效果

利用1臺主機、1臺三層交換機和幾臺客戶機在生產(chǎn)環(huán)境中實現(xiàn)了基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，具體IP資源分配如表1所示。

從表1中可以看出，網(wǎng)管服務(wù)器交換機側(cè)的地址無需修改，虛擬機網(wǎng)卡1設(shè)置為同網(wǎng)管服務(wù)器交換機同一網(wǎng)段，在虛擬機中安裝相應(yīng)網(wǎng)管客戶端后即可訪問網(wǎng)管。各虛擬機網(wǎng)卡2地址均設(shè)置為同一網(wǎng)段，將調(diào)度或網(wǎng)管中心的客戶機設(shè)置為×.×.×. ×網(wǎng)段，使用windows系統(tǒng)自帶的遠程桌面連接方式，即可訪問各網(wǎng)管系統(tǒng)。在傳統(tǒng)連接方式中，需要使用至少7根網(wǎng)線和7臺終端才能實現(xiàn)同樣的效果，若網(wǎng)管數(shù)量增多，或需要在調(diào)度臺之外的地方訪問網(wǎng)管，對布線和客戶機的需求還將大大增加，而本方案只需要從通信機房拉一根線至調(diào)度臺，使用1臺客戶機即可實現(xiàn)對所有網(wǎng)管的訪問，不僅大大縮小了網(wǎng)管操作間空間，也提高了網(wǎng)管使用的穩(wěn)定性。

表1 IP資源分配

4 結(jié)語

通信網(wǎng)管種類較多，且服務(wù)器所在網(wǎng)段沒有統(tǒng)一規(guī)劃，存在不同網(wǎng)管使用同一網(wǎng)段的情形，同時網(wǎng)管客戶端數(shù)量較多且功能單一。基于虛擬化的通信設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)綜合管理策略，不僅降低了重復(fù)布線需求，減少網(wǎng)管客戶端數(shù)量，在網(wǎng)管進行綜合管理的同時避免了不同網(wǎng)管之間的數(shù)據(jù)交換，安全穩(wěn)定性較好，滿足通信網(wǎng)精益化管理的要求。

〔1〕汪大洋，賈平，江凇.基于IP－KVM的網(wǎng)管集中管理軟平臺的搭建與應(yīng)用〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2014，12(4):61-65.

〔2〕劉瑋，侯思祖.終端接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)研究〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2014，12(1):122-126.

〔3〕張正江.電力通信機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究〔J〕.數(shù)字通信，2014，41(1):49-51.

〔4〕肖奇良.動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展及前景分析〔J〕.計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012(14):95，97.

〔5〕沈志豪，梅峰，蔣鴻城，等.資源池虛擬化技術(shù)的應(yīng)用研究〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2015，13(3):39-44.

〔6〕張鐵剛，吉承文，馬超，等.計算資源虛擬化在海南電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2014，12(5):49-53.

〔7〕張濤，李巍，廖謙.數(shù)據(jù)中心安全域劃分及防護發(fā)展趨勢〔J〕.電力信息與通信技術(shù)，2015，13(1):112-115.

〔8〕華為技術(shù)有限公司.Quidway S5700系列以太網(wǎng)交換機V100R005C01配置指南－基礎(chǔ)配置〔R〕.2011.

Research and practice on comprehensive management strategy based on virtualization for communications network management system

ZHU Shi，CHEN Yunsheng，GONG Huibo，WEI Pei
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Information＆Communication Company，Changsha 410014，China)

This paper proposes a comprehensive management strategy based on virtualization for communication network management system，so that the traditional communication network becomes more integrated with advanced information technology.The strategy could reduce the need for repeat wiring and decrease the number of network management client，and simplify centralized management of network.

fusion of information and communication；communications network management；virtualization；remote access

TN915.07

B

1008-0198(2017)01-0024-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.01.006

祝視(1988)，男，湖南益陽人，工程師，碩士研究生，從事電力系統(tǒng)通信網(wǎng)運行和維護工作。

2016-06-08 改回日期:2016-11-07