云计算技术在石油勘探领域中的研究与实践

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1、云计算技术在石油勘探领域中的研究与实践张天雷徐飞汀（中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院信息技术研究所，北京100083）摘要：论文分析了在石油勘探领域中构建云计算环境的必要性，结合核心业务性质，指出云计算的工作原理、关键技术和应用价值，对云计算中所涉及到的虚拟化及资源整合、协同工作平台、远程应用技术进行了深入的探讨。文章对本领域中云计算技术的研究和发展具有一定的参考意义。关键词：云计算；石油勘探；虚拟化；协同工作平台；远程应用技术中图分类号：TP319文献标识码:A11引言现代化的油气勘探开发需要依托先进的信息技术来进行有力

2、支撑，高性能计算集群、三维可视化图形工作站、海量的数据存储设备以及功能各异的专业应用软件可以为更加精准的储量预测、更加高效的综合决策提供坚实的技术保障。近年来，随着全球油气资源的日益紧张以及各个产业对石油资源的巨大需求，各石油公司对上游勘探开发的力度逐步扩大，随之而来的就是生产设备的快速膨胀和各类应用的大量部署。但是由于前期缺少对资源部署的统一规划，单台集群或服务器等计算设备都是配置独立的应用软件，各设备之间不能充分的共享资源；而且，计算资源和存储资源大都是异构设备，不同品牌和架构之间难以进行有效的整合与扩展，造成资源浪费、管理困难

3、、运维成本高昂等种种弊端；同时，业务的急速扩张使得异地及海外的科研人员越来越多，本地应用模式已经不能满足生产的要求。如何让现有资源充分的利用起来，通过自动化的管理，供本地及异地人员无障碍的使用，是当前亟待解决的问题，否则必将严重影响科研项目的进展以及核心业务的长远发展。为了解决这一问题，我们做了很多积极的尝试。如利用SAN构建共享存储架构、建立集群统一作业管理系统、创建资源管理平台等等。这些技术在一定程度上缓解了资源利用率低、管理维护复杂等问题，但要想实现资源的全面共享，更加高效便捷的利用各类资源、随时随地进行异构设备的扩充与部署，

4、还需要依托先进的云计算技术。2云计算技术定义及实现机制维基百科（Wikipedia.org）在2010年给出最新的云计算定义是：一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算。云计算的资源通过互联网提供，并具有动态、易扩展和虚拟化的特征。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。在该环境中，将计算任务分布在这些由大量计算[1]机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。概括来说，云

5、计算有下述几方面的优势：一、在商业需求上，能够降低IT成本、简化IT管理和快速响应市场变化；二、在运营需求上，能够规范流程、降低成本、节约能源；三、在计算需求上，能够执行更大的数据量、容纳更多的用户；四、在技术进步角度来说，能够促进虚拟化、多核、自动化以及Web技术的快速发展。云计算按照服务类型可分为IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）三类[2]。根据这三种分类，不同厂家又提供了不同的解决方案，但还没有形成统一的技术体系架构。目前一个1作者简介：张天雷（1982—），男，河南省驻马店人，硕士，工

6、程师，CCF会员，主要研究领域为：高性能计算体系结构；徐飞汀（1982—），男，硕士，工程师，主要研究领域为：计算机网络。普遍比较认可的架构如图1所示。该体系架构将云计算技术分为4层：物理资源层、资源池层、管理中间件层和面向服务架构（SOA）的构建层。图1云计算体系结构物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库和软件；资源池层是将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池，如计算资源池、存储资源池等。构建资源池主要是物理资源的集成和管理工作；管理中间件负责对“云”的资源进行管理，并对众多应用任务进行调度。可以将其看作一个协同工

7、作平台，通过用户管理、资源管理、任务管理等方式，使资源能够高效、安全地为用户提供服务；SOA构建层将云计算能力封装成标准的WebServices服务，并纳入到SOA体系进行管理和使用，包括服务注册、查找、访问和构建服务工作流等。基于上述介绍的体系结构，以IaaS类型的云计算为例，其实现机制如图2所示。图2云计算实现机制图中计算/存储资源可视为已通过虚拟化整合后纳入“云”中的资源池；用户交互接口以WebServices方式获取用户需求，用户可以通过各类终端如台式机、笔记本、手机等进行访问；服务目录是用户可以访问的服务清单；系统管理负责

8、管理和分配所有可用的资源，其核心是负载均衡；配置工具负责在可分配的各类资源上部署任务运行环境；监视统计负责监视资源的运行状态，并对用户使用节点的情况进行统计。具体执行过程为：使用人员通过用户交互接口从目录中选取并调用一个服务，当请求传