變電站終端系統運行方法
2023-05-29 11:05:21 2
變電站終端系統運行方法
【專利摘要】一種變電站終端系統運行方法，包括如下步驟：在變電站終端設備上運行Linux系統，並採用平臺虛擬化技術在Linux系統上創建全虛擬化的變電站終端虛擬機；建立所述變電站終端虛擬機的非持久性硬碟，並在所述變電站終端虛擬機上運行變電站終端作業系統；將所述變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體運行過程中產生的所有數據存儲在所述非持久性硬碟中；在所述變電站終端虛擬機關閉或重啟時，刪除所述非持久性硬碟中的數據，並將其恢復至初始狀態。本發明的技術，提高了變電站終端作業系統運行的安全性，而且使得變電站終端作業系統的維護變得更加方便，明顯提高系統維護效率，大幅度降低維護成本。
【專利說明】變電站終端系統運行方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機網絡和信息【技術領域】，特別是涉及一種變電站終端系統運行方法。
【背景技術】
[0002]隨著電網企業信息化的深入，電網企業生產管理均通過在線信息系統完成。由於生產人員需要在現場錄入數據或獲取生產信息系統中的數據，很多無人值守的變電站均配置了計算機終端。現有的系統運行方法，都是將系統操作文件及其相關應用軟體直接安裝、運行在變電站終端設備專用的作業系統上。由於無人值守變電站內的計算機終端是公用的，無專人負責，這些終端經常出現安全問題或系統故障，而變電站一般距離較遠，維護起來十分麻煩。
[0003]在變電站終端設備專用的作業系統上結合自動還原技術，可有效地解決安全性問題，自動還原技術能夠有效地使終端硬碟的數據保持在設置為保護時的狀態，在重新啟動之後，將恢復原樣，從而避免病毒及惡意軟體對終端造成的安全問題，在一定程度上避免使用人員誤操作或濫用終端(如隨意安裝軟體)造成的避免變電站終端系統不可用。
[0004]目前，在系統還原技術方面國內外普遍採用的是硬碟還原卡和系統還原軟體。硬碟還原卡是用於計算機作業系統保護的一種PCI擴展卡，每一次開機時，硬碟還原卡總是讓硬碟的部分或者全部分區能恢復先前的內容。即任何對硬碟保護分區的修改都無效，這樣就起到了保護硬碟數據的作用。系統還原軟體則是在被保護系統中安裝一個軟體，對系統及數據進行保護。目前有多種方法實現:一種方法是將需要保護的數據設置為不可寫狀態；第二種方法是將數據備份到另一個相對於安全的空間以便在需要保護的數據遭到破壞時將其恢復；第三種方法是虛擬還原數據保護，虛擬還原數據保護將數據備份然後在需要的時候再還原，只不過虛擬還原數據保護技術備份的數據其實並不是數據區的數據，而是主引導扇區、作業系統引導扇區、文件分配表和目錄區的數據。
[0005]由於硬碟還原卡是硬體實現的，實施時需要打開每臺計算機終端來安裝還原卡，十分不便。而每次終端系統需要進行更新(如安裝系統補丁、安裝軟體)時，都需要到現場操作，對於地域分布十分廣的變電站終端，十分不便。同樣地，系統還原軟體也存在終端系統需要進行更新時需要到現場操作的問題，而且系統還原軟體還存在被人惡意卸載的可能。
[0006]無論是硬碟還原卡還是系統還原軟體，在電網企業變電站生產終端安全保護應用上，均存在著較大的缺陷:首先，對於硬碟還原卡和系統還原軟體，都需要計算機終端作業系統之上提供過濾驅動程序來實現還原算法的運轉。過濾驅動在作業系統之上是一個所有軟體都可以去爭奪的控制權，因此，硬碟還原卡和系統還原軟體就無法保證所有還原都可靠。很多病毒，如機器狗類病毒，已可以破壞或繞開過濾驅動來實現還原的穿透。由於需要在計算機終端作業系統上安裝驅動程序或軟體，這些底層的系統驅動程序或軟體經常與變電站生產終端上的應用軟體發生衝突，導致變電站生產終端上的應用軟體無法正常工作。
[0007]另外，無論是硬碟還原卡和系統還原軟體，當每次終端系統需要進行更新(如安裝系統補丁、安裝軟體)時，都需要到現場逐臺終端進行操作，對於地域分布十分廣的變電站終端，維護工作量非常大。
