利用虚拟化技术搭建快递信息实训环境

胡霞 王帆 赵玉洲

摘要：为实现快递信息实训类课程与企业信息系统运行的无缝对接，必须搭建高效适用的信息实训环境。本文分析了搭建此类实训环境的难点问题，提出了利用底层虚拟化技术解决此类问题的方案，并阐述了该方案的基本部署过程及其优缺点。

Abstract： In order to realize the seamless connection between the delivery information training courses and the operation of the enterprise information system， we must set up an efficient and applicable information training environment. This paper analyzes the difficulties in building such a practical training environment， and puts forward the solution of this problem by using virtualization technology， and expounds the basic deployment process and its advantages and disadvantages of the program.

关键词：虚拟化;快递专业;校企无缝对接;实训室建设

Key words： virtualization;express specialty;school enterprise seamless connection;construction of the training room

中图分类号：G482                                      文獻标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）30-0207-02

1  背景介绍

石家庄邮电职业技术学院隶属中国邮政集团公司，是国内唯一培养邮政专门人才的高等院校。学院始终坚持“支撑邮政、服务通信、贡献社会”的办学宗旨，为中国邮政通信事业的发展培养了大批实用优秀人才。

依托行业办学的优势，经河北省教育厅批准，石家庄邮电职业技术学院自2007年正式招收物流管理（速递服务与管理方向）专业学生，面向快递业培养专门人才。8年来，一直致力于该领域的研究，根据快递专业人才的职业能力要求，不断探索探索和创新，最后形成了一批一批的科研成果。

在信息实训环境建设方面，学院2010年投入了8万元，建设了速递职业技能鉴定实训室;2011年投入90万元，建设了速递信息处理实训室，引进与速递企业完全一致的速递生产作业信息系统;2012年投入12万元，补充2台HP DL580服务器，下一步将引进更多的速递企业信息系统。

为了使人才培养与企业需求实现无缝对接，学院的实训软件大多采用邮政企业同版的软件，换句话说就是学生在实训中练习的软件与邮政企业实际所用的软件是一致的。除此之外，信息实训室还力争再现工作场景中必备的设备，例如条码扫描枪、电子称、业务单式打印机、袋牌打印机等。有了这样的实训环境，学生们能够尽早接触到实际工作中的操作环境，课程设计也可以参照实际工作情境安排项目，并按照实际的考核指标对学生的表现进行考核。如果配合实物实训室，能够组织更多的实训项目，使学生有更多的机会在这样的环境中接受锻炼和实践。

在搭建信息实训环境时有一个难点：中国邮政集团公司所用的系统种类多样，有些系统需要模拟多个城市之间的寄递关系，因此需要搭建分布式数据库系统。例如“邮政速递生产作业系统”（简称“生产作业系统”）就是一个典型的分布式数据库系统。在这个系统中，每个“城市”需要配置一台服务器，各个“城市”间根据快件的实体流向进行数据传输。想把生产作业系统搬到实训室建立一个实训环境需要至少模拟三个城市，也就是需要至少三台服务器，如图1所示。其中包括一台中心服务器，负责处理全国汇总的信息;还包括两台站点服务器，处理所在地区的数据。三台服务器之间彼此互通，加上“本地”的终端机，形成一个简单的网络关系。

与生产作业系统的环境需求相比，速递信息处理实训室的服务器资源明显不足，如果申请购置足够的服务器，必然面临巨大的预算压力，服务器也很难在短期内到位;另一方面，在实训环境中所需的数据量比实际生产中的数据量要小的多，而且服务器只需要在实训时打开，用三台服务器会造成巨大的浪费。为了解决该问题，决定采用底层虚拟化技术在一台计算机上做出三台虚拟服务器。

2  确定方案

虚拟化技术可以在同一台服务器上同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上。虚拟化可以将IT环境改造成为更加强大、更具弹性、更富有活力的架构。通过把多个操作系统整合到一台高性能服务器上，最大化利用硬件平台的所有资源，用更少的投入实现更多的应用，还可以简化IT架构，降低管理资源的难度，避免IT架构的非必要扩张。在研究了虚拟化技术后，得出了两种解决方案。

方案一：采用虚拟机的形式搭建生产作业系统的实训环境是解决该问题的最佳途径。传统的虚拟机，例如VMware工作站虚拟机是一个在Windows或Linux计算机上运行的应用程序，它可以模拟一个基于x86的标准PC环境。这个环境和真实的计算机一样，都有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备，提供这个应用程序的窗口就是虚拟机的显示器。

