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摘 要： 介绍了油田企业数据中心的运行现状，阐述了虚拟化的一般概念，分析了数据中心虚拟化技术的优势并指出其不足。针对油田企业数据中心存在的一些问题，提出应用虚拟化技术，把物理的数据中心打造成虚拟的数据中心是缓解这些问题的一个可行方案，并给出其应用思路。简要论述了数据中心虚拟化技术的发展趋势和前景。
关键词： 油田； 数据中心； 虚拟化； 虚拟数据中心
中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）03-18-03
Abstract： This paper describes the operation status of oil enterprise datacenter nowadays， expounds the general concepts of virtualization， analyses the advantages and shortcomings for the datacenter in which the virtualization technology are used. The paper propounds that application of virtualization technology in oilfield enterprise datacenter， turning the physical datacenter into the virtual datacenter is a feasible scheme to alleviate the problems in oilfield datacenter and gives application ideas. Finally， the data center virtualization technology trends and prospects are briefly discussed.
Key words： oil field； data center； virtualization； virtual datacenter
0 引言
随着计算机和信息技术的迅速发展和普及，数字化和信息化浪潮席卷全球。美国是全球信息技术产业发展最早、信息化程度最高的国家，自上世纪90年代以来，相继提出了“数字地球”以及“智慧地球”等战略目标[1-2]。在石油行业，为了适应信息化发展潮流，大庆油田于1999年率先提出了“数字油田”的概念及建设目标[3]。油田数据中心囊括了油田企业围绕数据开展的主营业务。
油田数据中心是一个以油田勘探、开发、生产、经营等数据管理、数据处理、数据服务为核心业务的专业数据管理机构[4]，它可以较好地保护和充分地利用在油田勘探开发及生产经营过程中获得的大量数据资料。然而资料表明，油田现有信息化基础设施（数据中心）并不能很好地满足未来业务快速发展的需求，特别体现在资源利用率不高；软硬件部署模式不能满足油田勘探开发研究的需求，急需将软硬件资源进行整合；不能对业务系统的需求做出快速响应；基础设施建设分散、种类/数量繁多造成运维管理压力大等等方面[5]。油田企业迫切需要引入新技术，提升已有数据中心运营效率，优化资源整合，同时让在建的数据中心建设过程中避免资源过度部署。而虚拟化技术正是这样一种技术，它可以帮助油田企业数据中心节约资源，提升数据中心运营效率并降低运营成本，为企业可持续发展做出贡献。
1 虚拟化的概念
在计算机技术中，虚拟化（Virtualization）是一种采用软硬件分区、聚合、部分或完全模拟、分时复用等方法来管理计算资源、构造一个或多个计算环境的技术[6]。具体地，虚拟化是将计算机物理资源如服务器、网络、内存及外部存储等予以抽象、转换后呈现出来，使用户可以用从原始配置中获益的方式来访问这些资源。换句话说，它为数据、计算能力、存储资源以及其他资源提供了一个逻辑视图，而这种资源的逻辑视图并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制。我们可以通过软件或固件管理程序构成虚拟化层并对其进行管理，把物理资源映射为虚拟资源。这些虚拟资源在使用上和物理资源的特性相差很少或没有差别[7]。采用虚拟化技术后，计算元件会在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，于是可以把有限的、分散的硬件资源进行整合，并根据不同需求重新进行规划，从而最大化地提升资源利用率。
