基于地震资料解释IT资源分配和管理系统的开发

付喜春，钟吉太，李家俊

(大庆钻探工程公司物探研究院 黑龙江 大庆 163357)

基于地震资料解释IT资源分配和管理系统的开发

付喜春，钟吉太，李家俊

(大庆钻探工程公司物探研究院 黑龙江 大庆 163357)

随着地震资料解释工作站系统和应用软件等资源规模不断扩大，解释IT资源运维管理难度越来越大，传统的人工分配IT资源，常使多个生产项目相互挤占资源，导致资源失衡和生产效率降低。通过技术研究及程序开发，对解释资源实现自动分配、统一监控,并实时跟踪解释项目的进展情况，大大提高了设备利用率和生产效率。

地震资料解释； IT运维管理 ；工作站系统；资源自动分配； 监控软件

0 引 言

大庆物探研究院现有地震资料解释工作站、存储系统等设备95台套，解释软件21套，应用软件模块160多个。目前的解释生产工作量和数据量很大，形成的地质成果类别和种类也很多，每年通常有30多个二维和三维解释区块。解释生产区块多、来源杂，需要对生产信息进行实时自动跟踪。而且,每年还有很多科研项目同时进行，都需要占用大量的IT资源，经常出现抢占资源现象，导致有的资源闲置，有的资源超负荷，大大降低了生产、科研效率。当多个解释项目组在业务流程和资源利用上有重合时，就难免发生不同部门之间推卸责任、纠缠不清的推诿事件。诸如几个项目组抢占计算机资源等问题，很可能会牵涉到几个部门之间的配合。导致生产、科研问题复杂化，无法统一协调，问题不能及时解决，影响解释项目的进展。另外，解释资源完全靠人工分配，资源不能得到最大效率的利用，时常延迟解释生产周期，影响生产任务的顺利完成。

因此，开发一个针对解释IT资源分配和项目管理的软件系统，帮助解决解释资源生产应用过程中的各种技术难题，实现解释项目运维管理的规范化、流程化、自动化和简约化，使有限的IT资源得到合理、高效的应用，提高生产和科研效率。

1 资源分配技术研究

资源分配功能模块的设计研发，需要综合考虑计算机硬件资源的整体情况，针对不同的解释项目，当项目长提交了资源申请后，生成资源使用申请单，经过室、院领导审批后，由系统按照项目的需求，从资源池中分配计算机硬件资源，实现资源的合理分配。

1.1 资源分配流程

解释项目的资源分配过程，主要是针对计算资源。系统中存在的角色分为管理员、解释项目长、解释室领导和研究院领导。物探研究院IT资源分配工作流程,如图1所示。

图1 资源分配工作流程

资源分配功能模块的基本工作流程为：

计算机系统管理员创建项目；解释项目长创建申请单；相关解释室领导二级审批申请单；研究院主管领导三级审批申请单；系统从资源池自动分配IT资源。

1.2 资源分配规则

对于解释项目长提交的项目申请单，在解释室领导和院领导完成审批后，自动提交由系统进行资源分配。为了提高工作站资源的利用率，减少运算资源的浪费和拥塞，研发了工作站硬件、软件资源自动分配模块[1]。

1.2.1 软件资源自动分配

解释用户在填写申请单中，项目长首先选择应用软件(LandMark、Jason等)，选定提交完成后，系统自动分配应用软件，无需系统管理员再进行操作；系统根据选定的软件，去匹配相应的服务器和工作站，哪台机器安装什么软件是数据搜集阶段在数据库里定义好的。

1.2.2 硬件资源自动分配

综合分析以往解释生产区块使用硬件资源情况，设计并实现了解释服务器/工作站资源自动分配技术。

1)根据以往解释生产区块使用工作站的情况，综合考虑二维、三维等不同解释项目，生成工作站资源分配模板，见表1。

2)全部解释工作站系统分成两组，在数据库中进行定义。含有应用软件(如Landmark、Jason)的一组定义为主服务器组，不含应用软件的为一组定义为终端组。

表1 解释项目工作站资源分配模板

3)应用软件定义、工区定义完成后，工作站数量也就根据表1的分配规则进行选择。这时系统会根据这些数据，首先从服务器组选一台工作站(含有应用软件)，另外的工作站从终端组选择。这些是基于工作站监控系统来操作，选CPU利用率低的相对空闲的工作站。

4)选出的工作站在数据库里做标识，避免下一个工区再重复操作和选用。

2 资源监控技术研究

针对现有90多套不同种类的工作站系统，实现在统一窗口，实时、完整的监控这些庞大、繁杂设备的运行状态的前提，必须要准确的收集到各解释工作站组的各个关键部件的运行性能指标数据。

2.1 监控数据汇集技术

监控数据的汇集技术，包括数据收集、数据存储和数据传输等。针对多套不同类型的服务器、工作站，要监控全部工作站的运行状态，首先需要准确的收集到全部工作站关键部件(包括CPU、内存、磁盘、网络等)的运行性能指标数据，然后通过后台系统客户端(即需要监控的全部工作站)守护进程pcnt整理成XML的数据形式进行存储，最后通过网络实现传输汇总，最终到前台系统动态显示[2]。数据采集分别来自表2中所列的文件。

2.2 解释项目监控设计

解释项目监控子模块可以完整地展示解释生产项目的进展情况，包括每个项目的项目名称、项目类型、负责人、执行环节、使用工作站数量、存储量、名称解析、开始时间、结束时间、项目进度等[2]。

