绿色节能环保是当今世界的主流方向。随着交通信息化的发展，监控中心特别是规模比较大的省级监控中心需要配置大量的IT设备.是业主在信息化的应用过程中能耗比较大的部门。详细介绍服务器虚拟化技术、服务器刀片技术的原理及特点，科学分析利用这两种技术后显著的节能效果;同时介绍一个己实施这两种技术，并取得绿色节能环保效果的省级监控中心实例。说明服务器虚拟化技术和刀片技术是建设绿色监控中心的关键技术环节。
　　1、大型监控中心建设关键问题分析

　　1.1目前监控中心建设存在问题

　　目前国内高速公路的公路建设和运营中已经分别建有不同的信息资源，如高速公路收费监控信息、办公自动化信息、运营养护信息等。但是这些信息处在分散状态，信息资源没有得到充分共享;管理效率低下;数据缺乏系统性，易造成混乱;信息发布渠道多而乱，不方便公众查阅;相互之间交换信息不规范;采集数据手段落后、时效性不强。

　　1.2目前大型监控中心构成

　　目前国内交通行业各种级别特别是大型省级监控中心陆续开始建设。一般比较高等级的监控中心例如省中心，能够整合的数据信息如下:(1)高速公路联网监控系统数据;(2)高速公路联网收费系统数据;(3)高速公路GIS系统数据;(4)办公自动化管理数据;(5)道路养护管理信息;(6)工程建设管理信息;(7)路政管理信息。

　　随着网络化、数字化建设的发展，交通信息的服务越来越多地依托网络开展。建设高级别的监控中心能整合和集成各种数据信息，实现信息化管理，并且实现按管理范围、权限等不同需要的信息共享，可协调各路段的交通管理;及时向社会发布交通信息，提高交通安全和旅行质量;有利于对运输安全进行监管;可为交通事业的发展、建设和科学管理提供决策支持。

　　经过测算，一般省级监控中心采集、接人、存储、交换及发布的数据容量超过20TB。大量的数据需要建设专门的存储和数据网络。

　　图1为目前常见的省级监控中心存储和数据网络构成图。

　　部署超过10台机架式服务器和小型机，每台服务器往往只能承载单一的应用服务;一般购买的服务器硬件配置很高，服务器的优越性能难以得到充分利用;使得大量服务器资源闲置，造成不必要的资源浪费。

　　1.3监控中心绿色运营需求

　　虽然各级监控中心的建设能提升高速公路信息化管理的水平。但如上节介绍，大型省级监控中心需要配置大量的硬件设备，大量服务器和精密设备的应用使得监控中心内部的功耗密度大大增加。

　　根据IDC的调查结果显示，IT设备数量快速增长，能耗需求的增长速度远远高于其他领域。据报道仅2007年对中国服务器市场用于服务器的电源和冷却的总开支达到了19亿美元。仅在北京和广东两个地区，这部分的投入就达到了3.2亿美元和3.6亿美元，占到全国服务器耗电量的35.800。部分设备因过热出现宕机的现象，影响了设备的正常运行和使用寿命。

　　目前，全球面临着严重的能源紧缺问题。监控中心的节能、环保已经成为各级建设业主着重关注的问题。因此，监控中心的建设、运行及维护需要涂上一抹绿色，解决监控中心的能耗问题和节能减排问题刻不容缓。

　　2、虚拟化和刀片技术的介绍

　　服务器的虚拟化技术、刀片服务器的技术作为新一代数据中心的核心内容，体现了绿色、环保的理念，目前已在各行业中得到大量应用。虚拟化和刀片技术，为我们提供了一套可行的方案，交通行业引人此技术不失为降低能耗、节能环保的好方法。

　　2.1服务器的虚拟化

　　2.1.1服务器虚拟化的原理

　　服务器虚拟化技术是指服务器将硬件、操作系统和应用程序一同装人一个可迁移的虚拟机档案文件中，多个操作系统在同一时间运行在同一台主机上，通过这种技术，在一台机器上可以支持Linux,Windows, Unix等操作系统同时运行，而不需要重启机器以切换操作系统。简单地讲，就是将物理机器、操作系统及其应用程序打包成为一个文件，称之为虚拟机(Virtual Machine,VM)。