[0008]綜上所述，現有的變電站終端作業系統運行技術，基於變電站終端專用作業系統基礎上結合硬碟還原卡和系統還原軟體的方法，無法保證變電站終端作業系統運行的安全性，而且，系統維護工作量極大，維護效率低、成本高。
【發明內容】
[0009]基於此，有必要針對上述無法保證變電站終端系統運行的安全性和維護效率低的問題，提供一種安全性更高、維護效率更高的變電站終端系統運行方法。
[0010]一種變電站終端系統運行方法，包括如下步驟:
[0011]在變電站終端設備上運行Linux系統，並採用平臺虛擬化技術在Linux系統上創建全虛擬化的變電站終端虛擬機；
[0012]建立所述變電站終端虛擬機的非持久性硬碟，並在所述變電站終端虛擬機上運行變電站終端作業系統；
[0013]將所述變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體運行過程中產生的所有數據存儲在所述非持久性硬碟中；
[0014]在所述變電站終端虛擬機關閉或重啟時，刪除所述非持久性硬碟中的數據，並將其恢復至初始狀態。
[0015]上述變電站終端系統運行方法，通過在變電站終端設備上運行的Linux系統建立全虛擬化的變電站終端虛擬機，在變電站終端虛擬機上運行變電站終端作業系統，利用非持久性硬碟存儲所有運行數據，在變電站終端的主機系統在開機重啟後變電站終端作業系統自動恢復到初始模式，提高了變電站終端作業系統運行的安全性，而且使得變電站終端作業系統的維護變得更加方便，明顯提高系統維護效率，大幅度降低維護成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為一個實施例的變電站終端系統運行方法流程圖；
[0017]圖2為變電站終端設備的系統運行架構圖；
[0018]圖3為變電站終端虛擬機文件存儲結構示意圖；
[0019]圖4為變電站終端作業系統維護示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明的變電站終端系統運行方法的【具體實施方式】作詳細描述。
[0021]參考圖1所示，圖1為一個實施例的變電站終端系統運行方法流程圖，包括如下步驟:
[0022]步驟S10,在變電站終端設備上運行Linux系統,並採用平臺虛擬化技術在Linux系統上創建全虛擬化的變電站終端虛擬機。
[0023]在本步驟中，在變電站終端設備上運行Linux系統，可以在Linux系統中安裝虛擬化控制軟體，Linux系統採用最小化安裝配置即可，除基本系統軟體及虛擬化控制軟體外，不需要安裝任何其它軟體，從而避免了在變電站終端設備上安裝各種驅動程序或者軟體而帶來的軟體衝突，防止惡意軟體或病毒等，提高系統安全性。
[0024]在一個實施例中，對於創建全虛擬化的變電站終端虛擬機的方法，可以通過Linux系統上運行虛擬化控制程序(Virtual Machine Monitor),隱藏變電站終端設備的實際物理特性，並完整地模擬所述變電站終端設備的底層硬體，包括處理器、物理內存、硬碟、網卡、外設接口(如串並口、USB 口)等，獲得變電站終端虛擬機，由於是對變電站終端設備的全虛擬化，使得原來為變電站終端設備設計的變電站終端作業系統和其它系統軟體完全不做任何修改就可以移植至變電站終端虛擬機中運行。
[0025]通過上述建立的變電站終端虛擬機，可以用來運行客戶機系統(Guest OS),即變電站終端作業系統，隔離了變電站終端設備真實運行的主機系統(Host OS)，也即Linux系統，避免對主機系統的直接使用，也就避免了各種惡意使用問題，從而提高了系統安全性。
[0026]步驟S20，建立所述變電站終端虛擬機的非持久性硬碟，並在所述變電站終端虛擬機上運行變電站終端作業系統。
[0027]在本步驟中，建立非持久性硬碟，其中，非持久性硬碟不會永久保存數據，在虛擬機環境關機或重啟後硬碟的數據可以恢復原狀；可以通過虛擬化軟體來設置非持久性虛擬硬碟(Non-Persistent Disk)。然後在變電站終端虛擬機中運行變電站終端作業系統，參考圖2所示，圖2為變電站終端設備的系統運行架構圖，其中，由於變電站終端虛擬機是完整模擬了變電站終端設備的物理硬體，因此，原來為變電站終端設備專門設計的變電站終端作業系統可以直接移植至變電站終端虛擬機中運行，其運行與在實際的變電站終端設備實際物理硬體上運行一致。從整個物理主機來看，變電站終端設備上運行Linux系統(主機作業系統),通過Linux系統上運行的虛擬化軟體控制變電站終端虛擬機，變電站終端虛擬機上運行變電站終端作業系統，變電站終端應用軟體安裝並運行在變電站終端作業系統上。
