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关于云计算网络虚拟技术的探讨【1】
【摘要】云计算机技术的出现，革新了IT产业界，指明了IT行业未来的发展，在较大程度上集中和提高了IT基础架构运营的专业化程度，对基础架构提出的要求也不断升高。
而网络虚拟技术因为具有一系列的优势，且对网络基础架构提出了更高的要求，如今得到了深入研究。
本文简要分析了云计算网络虚拟技术，希望能够提供一些有价值的参考意见。
【关键词】云计算;虚拟化;网络技术
借助于网络，用户能够访问虚拟化的计算资源和存储资源，而重要问题是如何实现云中用户使用网络的安全性及无缝使用云计算服务。
虚拟化技术的应用，可以促使网络利用率得到提升，网络的可扩展性得到强化，目前得到了深入研究。
借助于网络虚拟化技术，可以将多个封闭用户组部署于单一物理基础设施上，并且提升网络安全性和可扩展性。
1、云计算中的网络层次
服务器、网络、存储是云计算的主要基础架构，而从生态环境角度来讲，则可以用数据中心网络、跨数据中心网络及云接入网络对其进行划分。
连接主机、存储、服务器的数据中心局域网等组成了数据中心网络;跨数据中心网络的作用主要是连接不同的数据中心，以便有效迁移、备份数据中心间的数据，优化多数据中心间的资源等;泛在的云接入网络则主要是互相联通数据中心与终端用户，将云服务提供给公众或者企业用户。
从网络虚拟化角度来讲，可以划分为两种场景，分别为纵向网络分割和横向网络整合;前者指的是1：N网络虚拟化，包括VLAN技术、VPN技术等，可以对用户流量进行隔离，安全性得到提升，用户还可以借助于自定义控制策略，促使个性化控制得到实现，以便有效出租增值业务;后者指的N：1网络虚拟化，也就是将路由器集群技术、交换机堆叠技术运用过来，合并多台物理机，形成虚拟机，以便整合跨设备链路，网络拓扑结构也可以得到简化，这样管理维护难度得到了减小，网络环路得到了消除，网络可靠性及链路利用率也可以得到强化和提升。
2、数据中心网络
云计算的核心就是数据中心，在时代飞速发展过程中，虚拟化数据中心逐渐替代了传统的数据中心。
虚拟数据中心主要是将虚拟化技术利用起来，抽象整合物理资源，促使服务能力得到强化;科学分配与调度动态资源，更加高效地利用资源，服务可靠性也能够得到提升。
将自动化的服务开通能力提供出来，促使运维成本得到降低;此外，公众与企业客户的安全需求主要是由安全机制及可靠性机制保证的。
应用了云计算技术之后，传统的数据中心网络逐渐无法适应发展要求。
一般来讲，可以从这些方面来理解数据中心网络虚拟化：首先，核心层虚拟化，数据中心核心网络设备的虚拟化是其主要内容，其对核心层网络的数据交换能力及接入能力提供了较好的要求;运用虚拟机箱技术，设备管理得到了简化，可以更加高效利用资源，交换系统的灵活性也得到了提高，可以更加灵活地调度资源。
借助于VPC技术，跨交换机的端口捆绑得到了实现，那么在连接下级交换机及虚拟交换机时，以太网链路捆绑就能够实现，冗余能力得到了提高，网络维护难度予以降低。
其次，接入层虚拟化，其能够实现分级设计数据中心接入层。
为了方便数据中心的走线，接入层交换机对各种部署方式及新以太网技术都需要足够支持。
其中，目前发展最快的为无损以太网技术标准。
最后，虚拟机网络交换。
其可以划分为两个组成部分，分别为物理网卡虚拟化和虚拟网络交换机，将交换机及网卡功能虚拟于服务器内部，在主机内部，虚拟交换机将多个网卡的互联功能提供出来，且能够针对不同的网卡流量设定差异化的VLAN标签，以便如同有一台交换机存在于主机内部，能够在不同的端口有效连接不同的网卡。
虚拟网卡主要是将多个逻辑独立的网卡虚拟于物理网卡中，这些虚拟网卡的IP地址及MAC地址都是独立的，且流量调度策略也可以实现于虚拟网卡之间。
3、跨数据中心网络
对于不同数据中心，需要迁移调度计算资源与存储资源，比较大型的集群计算，可以构建二层互联网络;而云计算服务如果是由多个虚拟数据中心提供的，则可以通过路由网络连接将其构建起来。
