基于虚拟化技术的物流云计算平台构建，本文主要内容关键词为：物流论文,平台论文,技术论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
随着计算机和互联网技术的不断发展，经济全球化、信息网络化的不断深入，物流业需求的不断提升，如何通过先进的物流管理理念和信息技术，整合物流资源、创新物流服务模式、提升物流服务水平，以满足客户提出的具有高附加值的物流增值服务及一体化物流服务的需求，是物流企业当前迫切需要解决的问题。国务院《物流业调整和振兴规划》以及国家的“十二五”现代服务业发展规划明确提出了应用现代信息技术提升现代物流业，为我国物流信息化发展指明了方向。随着第四方物流、智慧物流、平安物流等新的物流运作理念成为研究热点，物联网、云计算等先进技术在物流行业逐步得到推广和应用，已经形成以计算机和互联网技术为核心，以物联网、云计算技术为基础，以现代化仓储管理技术、标准化包装技术、智能化配送技术、透明化装卸搬运技术、合理化运输技术等为支撑，以构筑高性能、高安全性、高可用性、易扩展性的物流云计算平台为目标的现代化物流装备技术格局。现代物流业要加大信息技术运用力度，突破信息技术应用难点，创新信息技术方式方法，构筑先进的物流信息化平台，提高物流资源利用率，满足用户需求，以物流服务创新引领现代物流发展方向。
2 云计算概述
云计算，简称为“云”，是一种大规模资源整合的思想，旨在通过Internet按需交付计算资源和按使用付费。数据在云端，计算在云端，大量的计算不是由本地完成，而是由云内的分布式服务器完成，并将结果返回本地。云计算最重要的特点：一是分布式；二是易扩展；三是虚拟化。
云计算为物流企业提供强大的计算和存储能力，提供物流企业需要的基础架构、服务和软硬件资源等，提供托管的应用程序环境，能够动态部署、动态分配计算资源，并实时监控资源的使用情况，节省了购买新服务器、建立数据中心、机房和部署软件的成本。其主要优势有：
(1)成本低廉。简单的配置，完整的平台，即取即用，无需花费大量时间和金钱搭建设备、维护计算环境，使得管理成本大幅降低，资源的利用率大幅提升。
(2)虚拟化。数据、计算和应用都在云端，云计算支持用户在任意位置，通过Internet使用各种终端获取服务，而无需了解应用运行的具体位置。
(3)高可靠性。“云”采用分布式存储系统、数据多副本容错、快速备份和恢复等措施来保障数据的高可靠性，支持各种数据处理、计算模型，满足不同领域、不同特点的计算需求。
(4)通用性。云计算不针对特定的应用，以人和服务为中心，满足不同应用的需要。
(5)高可伸缩性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。
(6)高效率。通过虚拟化技术，在不添加新的计算能力的前提下，有效提高IT基础设施的利用率，从而降低了对物理主机数量的需求，进而降低了对机房容量和电力制冷的需求。
(7)附加的社会效应。虚拟化使多用户共享共同资源成为现实，有效避免资源浪费，同时，“云”能根据系统总体负荷，灵活地实现对系统资源的启停，在不影响业务应用的前提条件下，有效实现数据中心的节能环保，降低企业成本。
3 虚拟化技术
虚拟化是云计算最主要的特征，指的是对计算资源的抽象，是资源的逻辑表示，是一种调配计算资源的方法。它通过使用软硬件分时服务，模拟与仿真执行等技术，将应用系统的不同层面—硬件、软件、数据、网络、存储等一一隔离开来。对计算资源的表示、访问和管理进行简化，并为这些资源提供标准接口来接收输入和提供输出，从而降低资源使用者和资源具体实现之间的耦合程度，从而打破数据中心、服务器、存储、网络、数据和应用中的物理设备之间的划分，实现架构动态化，并实现集中管理和动态使用物理资源及虚拟资源。虚拟化技术解决并保证了云计算平台的高性能与高可用性，使云计算平台在实际应用中资源最大化、利润最大化，同时也推动了虚拟化技术与云计算技术的快速发展。虚拟化原理如图1所示。
图1 虚拟化原理
在物流云计算平台的建设过程中，用户的数量不断增加，用户的业务需求会不断变化，其对存储、计算、网络等资源的占用可能需要进行实时调整。为了匹配物流云计算平台数据中心虚拟化技术要求，满足安全资源按需部署、快速交付、综合防护的关键需求，以提升基础设施的利用效率，平台的虚拟化架构就显得至关重要了。云计算平台的虚拟化方案通常有基于虚拟路由的安全虚拟化方案和基于虚拟机的安全虚拟化方案两种，前者本质上是一种多实例技术，是在已有非虚拟化的系统架构上，对一些主要安全业务进行多实例的改造，只能对个别安全业务实现部分虚拟化，系统可扩展性差。同时，由于方案缺乏统一的虚拟化架构支撑，虚拟化的控制粒度很难精确，如无法精确了解每个VFW的CPU、内存占用情况。后者是从安全角度考虑，CPU、内存和I/O资源由底层的Hypervisor或Emulator实现模拟，VFW作为一个GuestOS运行在虚拟化的硬件环境中，是一种完全的虚拟化方案，更容易部署和迁移，但这种方案有一定的局限性，更适合部署在VFW数量要求不多、业务性能不高的场景。