[0028]步驟S30，將所述變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體運行過程中產生的所有數據存儲在所述非持久性硬碟中；其中，變電站終端應用軟體是指變電站終端相關的各種應用軟體程序。
[0029]步驟S40，在所述變電站終端虛擬機關閉或重啟時，刪除所述非持久性硬碟中的數據，並將其恢復至初始狀態。
[0030]在本步驟中，利用非持久性硬碟所具有的非永久性的特性，由於變電站終端作業系統安裝運行在虛擬機上，在初始化變電站終端作業系統及相關應用軟體後，變電站終端虛擬機文件存儲在虛擬的非持久性硬碟上，只要變電站終端作業系統關機重啟，Linux系統就會將變電站終端虛擬機恢復到初始化狀態。從而在確保變電站終端設備的主機作業系統的安全，防止感染病毒及惡意代碼，及使用者誤操作或濫用對主機作業系統造成的損害，相對於傳統的硬碟還原卡和系統還原軟體，安全性更高，實現方式更加簡單，使用更加簡潔，也使得變電站終端作業系統的系統維護變得更加方便簡單。
[0031]而且，變電站終端作業系統是安裝、運行在虛擬化軟體仿真出來的虛擬硬體(即變電站終端虛擬機)上的，虛擬硬體的接口特性與真實硬體完全相同，就如同運行在真實的物理硬體上一樣，所以無需在變電站終端作業系統上安裝任何系統還原所需的驅動程序和控制軟體，也不會和現有的應用軟體發生任何衝突，使用者也就無法通過卸載驅動程序或控制軟體來繞過控制，保證了變電站終端設備的主機系統的安全性。
[0032]在一個實施例中，本發明的變電站終端系統運行方法還包括:[0033]步驟S50，將所述變電站終端設備上運行的Linux系統的防火牆設置為開啟狀態；獲取變電站管理終端設備的IP位址網段，根據所述IP位址網段配置變電站終端設備的管理網段；根據所述管理網段建立變電站管理終端設備與變電站終端設備的遠程連接；在變電站管理終端設備上對所述變電站終端作業系統進行系統維護。
[0034]在本步驟中，通過開啟Linux系統自帶的防火牆，只允許管理網段上的變電站管理終端設備遠程連到變電站終端設備對變電站終端設備上的變電站終端作業系統進行管理維護，進一步提高了變電站終端設備的主機系統的安全性。
[0035]在一個實施例中，本發明的變電站終端系統運行方法還包括:
[0036]步驟S60，獲取變電站終端的變電站終端虛擬機文件；在變電站管理終端設備上根據所述獲取的變電站終端虛擬機文件配置一個對應的變電站終端虛擬機；對所述配置的變電站終端虛擬機中運行的變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體進行更新，將其生成更新變電站終端虛擬機文件；利用所述更新變電站終端虛擬機文件對所述變電站終端作業系統進行系統維護。
[0037]在一個實施例，對變電站終端虛擬機中運行的變電站終端作業系統及其安裝的變電站終端應用軟體進行更新，主要包括安裝變電站終端作業系統的系統補丁，安裝新的變電站終端應用軟體等，在進行上述更新後，對變電站終端作業系統進行初始化即可實現整個更新過程。
[0038]在上述實施例的維護過程中，由於變電站終端作業系統安裝在的變電站終端虛擬機上,而變電站終端虛擬機是運行在變電站終端硬體的Linux系統上，由於變電站終端虛擬機文件是可以複製、遷移的，因此，可以利用其具有的複製、遷移的特性來提高系統維護的便利性。
[0039]參考圖3所示，圖3為變電站終端虛擬機文件存儲結構示意圖，變電站終端虛擬機的磁碟是以文件的形式存在的，包括虛擬機磁碟增量文件、虛擬機磁碟文件、虛擬機臨時文件以及配置文件等。