　　虚拟化将提高服务器的利用率，减少系统管理的复杂度，促进服务器的可用性，减少服务器的需求数量，节省投资和维护成本等。

　　2.1.2虚拟化技术的特点

　　(1)服务器效率大幅提高

　　多数服务器在CPU和存储资源方面的利用率都不足三分之一，并且无法与其他设备共享。虚拟化使得低利用率的服务器负载整合到一台服务器，执行服务器端的虚拟化可以使处理器周期和RAM方面更有效地使用计算机资源，安全可靠地达到很高的硬件利用率。提高效率的另一个结果就是利用更少的服务器完成原来更多服务器所能完成的工作，间接减少购买服务器的数盆，削减其服务器开支，节省资金和减少电力消耗。

　　(2)高安全性

　　使用虚拟化，每个用户将使用各自的虚拟机，分配制定的资源，互不影响，而如果在外网服务上使用虚拟化，可以直接备份虚拟机，当有电脑病毒的时候，可以快速地迁移、恢复。

　　(3)可靠性

　　服务器虚拟化还可以显著提高运行环境的可靠性。因为虚拟机没有和底层硬件绑定，所以能够在不千扰用户的情况下移动虚拟机.因此，服务器维护和升级操作都不需要中断应用程序使用。而且，在新的应用程序启用之前，可使用虚拟机轻松对其进行测试，从而提高IT环境的稳定性和可预测性，提高了系统的可用性。物理主机被虚拟化后，计算资源均被池化。当资源池里一个节点发生故障时，运行在其上的虚拟机将自动迁移到健康的物理主机上。

　　(4)易管理

　　虚拟机的另一个优点就是可以大幅简化管理人员的管理工作，因为不必再逐一配置和管理服务器.虚拟化可利用高级工具实现工作负载平衡、容量规划、虚拟机实时迁移和自动化部署，从而提高管理效率。自动化管理可将管理人员从乏味的常规任务中解脱出来，从而使他们能够将时间投入到可增加业务价值的更具战略意义的事务上.

　　(5)业务连续性

　　对任何企业来说，停机都是代价高昂的，但如果应用程序正常运行时间和工作效率与企业的创收能力紧密相关，这时停机对业务成本带来的负面影响就尤为巨大。标准业务连续性解决方案价格昂贵而且难以实施，但是借助VMware，企业能够利用复制的虚拟机构建远程站点，从而显著加快恢复速度。

　　(6)灾难恢复

　　借助服务器虚拟化，可确保在出现站点故障时迅速重新启动。只需用几分钟时间即可在任何服务器上部署测试灾难恢复计划所需的虚拟机，并且在辅助站点上无需相似硬件。

　　2.1.3服务器虚拟化的核心价值

　　虚拟化提高了服务器的利用率。虚拟化技术避免了“一台服务器、一个操作系统、一种应用”的孤岛模式，每个物理服务器L能够整合10个或更多虚拟机，大大提高了服务器利用率，有效遏制了增加系统必定增加服务器数量的现象，可利用有限的服务器提供更多的应用。

　　虚拟化技术符合目前绿色环保节能的理念。根据IBM公司提供的数据，通过虚拟化技术合并物理服务器，通过提高服务器使用率，可节省能耗20 % ~30%。

 　2.2刀片技术

　　2.2.1刀片技术原理

　　刀片服务器是一种高可用高密度的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。

　　2.2.2刀片技术的核心价值

　　刀片中心把不同形状、不同架构的服务器整合到一个统一的平台，而且整合了企业IT中另外的几个重要元素:存储、I/O管理。具有高可扩展性、高可用性。具有更高密度、更敏捷式部署方式。能全方位监控管理。

　　使用刀片服务器取代传统台式或机架式设备，由于将设备整合到一个机架中，能够节省机房空间，减少系统布线和设备安装施工难度，节约用电，节省能源，降低后期管理和维护工作难度，简化工作量。

　　引进刀片式架构，具有显著的绿色节能效果.具IBM公司测算，采用刀片技术相比传统的台式或机架式设备，同等处理能力可减少成本1/4，降低电力消耗1/3，减少空间1/2。

　　3、虚拟化和刀片技术在广东省交通集团监控中心的应用

　　以上介绍的虚拟化技术和刀片技术目前已经在广东省交通集团监控中心项目中开始应用，下面介绍上述技术在项目中的应用情况。

　　3.1广东交通集团监控中心项目分析

　　广东省交通集团有限公司是经广东省委、省政府批准组建的大型国有资产授权经营有限责任公司，投资、管理的高速公路通车总里程超5 000 km。

　　广东省交通集团即将搬迁新的办公大厦利通广场，在利通广场要新建广东省交通集团监控中心，整合广东省高速公路已有的各类公路交通信息资源，对集团的运营和管理提供强有力的技术支持。