将二层网络构建起来，能够实现虚拟机的透明化，对数据中心的二层互联设计进行简化，在较短时间内，借助于网络虚拟化技术，就可以恢复二层链路，L3链路也不受影响，相较于传统设计，具有较大的差异。
通过虚拟化技术的应用，还可以横向扩展于跨数据中心网络各个层间，扩大数据中心规模，网络管理拓扑也不会受到较大影响。
但是需要对网络环路问题有效解决，以便促使网络的高性能与可靠性得到保证。
4、泛在的云接入网络
借助于广域数据传输平台，能够有效互联云计算中心与终端用户，以便将云服务提供给公众用户或企业内部用户。
因为有较大数量的终端用户使用着云服务，且在较大的范围内广泛分布，有多样化的接入方式，因此，对数据传输网络提出了较高的要求：首先为较高的可用性，云计算中，将会精简终端，避免其过于复杂，降低设备要求，保证泛在的云接入网络能够将更加可靠和安全的数据存储中心提供给终端用户;其次为无缝接入，对于泛在的云接入网络来讲，需要能够对多种终端及接入方式有效兼容，
以便促使云计算服务被更多的用户所使用到，促使云计算服务的提供范围得到最大限度的扩展，保证用户云计算服务的获取能够以任务终端、位置及方式实现;再次为可扩展性，云计算开展的深入，对泛在的云接入网络的可扩展性也提出了更高要求，以便能够将新的云计算中心及用户终端方便接入，并且降低服务提供的难度;最后为高安全性，借助于虚拟化技术，从物理网络中将多个逻辑独立的子网络划分出来，隔离性与独立性是网络的特点，能够有效隔离各个客户的信息，以便促使云计算服务的用户使用网络的安全性得到保证。
5、结语
综上所述，云计算的实现，促使IT服务提供的种类及范围得到了较大程度的扩展，云计算能够将虚拟可靠的IT服务提供给不同地域的众多用户，其不仅要连接用户，承载计算存储资源，还需要保证云计算特性的要求得到满足。
本文主要分析了三个层面的需求及技术，能够肯定的是，科学技术的革新，网络虚拟化技术也将会获得更快的发展。
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参考文献
[1]郑子琪.基于云计算的虚拟网络承载技术研究[J].山西青年，2013，4(10)：123-125.
[2]马晓婷，陈晨.云计算环境下基于收益优化的数字图书馆网络虚拟化研究[J].情报科学，2014，5(11)：55-57.
空压机自动化监控系统的方案设计【2】
【摘要】目前，企业生产的和市场销售的空压机，绝大部分均为智能型空压机，智能型空压机本身具有参数监测、自动控制及保护等功能。
在厂矿企业生产现场需要与冷却水泵、风包及电控设备等形成一个系统运行。
多台空压机时，设计一套自动监控系统来监控空压机的运行就显得更加必要。
本文以枣矿集团田陈煤矿压风机房改造项目为背景，研究了自动监控系统来监控空压机的运行。
把4台智能空压机组成网络，并对风包、冷却水水泵等进行改造，实现整个压风机房的在线实时监测和智能控制，从而达到无人值守的目的。
【关键词】空压机;自动控制;无人值守
1.压风机系统现场情况概述
空压机房配置四台智能型空压机，智能型空压机本身具有参数监测、自动控制及保护等功能。
现场配置四台冷却水泵，为空压机提供循环冷却水，风包以一对一方式设置。
2.压风机集中控制系统监测的主要参数与部位
压气系统
压缩机排气温度、排气压力、风包压力、风包温度等参数;
冷却水系统
冷却水进水口压力;
电机系统
电机电压、电流、螺杆温度等;
供电系统
电压、电流、有功、无功、功率因数、电量及频率等;
3.压风机集中控制系统结构
系统主要由各类传感器、电动阀、PLC控制柜、带触摸屏的西门子S7-300 PLC及模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、串行通信模块及以太网通信模块等组成。
采用集中管理、分散控制系统结构。
系统的现场测量控制主要由各类传感器、变送器及执行机构完成。
对于空压机本体，由于选用的是智能型的设备，所需传感器及执行机构本身已有，无需再添加。
智能空压机都提供有通信接口，所以只需通过通信电缆连接到PLC系统中，通过在PLC中编程即可实现对空压机的自动监控。
压风机房风包部分需要加装以下设备：风包压力变送器、风包温度变送器、风包排污口阀门应选用电动阀。