[0040]在一個實施例中，具體的維護過程可以參考圖4所示，圖4為變電站終端作業系統維護示意圖，管理員在對變電站終端作業系統進行管理或進行配置、軟體更新時，可以先獲取變電站終端虛擬機文件，只需在變電站管理終端設備上集中配置一個對應的變電站終端虛擬機，初始化或更新完成後，集中地安裝、配置、更新變電站終端虛擬機上的變電站終端作業系統，然後生成更新變電站終端虛擬機文件，再利用文件載體(如U盤、網絡伺服器等)分發到變電站終端設備上，即可利用該更新變電站終端虛擬機文件對變電站終端作業系統進行系統維護。
[0041]上述系統維護方法，無需到現場進行操作，提高了維護效率，對於地域分布十分廣的變電站終端來說，如果需要到現場逐臺變電站終端設備上進行操作，維護工作量無疑是非常巨大的，而通過上述方式，利用虛擬化技術優點，再結合到變電站終端設備分布情況及其維護工作特點，產生了意想不到的技術效果，在能提高系統運行安全性的同時，還解決了維護過程中的複雜問題，極大地提高了管理維護效率，節約了維護成本。
[0042]在一個實施例中，步驟S60中利用所述更新變電站終端虛擬機文件對所述變電站終端作業系統進行系統維護的步驟，具體可以包括如下:
[0043]首先將變電站管理終端設備上的更新變電站終端虛擬機文件發送至網絡文件伺服器進行存儲；然後建立變電站終端設備與網絡文件伺服器的通信連接，並將其存儲的更新變電站終端虛擬機文件下載至各個變電站終端設備上；再將下載的更新變電站終端虛擬機文件複製到變電站終端設備的Linux系統中替換舊的變電站終端虛擬機文件；其中，所述變電站管理終端設備、網絡文件伺服器和變電站終端設備之間通過網絡互聯。
[0044]作為另一種實施方式，步驟S60中利用所述更新變電站終端虛擬機文件對所述變電站終端作業系統進行系統維護的步驟，具體還可以包括如下:
[0045]首先將變電站管理終端設備上的更新變電站終端虛擬機文件複製至物理存儲介質進行存儲；將所述物理存儲介質存儲的更新變電站終端虛擬機文件複製至變電站終端設備上；將所述複製的更新變電站終端虛擬機文件複製到變電站終端設備的Linux系統中替換舊的變電站終端虛擬機文件。
[0046]對於上述兩種維護方式，可以根據不同使用情況來進行選擇，管理員可將更新變電站終端虛擬機文件複製到U盤上，交與使用人員直接使用；也可通過網絡文件伺服器，將更新變電站終端虛擬機文件複製到變電站終端上的Linux系統中，替換原來的變電站終端虛擬機文件即可，大大提高了維護的便利性，提高了維護效率。
[0047]綜合本發明的技術方案，針對電網企業生產專用的變電站終端的安全防護設計，可在確保變電站終端的安全性和可用性的情況下，極大地提高變電站終端運行的安全性，降低變電站計算機終端的維護工作量，具備良好的應用前景。
[0048]目前，在變電站終端作業系統還原方面，普遍採用的是硬碟還原卡和系統還原軟體。
[0049]採用硬碟還原卡的技術方案是基於硬體實現的，實施時需要打開每臺變電站終端設備(計算機)來安裝還原卡，這本身就是十分不便，而且每次變電站終端作業系統需要進行更新(如安裝系統補丁、安裝軟體)時，都需要到現場進行操作，對於地域分布十分廣的變電站終端來說，維護效率非常低，成本高企，難以推廣應用。
[0050]系統還原軟體的技術方案，是在被保護的變電站終端作業系統中安裝一個軟體，對系統及數據進行保護。目前有多種方法實現，例如:一種方法是將需要保護的數據設置為不可寫狀態；另一種是將數據備份到另一個相對於安全的空間以便在需要保護的數據遭到破壞時將其恢復；上述兩種方法都不是很適宜實際中應用。還有一種是虛擬還原數據保護，虛擬還原數據保護將數據備份然後在需要的時候再還原，只不過虛擬還原數據保護技術備份的數據其實並不是數據區的數據，而是主引導扇區、作業系統引導扇區、文件分配表和目錄區的數據。同樣地，採用系統還原軟體的技術方案時，每次變電站終端作業系統需要進行更新時，對於地域分布十分廣的變電站終端來說，維護效率同樣非常低，成本高企，也難以推廣應用。
[0051]而採用本發明的技術方案，利用「虛擬機非持久性硬碟上所有的數據修改都不會永久保存，每次變電站終端作業系統關機或重啟之後，硬碟的數據就會恢復原狀」的特性，以更簡單的實施手段實現了比硬碟還原卡或系統還原軟體更好的安全保護效果，保證了變電站終端作業系統運行安全。而且利用虛擬機文件的易複製和易遷移的特性，徹底解決了採用硬碟還原卡或系統還原軟體安裝麻煩、管理不便、維護工作量大的問題。