　　服务器与存储子系统是广东省交通集团数据中心建设的核心内容。将部署数据库、各种数据处理、管理服务及相应服务器等。完成数据采集包接收、数据采集网关命令下达、原始数据包解析服务、能耗数据计算、能耗数据汇总、上传数据发送、数据展示分析、系统管理、数据同步等功能。

　　在项目开始初期，我们详细分析了本项目的特点:由于利通大厦位于广州市CBD的核心区，寸土寸金的地段，提供给监控中心的机房空间有限;另外利通大厦为5A级写字楼建筑，电力空调等运营成本很高。所以广东交通集团监控中心在建设初期即有严格的节能环保的意识，我们决定采用虚拟化和刀片中心等关键的节能技术，力争建设一个绿色的全省监控数据中心。

　　3.2设备配置思路

　　经过测算，交通集团监控中心的数据量较大。监控中心采集、接入、存储、交换及发布的数据主要由三部分组成:静态数据总的存储容量需求在2 TB左右，一次动态交通数据的存储需求约为30 TB，二次动态交通数据的存储需求约为10 TB。

　　3.2.1服务器选型

　　从节能的角度，全部采用刀片服务器取代机架式服务器更节省空间，降低能耗。

　　但考虑新建的这个监控中心还要与交通行业原有各系统兼容。目前在交通行业比较常见的应用是机架式服务器，不同服务器对应不同的系统，方便管理。

　　所以本项目从与已有系统的兼容性和技术的前瞻性两方面综合考虑，项目中机架式服务器和刀片式服务器均进行了配置。

　　两种服务器分别对应两种不同的应用:与原有系统联系比较紧密的数据库系统和应用系统配置机架式服务器;而在新设的功能如对外服务系统和流媒体系统则采用刀片式服务器。

　　3.2.2虚拟化技术

　　无论是刀片式服务器还是机架式服务器均配置了虚拟化软件。通过采用虚拟化技术对资源进行合理的分配，通过1：N的虚拟化，可以将一台设备虚拟成多台设备，供多个对象单独使用，减少设备的部署数量。通过N：1的虚拟化，可以将多台设备虚拟成一台设备，实现负载分担和统一管理，极大地简化了网络逻辑架构、整合物理节点，实现数据中心网络运行的简捷化。

　　服务器配置虚拟化软件后，大大减少了服务器的数量。最终，广东交通集团监控中心的服务器设备配置如下:刀片服务器设置1架，主要服务于流媒体和对外服务业务;机架式应用服务器设置1套、机架式数据库服务器设置1套，主要用于省监控中心的监控、收费等业务应用;存储阵列及磁带库设置1架用于存储各路段上传到省监控中心的所有监控、收费图像、数据等信息。

　　3.2.3技术对比

　　虚拟化技术的应用无论从应用服务的稳定性、高可用性、合理的资源调配、快速部署等方面，还是从节能、节电、节约空间等方面，都比不应用虚拟化和刀片技术有显著改善。通过服务器虚拟化整合方案的实施，系统达到了以下应用效果.

　　(1)减少设备数量

　　由系统构成可以看出，如果采用虚拟化和刀片技术，通过技术手段减少了物理服务器数量;服务器购置量从原计划的10套服务器减到3套服务器设备组，至少可以节省一半多的服务器数量，节省了设备经费。

　　(2)兼容已有系统

　　虚拟化技术支持多种新旧操作系统和应用平台，满足交通行业兼容已有各系统的种类多样化的需求。也免去一些传统的应用系统在升级时遇到的诸多繁琐和系统不匹配的现象。

　　(3)服务器运行效率提高

　　所有服务器的使用率明显提高，直接配置应用系统的平均值提高到了60%左右，充分利用了服务器的性能。

　　(4)减少占用空间，降低运营期间电费

　　通过减少监控中心里服务器和相关硬件的数量，企业可以减少机房空间，本项目可节省的服务器所占的机房空间约30 m2。

　　节省的服务器在运营过程中会降低能耗，企业会在能耗与制冷需求节约中获益，从而降低运营成本。每台服务器大约每年可节约电费5 000元～6 000元，全年在电费中可给企业节省约5万元运营成本。

　　4、结语

　　随着交通信息化的发展，监控中心需要处理的业务量越来越多，建设绿色的监控中心是一个趋势。虽然目前各地监控中心建设很多，但还没有采用绿色监控中心的理念。而服务器虚拟化技术和刀片中心是建设一个绿色的监控中心的关键技术环节。相信虚拟化和刀片技术今后会得到越来越多的理解和认同，在交通行业中不但在省级监控中心应用，以后还会在区域中心或路段中心得到越来越多的应用。