虚拟化技术最早可追溯到20世纪70年代，当时是为了使多个用户共享昂贵的计算机（主要是大型机）硬件资源而产生的[8-9]。随着硬件资源成本的降低以及PC机（主要是x86计算机）的兴起，虚拟化技术曾沉寂了一段时间。然而，当今x86计算机的体系结构使其在同一时间只能运行一个操作系统和应用。这样一来，由于企业业务复杂性，即使是小型数据中心也必须部署大量服务器，而每台服务器的利用率只有5%到15%[10]，这是十分低效的。鉴于这种情况，企业IT部门不得不将其70%的预算用于维护，只留下很少的资源用于业务发展创新，这在很大程度上阻碍了企业的发展。为了应对这个IT部门面临的最紧迫难题，虚拟化技术重新被人们所青睐。虚拟化软件可使多个操作系统和应用在一台物理服务器（即“主机”）上运行，从而解决这一问题。每个独立的“虚拟机”都与其他虚拟机隔离，并可根据自身需要量使用主机计算资源。
虚拟化技术按其应用类型来分，可以分为服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化以及桌面虚拟化等等，其中服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化技术均适用于数据中心的虚拟化，而桌面虚拟化适用于终端设备（包括PC机及各种移动设备）的虚拟化。数据中心虚拟化的终极目标就是综合运用服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化技术，将低效、高维护成本的物理数据中心打造成为高效、健壮、自动化的虚拟数据中心。 2 数据中心虚拟化技术的优势和不足
2.1 数据中心虚拟化技术的优势
数据中心虚拟化技术可以为企业带来良好的效益，其优势具体表现为以下几个方面[11-14]。
⑴ 提升硬件资源利用率，节省总体拥有成本（TCO，Total Cost of Ownership）：将多个操作系统和应用整合到一个物理服务器，使得各应用相互隔离，提高了服务器利用率，减少了服务器数量，避免了过度部署，从而降低了硬件购置成本和运行维护成本。资料显示，每个服务器的平均利用率从原先的5%到15%提高至80%，而硬件和运营成本可削减50%之多，能源成本可削减80%之多，每项虚拟化的服务器工作负载每年可节省3000多美元。
⑵ 缩短维护时间，提升运营效率：可以为虚拟机创建模板，在增加新的应用时，只需通过模板生成一台虚拟机，再安装应用系统即可，加快了新服务器和应用的部署，大大缩短了服务器重建和应用的加载时间。再加上虚拟化带来的硬件独立性，可以将部署新IT服务所需的时间减少50%到70%。虚拟机模板还使公司的防病毒和管理类软件标准实施起来更加轻松。
⑶ 增强数据中心可靠性和容错性：通过把服务器虚拟化和存储虚拟化相结合，可以把虚拟机档案文件以及相关配置文件存储到虚拟化的分布式RAID或SAN集群中，以此确保在发生磁盘、主机或网络故障时绝不丢失数据。同时，在为每个虚拟机设置存储策略时，通过指定虚拟机能够容忍虚拟SAN集群中多少个主机、网络或磁盘发生故障，可以最大限度地提高恢复能力。
⑷ 使企业IT资源变得更易于管理：通过服务器整合、存储整合及网络划分与整合，将原有的分散的硬件资源集中起来，一方面可以针对不同业务采取相应的管理模式，另一方面对处于不同地理位置的各级单位可以采取集中式的统一管理，大大降低了企业IT资源的管理复杂度。
⑸ 旧硬件和操作系统的投资保护：采用虚拟化技术后，因为服务器、存储、网络整合而降低硬件要求，使得旧的硬件和系统资源得以充分利用，从而不再担心旧硬件系统兼容性、维护和升级等一系列问题，原有的基础设施投资将会得到保护。
2.2 数据中心虚拟化技术的不足
尽管采用数据中心虚拟化技术拥有着巨大的优势，但目前仍然存在一些问题与不足，这是油田企业在引进虚拟化技术时需要考虑到的。
⑴ 虚拟机性能问题：尽管虚拟机设备的使用感受和真实物理设备相差无几，但是当用户数量达到一定程度时，整合在一台服务器上的虚拟机必然会产生性能问题。原先用户各自使用自己的物理硬件和应用，但实现虚拟化后，一些用户共用一台物理服务器上的虚拟机资源（当然，用户并不知道他们其实使用的是同一物理资源这一点，因为对用户而言，每台虚拟机就是他专有的虚拟设备），这就对虚拟机的性能提出了严峻的挑战。测试表明，当负载增加到一定程度时，虚拟机的性能会大幅下滑，从而造成不良的用户体验。