[0052]由此可見，本發明徹底解決了上述現有兩種技術方案應用到變電站終端作業系統中存在的技術問題，而且也使得方案本身實施過程變得簡單，提高了系統的安全性，更重要的是使得維護變得更加方便，對於地域分布十分廣的變電站終端來說，維護效率提高非常明顯，可以大幅度降低維護成本，適宜推廣應用。
[0053]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種變電站終端系統運行方法，其特徵在於，包括如下步驟: 在變電站終端設備上運行Linux系統，並採用平臺虛擬化技術在Linux系統上創建全虛擬化的變電站終端虛擬機； 建立所述變電站終端虛擬機的非持久性硬碟，並在所述變電站終端虛擬機上運行變電站終端?呆作系統； 將所述變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體運行過程中產生的所有數據存儲在所述非持久性硬碟中； 在所述變電站終端虛擬機關閉或重啟時，刪除所述非持久性硬碟中的數據，並將其恢復至初始狀態。
2.根據權利要求1所述的變電站終端系統運行方法，其特徵在於，還包括: 將所述變電站終端設備上運行的Linux系統的防火牆設置為開啟狀態； 獲取變電站管理終端設備的IP位址網段，根據所述IP位址網段配置變電站終端設備的管理網段； 根據所述管理網段建立變電站管理終端設備與變電站終端設備的遠程連接； 在變電站管理終端設備上對所述變電站終端作業系統進行系統維護。
3.根據權利要求1所述的變電站終端系統運行方法，其特徵在於，還包括: 獲取變電站終端的變電站終端虛擬機文件；` 在變電站管理終端設備上根據所述獲取的變電站終端虛擬機文件配置一個對應的變電站終端虛擬機； 對所述配置的變電站終端虛擬機中運行的變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體進行更新，將其生成更新變電站終端虛擬機文件； 利用所述更新變電站終端虛擬機文件對所述變電站終端作業系統進行系統維護。
4.根據權利要求3所述的變電站終端系統運行方法，其特徵在於，對所述配置的變電站終端虛擬機中運行的變電站終端作業系統及其變電站終端應用軟體進行更新的步驟中，更新的內容包括: 安裝變電站終端虛擬系統的系統補丁，安裝新的變電站終端應用軟體。
5.根據權利要求1至4任一項所述的變電站終端系統運行方法，其特徵在於，利用所述更新變電站終端虛擬機文件對所述變電站終端作業系統進行系統維護的步驟包括: 將變電站管理終端設備上的更新變電站終端虛擬機文件發送至網絡文件伺服器進行存儲； 建立變電站終端設備與網絡文件伺服器的通信連接，並將其存儲的更新變電站終端虛擬機文件下載至各個變電站終端設備上； 將下載的更新變電站終端虛擬機文件複製到變電站終端設備的Linux系統中替換舊的變電站終端虛擬機文件； 其中，所述變電站管理終端設備、網絡文件伺服器和變電站終端設備之間通過網絡互聯。
6.根據權利要求1至4任一項所述的變電站終端系統運行方法，其特徵在於，利用所述更新變電站終端虛擬機文件對所述變電站終端作業系統進行系統維護的步驟包括: 將變電站管理終端設備上的更新變電站終端虛擬機文件複製至物理存儲介質進行存儲； 將所述物理存儲介質存儲的更新變電站終端虛擬機文件複製至變電站終端設備上；將所述複製的更新變電站終端虛擬機文件複製到變電站終端設備的Linux系統中替換舊的變電站終端虛擬機文件。
7.根據權利要求1所述的變電站終端系統運行方法，其特徵在於，採用平臺虛擬化技術在Linux系統上創建全虛擬化的變電站終端虛擬機的步驟包括: 通過Linux系統上運行虛擬化控制程序，隱藏變電站終端設備的實際物理特性，並完整地模擬所述變電站終 端設備的底層硬體，獲得變電站終端虛擬機。
【文檔編號】G06F9/455GK103713937SQ201310682120
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】吳石松, 王甜 申請人:廣東電網公司信息中心