4 基于虚拟化技术的物流云计算平台的构建
4.1 物流云计算平台基本框架
物流云计算平台共包含3个层次：基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS。其服务模式如图2所示。
图2 物流云计算平台的服务模式
(1)基础设施即服务(IaaS)。在网络上提供虚拟存储，客户根据实际存储容量支付费用，将内存、存储和计算机能力形成虚拟资源池作为计量服务提供给客户。
(2)平台即服务(PaaS)。在该层次，对物流企业提供开发环境、服务器平台等服务，物流企业可在此平台上定制开发自己的应用程序，并且可以通过互联网传递给其他用户。
(3)软件即服务(SaaS)。平台服务提供商将应用软件统一部署在服务器上，用户根据需求通过网络向服务提供商订购应用软件服务，服务提供商根据用户定制软件的数量、时间等因素收费。在本层次可提供货物跟踪、库存管理、物流监控和智能配送等服务。
4.2 虚拟化技术在物流云计算平台中的应用
虚拟化技术包括服务器虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化、平台虚拟化。
服务器虚拟化技术可以使一个物理服务器虚拟成若干个服务器使用，实现统一管理多个虚拟机，平衡各个虚拟机和物理机之间的利用率，对不用应用进行统一高效部署，保证系统良好的可靠性和安全性。具体如图3所示。
图3 服务器虚拟化
存储虚拟化的方式是将整个云系统的存储资源进行统一整合管理，为用户提供一个统一的存储空间，实现存储资源集中存储，统一管理，方便使用。
应用虚拟化是把应用对底层系统和硬件的依赖抽象出来，从而解除应用与操作系统和硬件的耦合关系，实现资源共享性、兼容性和应用的可扩展性。
平台虚拟化是集成各种开发资源虚拟出的一个面向开发人员的统一接口，软件开发人员可以方便地在这个虚拟平台中开发各种应用并嵌入到云计算系统中，使其成为新的云服务供用户使用。具体如图5所示。
4.3 物流云计算平台架构
物流云计算平台整体目标逻辑架构如图4所示。
(1)云服务提供：为云服务对象提供统一的界面和访问，包装云服务资源，建立服务等级(SLA)，管理云服务对象状态和请求。
(2)云服务管理：管理和维护云计算架构，保障云架构的稳定和可靠。
(3)云平台资源：构建服务器、存储资源池，实现IaaS；建设企业级数据中心，实现PaaS；通过SOA架构整合系统应用，以提供SaaS。
图4 物流云计算平台整体目标逻辑架构
图5 物流云计算平台数据交换与共享中心架构
物流云计算平台数据交换与共享中心实现了不同服务器类型资源的有效聚合，资源的建设、管理及维护流程清晰，便于对云平台各种资源进行有效调度和控制管理，提高了设备的利用率和负荷均衡，增强了资源池的安全性，更加适应未来云计算发展的需求。具体如图5所示。
物流云计算平台的安全采取一定的策略来保证云计算环境下服务器间的通信安全、对用户的访问权限进行有效控制，实现数据的完整存储和安全传输，保证物流云计算平台在复杂环境下可靠、安全地运行。
4.4 基于虚拟化技术的物流云计算平台的实现
基于虚拟化技术的物流云计算平台采用B/S架构，通过REST接口与云资源控制服务集成，实现对云平台管理的各种计算资源的有效监控和管理。基于虚拟化技术对云计算平台物理层各种资源(物理服务器、存储、网络)进行调度控制管理，将不同应用场景的资源组合成不同特殊的资源池进行控制，能够有效整合物流资源，提高物流资源利用率，优化供应链，推动电子商务的发展。平台由多个模块和子系统构成，为用户与其他系统信息交换、协作提供平台支撑，为用户服务管理、订单处理、需求预测、物资采购、物流信息交换、仓库管理、库存控制、配送等物流活动提供支持。具体如图6所示。
图6 物流云计算平台功能结构图
5 结束语
目前，我国现代物流仍然处于初级阶段，存在物流规划和布局不足，物流上下游企业矛盾重重。地区、部门分割情况严重，各地物流资源难以有效整合等问题，导致物流成本过高，物流效率低下。虚拟化技术可以把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，从而打破了物理结构之间的壁垒，将物流资源的利用率最大化。随着物联网、云计算等先进技术在物流行业的推广和应用，智能化的信息网络的构建，加速了即将到来的虚拟化趋势，只有构建基于虚拟化技术的物流云计算平台，实现区域间、部门间、物流企业等之间的横向整合，最大限度地优化配置社会物流资源，实现物流资源信息的共享，才能达到降低社会物流成本、提升物流全过程的整体水平，提高物流效率，提高物流企业竞争力，进而推动整个物流业的科学发展。