表2 CPU类资源、内存类资源、磁盘类资源和网络类资源数据采集来源

解释项目监控中的一些信息，如项目名称、类型等，可以从项目申请单中提取，但是，项目进度的监控，需要从地震资料解释应用软件的作业运行信息中收集。应用软件作业运行信息采集、数据库汇聚并在同一系统平台进行综合展现是开发本系统的一大难点和创新点。

地震资料解释应用软件作业信息采集需要对关键阶段模块进行采集和统计，采集的模块见表3。

表3 Landmark解释软件项目采集进程对应表

Landmark、Jason等软件运行中包括数百个进程模块，使用者调用某一模块时，该模块在软件系统内的名称会显示到系统进程中，通过编写进程采集程序子模块get_proc_info，即可收集到软件运行过程中调用的模块进程。

各个工作站通过此程序模块采集本机Landmark解释软件和Jason反演软件的进程，与主服务器端做时间同步，将信息发送到主服务器进行存储，并进行信息汇总。

2.3 主机监控设计

主机监控主要是指解释工作站系统监控。采集的信息包括CPU、内存、SWAP和网络等关键部件的实时信息，如主机的CPU利用率、内存利用率、SWAP利用率网络发送速率和网络接收速率等运行数据。这些信息可以真实的反应当前工作站系统整体的利用率和的负载等[3]。如图2所示。

页面中每一个单体窗口对应一台工作站，这些单体窗口的界面，均显示对应工作站的CPU使用率、内存使用率、swap使用率等系统级数据信息。

图2 解释工作站监控表格方式展示图

3 资源管理软件开发

目前地震资料解释系统中涉及的资源，可以简单地归为以下几类：用户、应用软件、硬件和软件许可证。

3.1 用户信息管理

用户信息管理采用系统分级权限管理的设计方案，这是保障系统安全运行的基础。用户信息管理包含以下功能：用户管理、角色管理、功能管理、部门管理、组别管理。

3.2 应用软件资源管理

软件资源管理包括解释系统各应用软件资源管理。软件资源管理中展示了软件名称、软件类型、安装服务器、软件功能、软件厂家、许可证类别等信息。

3.3 硬件资源管理

硬件资源管理主要是管理工作站资源。包括全部解释工作站系统的名称、品牌、操作系统、内存数量、CPU个数、网络IP地址等基本配置信息[4]。

3.4 许可证资源管理

许可证是地震资料解释应用软件系统中非常关键的资源，对许可证的有效管理非常关键。系统设计的许可证管理模块展示了许可证名称、工作站名称、IP地址、MAC地址、许可证目录、许可证到期日、许可证数量等信息。

4 资源统计技术研究

资源统计模块为用户提供对资源使用情况的查询功能，分为2个子模块：工作站统计和解释项目统计。

4.1 工作站运行信息和利用率统计

工作站统计可以通过查询条件，对各个工作站组的任意工作站的运行信息进行统计，包括：CPU利用率、内存/SWAP使用率、网络收发速率、本地磁盘读写速率、内存带宽读写速率和NFS读写速率[5]。如图3所示。

图3 解释工作站资源利用率统计

4.2 解释项目统计

解释项目统计模块，可以统计一段时间内全部解释生产项目的各种信息，包括：项目名称、项目类型、项目负责人、运行阶段、使用工作站、使用存储、项目名称解析、项目开始时间、项目结束时间、项目进度等。可以依据起始时间、项目类型、项目负责人等条件进行查询，也可以柱状图和饼状图的方式显现项目统计情况。

5 结 论

通过地震资料解释资源分配和管理系统的开发，可自动分配地震资料解释IT资源，并能实时监控、管理和统计各类资源，有效地解决了地震资料解释科研和生产应用中的资源失衡、系统资源竞争、系统安全和管理手段落后等生产技术难题，从而实现了降低生产和管理成本，达到提高生产效率的目的。

[1] 全 民, 张 倪. 工作站系统结构软件开发及应用[M].北京：国防工业出版社，1993：476-501.

[2] 付喜春. 基于多架构PC集群监控系统结构设计[J].信息技术,2013，(9)：96-99.

[3] 孙玉芳. UNIX SHELL程序设计[M].北京：清华大学出版社, 1992：75-90.

[4] 王劲松, 蒋丽萍. 网络互连技术基础教程[M].北京：学苑出版社，1994：130-140.

[5] 胡道元. 计算机局域网[M].北京：清华大学出版社，1990：164-183.

Developing of IT Resource Allocation and Management System Based on Interpretation Seismic Data

FU Xichun， ZHONG Jitai， LI Jiajun

(GeophysiealExplorationResearchInstitute,DaqingDrillingandEngineeringCompany,Daqing，Heilongjiang163357,China)

As the scale of the workstation system and its applications growing fast, the interpretation of IT resources is becoming more and more difficult, the traditional way of IT resource allocation always makes the different projects compete with each other and preempt resources, which may leads to an imbalance in the resource distribution and low efficiency. By developing a resource allocation and management system, the resources can be allocated automatically and efficiently. The real-time monitoring of the workstation system and the interpretation progress can be achieved, which can increase the efficiency and raises resource utilization.

seismic data interpretation; IT operation and maintenance; workstation system; resource automatically allocation; monitor software

付喜春，男，1964年生，高级工程师，1988年毕业于江汉石油学院电子仪器专业，目前从事集群计算机、解释工作站系统技术管理和软件开发。E-mail：fuxichun@sina.com

TP274

A

2096-0077(2017)04-0014-04

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.004

2016-10-07 编辑：韩德林)