⑵ 应用兼容性问题：当前的虚拟化技术已经能完全模拟市面上主流的硬件和操作系统，但对于某些特定的行业应用可能会存在一定的兼容性问题。从目前掌握的资料来看，虚拟化技术对于部分大型三维图形程序的3D加速以及通用计算支持程度不高，这是因为当今GPU（Graphic Processing Unit，图形处理单元）虚拟化的技术尚未完全成熟。
⑶ 安全性问题：安全性始终是企业考虑的一个重要方面。企业内部的机密数据首先是不能泄露给外部人员的，其次是内部员工也不能越权使用。还要防止数据被病毒和恶意软件破坏，保证数据不能因机器故障而造成破坏。虚拟化后资源集中到一台服务器上，当物理服务器出现重大硬件故障时会成为严重的风险集中问题。同时，虚拟化后不同密级信息混合存储在同一个物理介质上，将造成越权访问等问题。另外，由于虚拟化技术改变了网络结构，可能使某台虚拟机上的安全问题造成扩散，引发新的安全风险。最为严重的是，一旦有不法分子控制了虚拟机管理层并植入恶意程序，位于其上层的系统及其他应用很难检测到威胁，这将会引发极其严重的后果[15]。
⑷ 稳定性问题：目前，成熟的虚拟化解决方案（诸如VMware vSphere）在正常负载条件下已经可以达到很高的稳定性；而对于一些开源的虚拟化方案（如Xen）则在负载压力较大时，可能出现虚拟机宕机等不稳定的情况[16]。
3 数据中心虚拟化技术在油田企业的应用思路
根据前文对虚拟化的介绍可知，虚拟化技术可以把硬件资源抽象出来，在单一的硬件上运行多个“虚拟机”，从而提升硬件资源的利用率。尽管存在一些不足，但大部分场景下虚拟化技术的表现还是让人很满意的，特别是在已部署了大量硬件资源的环境下，其优势非常明显。因此，对于存放有大量硬件资源的数据中心来说，应用虚拟化技术成为了企业IT部门的首选解决方案。对于油田企业而言也不例外。
具体来说，可以将数据中心虚拟化的目标分为服务器整合、存储整合、网络划分与整合这几个方面，分别对应于服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化。下面分别介绍其特点，并且对其在油田企业关键数据业务上的应用思路作简要论述。
服务器虚拟化可以在一台物理机器上运行多个虚拟服务器（即运行多个操作系统，每个操作系统又可以运行多道应用程序），并且所有的应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响。仅仅虚拟化一两台服务器是不够的，下一步我们可以将服务器集群汇总到一个整合资源中，从而避免过度部署。例如，对于油田企业，可以把原先分散部署在研究院、采油厂和各个服务公司的勘探开发应用（地震处理和解释、数值模拟等专业软件系统）和经营管理应用（ERP软件、财务软件、办公系统软件等）采用虚拟化的方式整合到一台或几台高性能物理服务器上，从而改变以往业务软件与硬件系统一对一的低效模式，减少硬件数量，在提升资源利用率的同时降低了管理复杂度。
存储虚拟化能使一个环境中的物理存储在多个应用服务器间共享，将所有存储设备如本地物理磁盘、独立冗余磁盘阵列（RAID，Redundant Arrays of Independent Disks）、存储区域网络（SAN，Storage Area Network and SAN Protocols）等综合在一个虚拟的设备中（共享池）使用，从而隐藏了一个组织内部有多个独立存储设备的事实，提升存储性能并且降低因购买SAN系统而带来的成本和复杂性。我们可以把分散在各级单位、研究院的勘探数据（地震、测井及地质资料等）以及经营管理（人事、财务等）数据汇总到某个存储共享池或虚拟化的SAN集群中，并针对不同类型、不同级别的数据进行独立存取，保证数据的高可用性、高性能存取以及操作安全性。 网络虚拟化是一个相对宽泛的概念。一方面我们可以把多种应用承载在一张物理网络上，将物理网络进行纵向分割虚拟化为多个逻辑网络，从而使得不同业务相互隔离；另一方面可以将多个网络节点进行横向整合以承载上层应用，将其虚拟化成一台逻辑设备，在提升数据中心网络可用性、节点性能的同时将极大简化网络架构。从技术层面来看，诸如虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）、虚拟专有网络（VPN，Virtual Private Network）、重叠网、虚拟路由和转发（VRF， VPN Routing & Forwarding Instance）、虚拟上下文设备（VDC，Virtual Device Context）等技术均可纳入网络虚拟化的范畴[17]，并且有学者还提出了支持上下文感知的网络虚拟化技术[18]。我们可以简单地将油田企业数据中心网络划分为多个逻辑上的虚拟局域网，来分别实现勘探开发业务、经营管理业务及生产控制业务的数据传输，同时也可把存放于数据中心的多台路由器和交换机设备进行虚拟化，而不需要进行物理上的网络改造[19]，方便各级单位共享数据传输。