压风机房冷却水水泵的出水口阀门也应选用电动阀。
电动阀及水泵的控制通过数字量输入输出模块实现。
压风机供电系统的监控通过高压柜内装设的微机综合保护装置实现，综保都具有通信功能，通过其通信接口可以与PLC连接，通过在PLC内编程即可实现压风机供电参数的采集、开关的遥控分合闸等功能。
PLC集中控制柜设于压风机房内，PLC选用西门子S7-300系列，性能稳定而可靠。
集控柜装设有触摸屏，操作人员可通过该触摸屏查看各台空压机的实时运行情况，如操作员权限符合要求，还可向空压机发出命令，进行各种控制操作。
PLC集中控制柜内装设有以太网通信模块及光端机等设备，可方便地与调度中心通信。
在调度中心设有高性能工业控制计算机、打印机等设备，并装有后台监控软件，可实现对压风机房的远程集中控制，最终实现无人值守。
4.压风机集中控制系统实现的功能
4.1控制系统具备就地手动/远方控制两种控制方式。
压风机房集中控制柜内提供有触摸屏操作界面，能对压风机系统所有运转状态、运行参数及故障信号进行动态显示。
操作人员可以对压风机发出命令，控制压风机的启停、冷却水泵的启停、风包的定期排污等等。
可以在调度室内设高性能工控机，配后台监控软件，软件基于高性能的工控组态软件编制，可实现对压风机房的远程集中监控。
4.2压风机集中控制系统可以完成对压力(包括压风机排气压力、风包压力、冷却水压力)、温度(包括压风机排气温度、风包温度)、空压机总运转时间以及电气参数(包括电机温度、电流、电压、电机功率、日耗电量等)的连续在线检测功能。
4.3具有保护及报警显示功能，具体有：
超温保护
超风压保护
断水保护
空气过滤器堵塞报警
油过滤器堵塞报警
油细分离器堵塞报警
电机过载、超温保护
故障排除后，可实现安全复位功能。
4.4实现空压机供气网络的自动联动控制，按程序执行启动/停止压风机操作。
可通过比较供气压力与设定联机控制压力，选取空压机发送控制命令，控制网络中空压机的启动停机、自动稳定供气压力、平衡网络中各空压机的运行时间。
4.5具有参数设定功能，具体有：
风包自动排污运行参数设置
压风机自动运行参数设置
4.6后台监控软件可提供设备管理及人员管理功能。
设备管理功能包括设备参数一览表、设备投入运行时间显示、设备当次工作时间、设备工作总时间等。
人员管理功能包括工作人员一览表、值班人员安排、管理员及操作员权限密码设置等。
5.压风机集中控制系统的特点
本系统以工业控制PLC为核心，主要由各类传感(变送)器、执行器、PLC、触摸屏及通讯装置等设备组成，主要特点如下：
采用了先进的计算机技术，功能强大，智能化程度高。
PLC选用国际著名品牌西门子的S7-300系列。
可靠性高、抗干扰能力强，与普通PLC相比平均硬故障/软故障间隔时间更长、功能，通用性更强、速度更快、扩展更灵活。
监控软件采用国外著名的组态软件InTouch进行二次开发，稳定可靠。
以图形界面显示工作状态，画面丰富，直观生动。
监控软件还可提供设备管理及人员管理功能。
选用了国外进口传感(变送)器，具有原理先进，质量可靠，寿命长，精度高等特点。
采用了多种抗干扰措施，因此系统的抗干扰能力强，可靠性高，监测准确。
留有备用通道，便于扩展。
采用先进的计算机网络技术，实现了全矿数据共享。
软件平台设计起点高，能方便地与其它自动化系统互联，为以后搭建全矿自动化平台提供最好的便利。
维护方便。
6.结语
空压机自动化监控系统通过对系统工作参数的实时监测与控制，对于保证系统正常工作，提高系统运行的可靠性与安全性，让司机及时了解空压机的工作状况，很大程度上提高了空压机的控制能力和利用率。
减少了岗位司机人数，提高了工作效率和管理水平。
同时在帮助维修人员及时对系统故障的早期预防和诊断等方面也具有重要的意义和推广价值。
参考文献
[1]刘新航.空气压缩机组监控系统开发[D].辽宁大连：沈阳工业大学，2006
[2]李虎.螺杆式空气压缩机智能监控系统的研发与实现[D].山东科技大学硕士论文，2007.6
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