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解析船舶设计网络中虚拟化技术的重要性

2020-05-13 752 上传者：管理员

摘要：众所周知，现如今的时代是一个高速发展的信息化时代，在这一时代当中计算机虚拟化技术得到了充足的发展，并且已经应用到各种设计工作当中，而且已经取得了相当不错的效果，船舶设计网络中进行计算机虚拟化技术就是其中之一，可以说，在船舶设计工作当中进行虚拟化技术的使用，使得设计成本得到了极大地降低，并且也大大减轻了船舶设计软件管理工作的负担，另外，通过虚拟化技术将一些昂贵船舶分析设计软件进行异地共享，实现多人异地操作软件，大大提高了船舶设计的工作效率。故此，本文对虚拟化技术在船舶设计网络中的应用进行相关研究和分析，其主要目的是提升虚拟化技术在船舶设计网络中的应用水平，这对于船舶设计行业的未来发展非常重要。

关键词：
技术应用
船舶工业
船舶设计
虚拟集成系统
设计网络
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传统的船舶制造过程对于经济方面和人力资源方面的消耗都比较巨大，在实际的船舶设计过程中非常容易出现计算机工作站、船舶设计软件使用率不高造成资源浪费的情况，而计算机虚拟化技术在其中的应用能够使得资源的利用效率得到非常大的提升，进而对船舶企业、船舶设计公司的发展起到较强的助力作用。所以，本文将对虚拟化技术在船舶设计网络中的应用进行详尽的阐述，并且试图在文章中提出一定的具有建设性的意见和对策，这对于未来船舶设计的信息化、智能化设计发展具有重要的推动性作用。

1、现阶段对于虚拟化技术的大致叙述

在计算机应用领域，虚拟化技术是一种资源管理的技术种类，在实际的计算机应用过程中，虚拟机与物理机一样，虚拟机是运行操作系统和应用程序的软件计算机。管理程序用作虚拟机的运行平台，并且可以整合计算资源。每个虚拟机包含自己的虚拟（基于软件的）硬件，包括虚拟CPU、内存、硬盘和网络接口卡。

称为管理程序的软件安装在虚拟化数据中心内的物理硬件上，并用作虚拟机平台。管理程序根据需要动态为虚拟机提供物理硬件资源，以支持虚拟机的运行。通过管理程序，虚拟机可以在一定程度上独立于基础物理硬件运行。例如，可以在物理主机间移动虚拟机，或者将虚拟机的虚拟磁盘从一种类型的存储移至另一种存储，而不会影响虚拟机的运行。由于虚拟机从特定基础物理硬件解耦，因此通过虚拟化可以将物理计算资源（如CPU、内存、存储和网络）整合到资源池中，从而可以动态灵活地将这些资源池提供给虚拟机。通过相应的管理软件，还可以使用多种功能来提高虚拟基础架构的可用性和安全性。

虚拟化技术能够帮助船舶设计人员在虚拟的设计环境下进行船舶设计工作，众所周知，传统的设计工作缺少虚拟化技术的辅助，一旦设计工作出现了失误情况或者数值出现了错误的话，对于实际工作的进行就会造成比较大的阻碍，甚至会造成比较严重的经济方面的损失，对于现阶段的船舶设计网络工作来说也一样，虚拟化技术能够在其中起到非常重要的作用。

2、现阶段虚拟化技术的基本分类情况

2.1 硬件虚拟化

所谓硬件虚拟化，其实是对计算机或者整体的操作系统实现虚拟化，从而虚拟出另一个抽象的计算机平台，简单来说就是通过虚拟化技术构建了一台虚拟的裸机，然后相关的操作人员能够在虚拟出来的裸机上安装各种操作系统，硬件虚拟化的产品非常多，其中包括Vmware的vSphere^[1]以及Citrix的Xen^[2]等。虚拟化的裸机与真实的计算机进行比较的话，虚拟出来的裸机其实更加容易被控制和检查，并且其配置工作也可以变得更加灵活，并且虚拟出来的裸机中出现的故障并不会对原有的计算机产生损害，也不会出现死机的情况。硬件虚拟化的类型也比较多，其中包括完全虚拟化以及半虚拟化等。

2.2 存储虚拟化

存储虚拟化在计算机虚拟化技术当中比较重要，虚拟出来的裸机可以利用存储虚拟化的方式对整个网络系统的资源进行统一的整合和管理工作，这对于现阶段的船舶设计网络比较重要，能够使得工作的效率得到比较明显的增加，存储虚拟化主要具有以下功能和特点。存储虚拟化能够将存储的资源进行统一的整合和管理，并且能够形成一个高效的数据中心的模式，对于各种设计工作能够起到非常大的助力作用。分布式扩展，也就是说，其中的存储介质易于扩展，这样就能够实现由多个异构存储服务器实现存储功能了^[3]。虚拟本地硬盘能够被用户直接使用，使用方式与本地硬盘相同，这能够使得船舶设计网络工作变得比较方便。新建用户在加入到虚拟化的系统之前，需要经过相关的安全认证并且获得证书，这样就能够实现整个系统的安全性，对于设计工作比较重要。为了保证虚拟机当中用户数据的私密性^[4]，存储数据的过程需要进行加密，并且进行加密之后，除却特殊授权的用户之外，其他人没有办法对数据进行解密和查看。