4 数据中心虚拟化技术的发展趋势和前景展望
虚拟化技术代表着这样一个大趋势，就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，打破物理结构之间的壁垒。虚拟化技术是企业IT基础设施建设和管理上的一个重大进步，它降低了企业总成本，为企业IT用户提供了更好的服务水平，显著提高了IT资源灵活性且极大地降低了IT基础设施的复杂性。
虚拟化技术正日益受到IT业界的重视，尤其是全球虚拟化技术领导厂商VMware公司提供的虚拟化解决方案已经成为500000多家客户的共同选择。微软、甲骨文、思杰、红帽等著名软件公司都纷纷推出了自己的虚拟化方案，Intel以及AMD等半导体公司也在其提供的处理器芯片中加入了硬件辅助虚拟化技术，来帮助虚拟机实现更好的性能。值得注意的是，全球最具权威的信息技术研究分析及咨询机构Gartner公司公布的未来IT“十大战略性技术”中，虚拟化名列其中[20]。
展望未来，企业数据中心虚拟化是将底层的硬件，包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化，甚至上层应用也能够虚拟化，从而建立起一个共享的、业务可伸缩的运行环境。所有的资源都透明地运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，实现资源的自动化分配。这样，用户无需担心其使用的资源被抢占或产生安全性问题，只需专注于业务即可；而当业务扩展时虚拟机的实时在线迁移技术能让用户无缝转移到新的应用上来，大大提高业务效率。
5 结束语
油田企业数据中心为了存储大量的专业数据及业务数据，设有强大的硬件设备。一方面，这些硬件设备具备充分的条件来实施虚拟化；另一方面，随着数据量的不断增长及业务复杂性不断增加，传统手段是增加硬件设备，提升硬件处理能力，而虚拟化的方法则不需要这样做。通过实现数据中心虚拟化，建成油田企业虚拟数据中心后，可为勘探开发核心技术创新提供更高性能的计算环境，对保障油田原油的持续稳产以及提高油田企业运营管理效率起到重要作用，获得更加显著的效益。
参考文献：
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关键词： 油田； 数据中心； 虚拟化； 虚拟数据中心
中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）03-18-03
Abstract： This paper describes the operation status of oil enterprise datacenter nowadays， expounds the general concepts of virtualization， analyses the advantages and shortcomings for the datacenter in which the virtualization technology are used. The paper propounds that application of virtualization technology in oilfield enterprise datacenter， turning the physical datacenter into the virtual datacenter is a feasible scheme to alleviate the problems in oilfield datacenter and gives application ideas. Finally， the data center virtualization technology trends and prospects are briefly discussed.
Key words： oil field； data center； virtualization； virtual datacenter
0 引言
随着计算机和信息技术的迅速发展和普及，数字化和信息化浪潮席卷全球。美国是全球信息技术产业发展最早、信息化程度最高的国家，自上世纪90年代以来，相继提出了“数字地球”以及“智慧地球”等战略目标[1-2]。在石油行业，为了适应信息化发展潮流，大庆油田于1999年率先提出了“数字油田”的概念及建设目标[3]。油田数据中心囊括了油田企业围绕数据开展的主营业务。
