孙国兵 袁杰
本文作者孙国兵先生，无锡太湖明珠广电网络有限公司播出部主任、工程师；袁杰先生，播出部副主任、工程师。
关键词:虚拟计算机技术 SDH 复用器 工作站 服务器
一 虚拟计算机技术简介
正常情况下，一台计算机只能同时运行一个操作系统，操作系统通过设备驱动来使用计算机的硬件。计算机的硬件一般包含鼠标、键盘、CPU、内存、磁盘控制器、磁盘驱动器、显卡、网卡等。
采用虚拟计算机技术，可以在一台主机上同时运行两个或多个操作系统，在每个操作系统上可以运行各自的应用程序。
虚拟计算机技术就是用软件真实地模拟计算机硬件环境，使得操作系统分辨不出是运行在真实的计算机环境中还是虚拟计算机环境中。在虚拟机软件上运行的虚拟计算机可称为客户机。虚拟计算机的体系结构见图1。
虚拟计算机软件可以模拟所有常见的硬件设备，如CPU、芯片组、BIOS、中断控制器、内存、显卡、IDE控制器、IDE硬盘、光驱、SCSI设备、SCSI硬盘、软盘、计算机时钟、鼠标、键盘、声卡、串口、并口、USB接口、网卡等。
客户机可以直接使用主机的键盘、鼠标、串口、并口、USB接口、网卡、光驱、软驱等设备完成与外部环境的交互和通讯。
由于虚拟机软件较为逼真地模拟了一台计算机所需要的硬件设备，因此，在虚拟机平台上可以运行多种操作系统，如常见的Windows系列、Linux等。
在需要多操作系统的运行环境时，虚拟计算机技术是一个高效率、高性价比的解决方案。虚拟计算机可以用于对应用软件进行模拟实际环境测试，运行一些旧版本软件。随着虚拟计算机技术的进一步发展，虚拟计算机技术在企业计算中的应用也逐步增多。虚拟计算机的应用已从工作站发展到服务器，在服务器版本的虚拟计算机软件上运行多个操作系统，完成7×24小时的企业应用已成为一种正在流行的解决方案。
二 工作站版虚拟计算机技术的应用
在广播电视技术的发展过程中，存在着不少在今天仍然发挥作用的旧版本软件。将这些旧版本的软件移植到虚拟计算机中，既可以解决原来支撑运行的计算机硬件老化问题，还可以让原来只能安装在一台特定计算机上的软件系统易于分发、携带。如将网管系统移植到虚拟计算机中，可以在笔记本计算机上运行，方便技术人员在现场对设备进行维护。下面介绍几种典型的应用。
1. 阿尔卡特公司的SDH网管
阿尔卡特公司的SDH产品在广电系统中占有较大的市场份额，其网管系统是一个Windows 95环境下的应用程序。如果将这个网管软件安装在现在的笔记本计算机中，用于现场维护设备，就必须安装双系统，操作比较不方便；而虚拟机平台的应用可以在主机操作系统中运行旧版的网管系统，使用非常方便。在虚拟计算机上运行的SDH网管系统见图2。
在这种方式下，客户机使用主机的串口与SDH设备通讯。
2. PHILIPS的复用器网管
PHILIPS的复用器属于早期的复用器产品，大量用于各卫星地面站和部分发展较早的有线数字电视前端。由于该款复用器的设计架构很先进，虽然产品早已停产，仍然得到广泛使用。该款服务器的网管软件安装在一台康柏计算机上，运行Windows NT 4.0操作系统。由于计算机的配置较差，操作非常缓慢。将该网管系统移到虚拟机平台后，使用非常方便。由于现在的计算机产品性能很好，网管系统在虚拟计算机中的运行速度明显变快。在虚拟计算机上运行的复用器网管系统见图3。
在这种方式下，客户机使用主机的以太网卡与复用器通讯。
不仅旧版的网管软件可以移植到虚拟平台上，新版的网管软件也可以直接安装在虚拟平台上，便于现场应用。比如，华为SDH网管系统T2000就可以安装在虚拟机上运行。
常用的工作站版虚拟计算机软件有Virtual PC、VMware和twoOStwo等。上面的例子中使用的是Virtual PC。
三 服务器版虚拟计算机技术的应用
服务器版的虚拟机软件有两类，一种是运行在主机操作系统上的，如Microsoft VirtualPC Server运行在 Windows2003上；VMware GSX Server既可以运行在Windows系列的操作系统上，也可以运行在Linux操作系统上。 另一种是自带操作系统底层核心，直接安装在计算机硬件上运行，如VMware ESX Server。
服务器版的虚拟机软件可以通过Web或客户端的方式进行集中管理，使得对网络中的多台服务器的管理非常方便。
服务器版与工作站版本的虚拟计算机技术大体相同，区别是服务器版本的可靠性比工作站版本的高很多，满足7×24小时的应用；还可以模拟出多个CPU和磁盘阵列，以满足高性能的企业计算。服务器版虚拟计算机技术在广播电视中可以有两个应用。
1. 建立综合备份计算机系统
用一台高配置的计算机将各个计算机系统移植到虚拟机平台上，建立一个综合的备份系统，每台客户机与真实计算机对应。当真实计算机发生故障时，可以很方便地启动对应的客户机，接替故障计算机工作。图4描述了常用的计算机系统运行在虚拟计算机上的情况。
理论上任何通过计算机网卡、串并口与外部设备连接的计算机系统都可以移植到虚拟平台中。
2. 构建高可靠性服务器群集
采用分散、独立的服务器可以满足工作需要，但是同时带来了管理上的麻烦，导致维护成本上升。借助虚拟计算机技术可以进行服务器整合，提供服务器的利用率，减少复杂程度和维护成本。比如通过VMware ESX Server软件可以用两台高性能的服务器和磁盘阵列构建虚拟计算机平台，在这个平台上可以整合多个服务器群集应用环境，详细结构参见图5。
图5中，由VM1、VM2、VM4和VM5组成了4节点群集系统；VM3和VM6组成2节点群集系统，在合理的硬件基础上搭建了高可靠的群集系统。
四 展望
工作站版的虚拟计算机技术由于其方便、灵活的特点必然会得到很好的应用；随着高性能的PC服务器技术的发展，由于服务器级的虚拟计算机技术有着高可靠性和高性价比的优势，在广播电视系统必然也会得到越来越广泛的应用。 - 全文完 -
摘自《世界宽带网络》
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