然而，使用VMware工作站至少需要在Windows物理操作系统上虚拟出两个Windows虚拟机才能满足生产作业系统的要求（如图2），这必然使得操作系统在性能上比直接安装在硬盘上的系统低不少;另一方面生产作业系统需要三台虚拟机分配不同的IP地址并且要求三台虚拟机之间能够互相通信，并且要求局域网内的学生机能够轻松访问到每台虚拟机，这在VMware工作站上部署起来比较困难。因此，有必要寻找更合适的虚拟化方案。

方案二：VMware公司的另外一款产品可以直接在裸服务器上进行底层虚拟化，搭建出虚拟化平台，然后可以在这个平台上建立多个虚拟机（如图3）。虚拟机之间彼此独立，直接运行在底层虚拟平台上，系统负荷小;同时底层平台和各个虚拟机都分配有不同的IP地址，虚拟机之间可以进行通信，局域网内的学生机访问虚拟机也毫不费力。

在VMware的多款产品中，VMware ESXi Server是删减了部分ESX Server功能之后提供的免费版本，能够进行底层虚拟化，因此是解决此类问题的首选。

VMware ESXi是业界第一款集成到服务器硬件的精简虚拟机管理程序。它可以直接安装在服务器上，不需要底层操作系统的支持，因此可以充分发挥硬件性能，而且虚拟机不会受到底层物理操作系统的影响。

3  环境部署

VMware ESXi的安装过程比较简单，在官网进行简单注册就可以免费使用。将下载的镜像刻录成光盘，在服务器逻辑上按照提示进行安装。安装之后需要为该虚拟平台设置IP地址。

在搭建好的底层虚拟平台上，通过控制机可以直接新建虚拟机。此时既可以用光盘安装系统，也可以用镜像安装系统，甚至在做好一个系统后可以进行克隆。在生产作业系统的环境部署过程中，首先利用镜像安装了两个系统并进行个性化配置，又利用系统克隆功能将杭州站的虚拟机进行克隆，经过简单的修改即可完成武汉站点服务器的建立。为三个虚拟机配置不同的IP地址后，经过测试三个虚拟机彼此能够通信，学生机也能够联通虚拟机，表明已经成功完成环境部署。

除生产作业系统外，营收管理系统、仓储系统、运输系统等实训软件也陆续通过新增虚拟机完成了环境部署，并投入使用。

4  优缺点

利用VMware ESXi建立的分布式数据库系统的实训环境具有明显的优势：首先，它能够充分地利用现有的硬件资源，减少对硬件资源的浪费;其次，能够避免购买过多的服务器，为学校节省大量的硬件成本;同时，它能够缩短环境部署的时间，利用克隆技术能够省去逐个配置服务器的琐碎工作;另外，这种模式下的实训环境具有很强的可扩展性和柔性，如果需要更多站点或者新增其他实训系统，也只需要新增虚拟机就能实现;最后，通过建立快照，能够非常方便地对虚拟机进行还原。

然而该模式也存在一定的不便，例如复制文件比较困难，虚拟机对USB设备的识别能力有限，通常情况下需要将文件制作成镜像才能复制到虚拟机中;此外，虚拟机的开关机操作和其他控制操作都需要另外一台计算机来完成，这也会让管理者感觉有些不适应。不过这些缺点相对其优点来说就显得微不足道了。

5  实施效果

通过虚拟化技术搭建的快递信息实训环境为师生提供了广阔的设计空间，多位专业教师在信息实训室中设计了许多的实训项目，再结合速递手工实训室的练习让学生获得全方位的训练。除此之外，学生们还能获得其他方面的收获。比如在生产作业系统实训时，学生按照三个站点进行分组，分工协作。能够从中体会到全网信息系统的架构，认识到信息流的重要作用。对于学生从宏观角度把握信息实训起到一定的帮助，也为学生日后走向速递管理岗位打下理论基础。

参考文献：

[1]莫淦清.高职院校经管类专业实训室建设[J].中国成人教育，2011，15：157-159.

[2]高丽娜.VMware ESXi服務器虚拟化解决方案[J].现代电子技术，2011，20：162-163，166.

[3]黄俊杰.浅析虚拟机技术的特征与应用[J].现代信息科技， 2018（08）.