油田数据中心是一个以油田勘探、开发、生产、经营等数据管理、数据处理、数据服务为核心业务的专业数据管理机构[4]，它可以较好地保护和充分地利用在油田勘探开发及生产经营过程中获得的大量数据资料。然而资料表明，油田现有信息化基础设施（数据中心）并不能很好地满足未来业务快速发展的需求，特别体现在资源利用率不高；软硬件部署模式不能满足油田勘探开发研究的需求，急需将软硬件资源进行整合；不能对业务系统的需求做出快速响应；基础设施建设分散、种类/数量繁多造成运维管理压力大等等方面[5]。油田企业迫切需要引入新技术，提升已有数据中心运营效率，优化资源整合，同时让在建的数据中心建设过程中避免资源过度部署。而虚拟化技术正是这样一种技术，它可以帮助油田企业数据中心节约资源，提升数据中心运营效率并降低运营成本，为企业可持续发展做出贡献。
1 虚拟化的概念
在计算机技术中，虚拟化（Virtualization）是一种采用软硬件分区、聚合、部分或完全模拟、分时复用等方法来管理计算资源、构造一个或多个计算环境的技术[6]。具体地，虚拟化是将计算机物理资源如服务器、网络、内存及外部存储等予以抽象、转换后呈现出来，使用户可以用从原始配置中获益的方式来访问这些资源。换句话说，它为数据、计算能力、存储资源以及其他资源提供了一个逻辑视图，而这种资源的逻辑视图并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制。我们可以通过软件或固件管理程序构成虚拟化层并对其进行管理，把物理资源映射为虚拟资源。这些虚拟资源在使用上和物理资源的特性相差很少或没有差别[7]。采用虚拟化技术后，计算元件会在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，于是可以把有限的、分散的硬件资源进行整合，并根据不同需求重新进行规划，从而最大化地提升资源利用率。
虚拟化技术最早可追溯到20世纪70年代，当时是为了使多个用户共享昂贵的计算机（主要是大型机）硬件资源而产生的[8-9]。随着硬件资源成本的降低以及PC机（主要是x86计算机）的兴起，虚拟化技术曾沉寂了一段时间。然而，当今x86计算机的体系结构使其在同一时间只能运行一个操作系统和应用。这样一来，由于企业业务复杂性，即使是小型数据中心也必须部署大量服务器，而每台服务器的利用率只有5%到15%[10]，这是十分低效的。鉴于这种情况，企业IT部门不得不将其70%的预算用于维护，只留下很少的资源用于业务发展创新，这在很大程度上阻碍了企业的发展。为了应对这个IT部门面临的最紧迫难题，虚拟化技术重新被人们所青睐。虚拟化软件可使多个操作系统和应用在一台物理服务器（即“主机”）上运行，从而解决这一问题。每个独立的“虚拟机”都与其他虚拟机隔离，并可根据自身需要量使用主机计算资源。
虚拟化技术按其应用类型来分，可以分为服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化以及桌面虚拟化等等，其中服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化技术均适用于数据中心的虚拟化，而桌面虚拟化适用于终端设备（包括PC机及各种移动设备）的虚拟化。数据中心虚拟化的终极目标就是综合运用服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化技术，将低效、高维护成本的物理数据中心打造成为高效、健壮、自动化的虚拟数据中心。 2 数据中心虚拟化技术的优势和不足
2.1 数据中心虚拟化技术的优势
数据中心虚拟化技术可以为企业带来良好的效益，其优势具体表现为以下几个方面[11-14]。
⑴ 提升硬件资源利用率，节省总体拥有成本（TCO，Total Cost of Ownership）：将多个操作系统和应用整合到一个物理服务器，使得各应用相互隔离，提高了服务器利用率，减少了服务器数量，避免了过度部署，从而降低了硬件购置成本和运行维护成本。资料显示，每个服务器的平均利用率从原先的5%到15%提高至80%，而硬件和运营成本可削减50%之多，能源成本可削减80%之多，每项虚拟化的服务器工作负载每年可节省3000多美元。
⑵ 缩短维护时间，提升运营效率：可以为虚拟机创建模板，在增加新的应用时，只需通过模板生成一台虚拟机，再安装应用系统即可，加快了新服务器和应用的部署，大大缩短了服务器重建和应用的加载时间。再加上虚拟化带来的硬件独立性，可以将部署新IT服务所需的时间减少50%到70%。虚拟机模板还使公司的防病毒和管理类软件标准实施起来更加轻松。