图1 VMWARE ESX SERVER体系结构

2.3 桌面虚拟化

桌面虚拟化是将用户的桌面环境与其使用的终端设备进行解耦工作，在实际的使用过程中，虚拟之后的桌面便于系统的维护工作人员进行管理和恢复工作，例如，在船舶设计网络工作过程中如果出现一定的问题之后，维护工作人员能够快速的将其恢复，以保持设计工作的整体效率，这一点正是现如今的船舶设计网络工作所需要的。

2.4 网络虚拟化

所谓网络虚拟化，用户需要通过一种“软件”来将网络架构进行重新的定义，这样就能够使得核心路由交换机具有丰富的处理能力，也能够获取到更高的资源利用率，这一点对于船舶设计网络也比较重要。

3、虚拟化技术在船舶设计网络中的应用

对现阶段国内的船舶设计网络工作进行一定的研究和调查就能够发现，现如今船舶设计工作主要使用的软件是AutoCAD以及AvevaMarine、Intergraph、CADDS5等，以及一些昂贵船舶分析设计软件Napa、HydroSTAR&ARIANE、FRIENDSHIP、MSCNastran，这些软件的使用率直接影响到船舶研发的工作效率，这些大型船舶性能分析设计软件同时对于服务器以及网络交换机的要求的性能方面的要求也比较高，不断增加的IT需求和资源需求持续，越来越紧缩的预算，在这种环境之下，计算机虚拟化技术能够起到非常重要的作用，也会节省下来非常多的资源。

在船舶设计过程中，如果这些昂贵船舶分析设计软件只是安装在个人的计算机工作站上，只能通过这台计算机工作站进行本地操作使用船舶分析设计软件，在异地进行联合设计的人员只能通过本人出差或者将邮寄加密狗的方式才能使用船舶分析设计软件，这样增加了船舶设计成本、降低了船舶的设计效率，另外，还冒着邮寄加密狗有丢失的风险。

所以在船舶设计网络工作当中进行硬件虚拟化技术的应用之后，就能够实现高性能服务器的运用，并且在这一过程中还能够完成多种的业务的处理。硬件虚拟化技术进行应用之后，机房当中的服务器的硬件数量就可以相应的进行减少，在这一过程中其动能方面的消耗也会比较少。而且，在传统的船舶设计网络工作中，需要的终端计算机设备非常多，如果不对其进行控制工作，就会形成资源上的消耗，而利用硬件虚拟技术之后完全无需担心这一问题，因为依靠一台计算机终端设备就能够进行多台虚拟计算机终端的虚拟，使得相关的工作人员依靠比较少的计算机就能够完成设计网络的工作。

在实际的船舶设计网络过程中，网络虚拟化技术可以进行一定的应用，在进行应用之后，就能够将船舶设计数据进行统一管理和整合，各种数据、信息的利用速度变快之后，就能够建立一个统一的存储，这能够使得各种资源的利用效率成正比的状态上升。另外在实际的设计工作过程中，还可以引入虚拟的磁带库，这一项工作能够对船舶的设计工作实现数据方面的备份和恢复，这一点对于船舶设计网络工作尤为重要，相关的工作人员要对网络虚拟化技术进行重视，并且使其真正的在设计工作当中进行利用，从而提升设计效率。

船舶设计网络工作当中进行桌面虚拟化的应用之后，就能够建立相应比较便利的客户机体系，而且这一体系也比较安全可靠。进行虚拟化技术的应用之后，桌面环境是集中放在服务器当中的，而且系统的配置方面也相同，未经授权的用户是无法对系统的配置进行修改的，也就是说，虚拟化的桌面具有很强的安全性。

除此之外，网络虚拟化技术可以使得船舶设计网络核心的交换机的性能得到大幅度的提升，而且在前文已经进行了一定的提及，船舶设计网络工作对于设备性能方面的要求非常高，而网络虚拟化就能够实现这一点，同时还能够将设计网络的安全性方面进行稳定的提升。设计工作过程中，设计人员就能够利用虚拟机进行多条件下、多状态的船舶性能分析，提高船舶设计效率，缩短了船型研发的周期。

4、结语

传统的船舶设计工作会产生比较多的资源浪费情况，而且对于计算机终端设备性能方面的要求也比较高，而虚拟技术在其中的应用就解决了其中存在的众多问题，因此，虚拟化技术在船舶设计网络中的应用应该得到提倡，并且进行不断的优化和完善，对于船舶设计工作未来的发展具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]倪若杰.浅析虚拟化技术在船舶设计网络中的应用[C]//中国造船工程学会计算机应用学术委员会.2012年MIS/S&A学术交流会议论文集.中国造船工程学会计算机应用学术委员会:中国造船工程学会,2012:155-158.

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[3]刘建峰,胡小才,臧伯仁,等.面向船舶建造的协同制造关键技术及系统开发[Z].上海江南长兴造船有限责任公司,上海外高桥造船有限公司.2014.

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虚拟化技术在船舶设计网络中的应用[J].船舶物资与市场,2020,(1):34-35.