⑶ 增强数据中心可靠性和容错性：通过把服务器虚拟化和存储虚拟化相结合，可以把虚拟机档案文件以及相关配置文件存储到虚拟化的分布式RAID或SAN集群中，以此确保在发生磁盘、主机或网络故障时绝不丢失数据。同时，在为每个虚拟机设置存储策略时，通过指定虚拟机能够容忍虚拟SAN集群中多少个主机、网络或磁盘发生故障，可以最大限度地提高恢复能力。
⑷ 使企业IT资源变得更易于管理：通过服务器整合、存储整合及网络划分与整合，将原有的分散的硬件资源集中起来，一方面可以针对不同业务采取相应的管理模式，另一方面对处于不同地理位置的各级单位可以采取集中式的统一管理，大大降低了企业IT资源的管理复杂度。
⑸ 旧硬件和操作系统的投资保护：采用虚拟化技术后，因为服务器、存储、网络整合而降低硬件要求，使得旧的硬件和系统资源得以充分利用，从而不再担心旧硬件系统兼容性、维护和升级等一系列问题，原有的基础设施投资将会得到保护。
2.2 数据中心虚拟化技术的不足
尽管采用数据中心虚拟化技术拥有着巨大的优势，但目前仍然存在一些问题与不足，这是油田企业在引进虚拟化技术时需要考虑到的。
⑴ 虚拟机性能问题：尽管虚拟机设备的使用感受和真实物理设备相差无几，但是当用户数量达到一定程度时，整合在一台服务器上的虚拟机必然会产生性能问题。原先用户各自使用自己的物理硬件和应用，但实现虚拟化后，一些用户共用一台物理服务器上的虚拟机资源（当然，用户并不知道他们其实使用的是同一物理资源这一点，因为对用户而言，每台虚拟机就是他专有的虚拟设备），这就对虚拟机的性能提出了严峻的挑战。测试表明，当负载增加到一定程度时，虚拟机的性能会大幅下滑，从而造成不良的用户体验。
⑵ 应用兼容性问题：当前的虚拟化技术已经能完全模拟市面上主流的硬件和操作系统，但对于某些特定的行业应用可能会存在一定的兼容性问题。从目前掌握的资料来看，虚拟化技术对于部分大型三维图形程序的3D加速以及通用计算支持程度不高，这是因为当今GPU（Graphic Processing Unit，图形处理单元）虚拟化的技术尚未完全成熟。
⑶ 安全性问题：安全性始终是企业考虑的一个重要方面。企业内部的机密数据首先是不能泄露给外部人员的，其次是内部员工也不能越权使用。还要防止数据被病毒和恶意软件破坏，保证数据不能因机器故障而造成破坏。虚拟化后资源集中到一台服务器上，当物理服务器出现重大硬件故障时会成为严重的风险集中问题。同时，虚拟化后不同密级信息混合存储在同一个物理介质上，将造成越权访问等问题。另外，由于虚拟化技术改变了网络结构，可能使某台虚拟机上的安全问题造成扩散，引发新的安全风险。最为严重的是，一旦有不法分子控制了虚拟机管理层并植入恶意程序，位于其上层的系统及其他应用很难检测到威胁，这将会引发极其严重的后果[15]。
⑷ 稳定性问题：目前，成熟的虚拟化解决方案（诸如VMware vSphere）在正常负载条件下已经可以达到很高的稳定性；而对于一些开源的虚拟化方案（如Xen）则在负载压力较大时，可能出现虚拟机宕机等不稳定的情况[16]。
3 数据中心虚拟化技术在油田企业的应用思路
根据前文对虚拟化的介绍可知，虚拟化技术可以把硬件资源抽象出来，在单一的硬件上运行多个“虚拟机”，从而提升硬件资源的利用率。尽管存在一些不足，但大部分场景下虚拟化技术的表现还是让人很满意的，特别是在已部署了大量硬件资源的环境下，其优势非常明显。因此，对于存放有大量硬件资源的数据中心来说，应用虚拟化技术成为了企业IT部门的首选解决方案。对于油田企业而言也不例外。
具体来说，可以将数据中心虚拟化的目标分为服务器整合、存储整合、网络划分与整合这几个方面，分别对应于服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化。下面分别介绍其特点，并且对其在油田企业关键数据业务上的应用思路作简要论述。
服务器虚拟化可以在一台物理机器上运行多个虚拟服务器（即运行多个操作系统，每个操作系统又可以运行多道应用程序），并且所有的应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响。仅仅虚拟化一两台服务器是不够的，下一步我们可以将服务器集群汇总到一个整合资源中，从而避免过度部署。例如，对于油田企业，可以把原先分散部署在研究院、采油厂和各个服务公司的勘探开发应用（地震处理和解释、数值模拟等专业软件系统）和经营管理应用（ERP软件、财务软件、办公系统软件等）采用虚拟化的方式整合到一台或几台高性能物理服务器上，从而改变以往业务软件与硬件系统一对一的低效模式，减少硬件数量，在提升资源利用率的同时降低了管理复杂度。
存储虚拟化能使一个环境中的物理存储在多个应用服务器间共享，将所有存储设备如本地物理磁盘、独立冗余磁盘阵列（RAID，Redundant Arrays of Independent Disks）、存储区域网络（SAN，Storage Area Network and SAN Protocols）等综合在一个虚拟的设备中（共享池）使用，从而隐藏了一个组织内部有多个独立存储设备的事实，提升存储性能并且降低因购买SAN系统而带来的成本和复杂性。我们可以把分散在各级单位、研究院的勘探数据（地震、测井及地质资料等）以及经营管理（人事、财务等）数据汇总到某个存储共享池或虚拟化的SAN集群中，并针对不同类型、不同级别的数据进行独立存取，保证数据的高可用性、高性能存取以及操作安全性。 网络虚拟化是一个相对宽泛的概念。一方面我们可以把多种应用承载在一张物理网络上，将物理网络进行纵向分割虚拟化为多个逻辑网络，从而使得不同业务相互隔离；另一方面可以将多个网络节点进行横向整合以承载上层应用，将其虚拟化成一台逻辑设备，在提升数据中心网络可用性、节点性能的同时将极大简化网络架构。从技术层面来看，诸如虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）、虚拟专有网络（VPN，Virtual Private Network）、重叠网、虚拟路由和转发（VRF， VPN Routing & Forwarding Instance）、虚拟上下文设备（VDC，Virtual Device Context）等技术均可纳入网络虚拟化的范畴[17]，并且有学者还提出了支持上下文感知的网络虚拟化技术[18]。我们可以简单地将油田企业数据中心网络划分为多个逻辑上的虚拟局域网，来分别实现勘探开发业务、经营管理业务及生产控制业务的数据传输，同时也可把存放于数据中心的多台路由器和交换机设备进行虚拟化，而不需要进行物理上的网络改造[19]，方便各级单位共享数据传输。
4 数据中心虚拟化技术的发展趋势和前景展望
虚拟化技术代表着这样一个大趋势，就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，打破物理结构之间的壁垒。虚拟化技术是企业IT基础设施建设和管理上的一个重大进步，它降低了企业总成本，为企业IT用户提供了更好的服务水平，显著提高了IT资源灵活性且极大地降低了IT基础设施的复杂性。
虚拟化技术正日益受到IT业界的重视，尤其是全球虚拟化技术领导厂商VMware公司提供的虚拟化解决方案已经成为500000多家客户的共同选择。微软、甲骨文、思杰、红帽等著名软件公司都纷纷推出了自己的虚拟化方案，Intel以及AMD等半导体公司也在其提供的处理器芯片中加入了硬件辅助虚拟化技术，来帮助虚拟机实现更好的性能。值得注意的是，全球最具权威的信息技术研究分析及咨询机构Gartner公司公布的未来IT“十大战略性技术”中，虚拟化名列其中[20]。
展望未来，企业数据中心虚拟化是将底层的硬件，包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化，甚至上层应用也能够虚拟化，从而建立起一个共享的、业务可伸缩的运行环境。所有的资源都透明地运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，实现资源的自动化分配。这样，用户无需担心其使用的资源被抢占或产生安全性问题，只需专注于业务即可；而当业务扩展时虚拟机的实时在线迁移技术能让用户无缝转移到新的应用上来，大大提高业务效率。
5 结束语
油田企业数据中心为了存储大量的专业数据及业务数据，设有强大的硬件设备。一方面，这些硬件设备具备充分的条件来实施虚拟化；另一方面，随着数据量的不断增长及业务复杂性不断增加，传统手段是增加硬件设备，提升硬件处理能力，而虚拟化的方法则不需要这样做。通过实现数据中心虚拟化，建成油田企业虚拟数据中心后，可为勘探开发核心技术创新提供更高性能的计算环境，对保障油田原油的持续稳产以及提高油田企业运营管理效率起到重要作用，获得更加显著的效益。
参考文献：
[1] IBM.智慧地球赢在中国[EB/OL]. http：//www-900.ibm.com/
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