服務(wù)器虛擬化是當(dāng)今方興未艾的虛擬化技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用，而Vmware在服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，幾乎成為x86服務(wù)器虛擬化的同義詞。虛擬化系統(tǒng)從操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序中抽取硬件，所以虛擬機(jī)不在乎實(shí)際硬件是什么，從而達(dá)到相對(duì)于硬件獨(dú)立，即使硬件服務(wù)器發(fā)生更換，也可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)；虛擬化系統(tǒng)可以通過(guò)使用VMotion和FT技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬化應(yīng)用在硬件服務(wù)器之間的遷移，保證系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性。隨著煙草行業(yè)生產(chǎn)線規(guī)模不斷的增大、煙草信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)、以及管控系統(tǒng)功能的更加豐富，導(dǎo)致管控系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大。大量的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等IT設(shè)備在管控系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。復(fù)雜的生產(chǎn)模式和多樣化的信息要求，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)管控系統(tǒng)的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，因此對(duì)管控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性要求越來(lái)越高。管控系統(tǒng)是一個(gè)高度集成的信息化系統(tǒng)，系統(tǒng)由大量的PC服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等硬件系統(tǒng)和龐大、復(fù)雜的軟件系統(tǒng)構(gòu)成，不管是硬件系統(tǒng)或者是軟件系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，必然造成系統(tǒng)的功能缺失或是系統(tǒng)停頓，直接影響到生產(chǎn)線的正常運(yùn)行和信息化系統(tǒng)的癱瘓。因此對(duì)管控系統(tǒng)信息化安全的要求就日益提高。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用虛擬化架構(gòu)，在充分利用計(jì)算機(jī)、服務(wù)器系統(tǒng)的計(jì)算資源的前提下，利用虛擬化技術(shù)能充分提高系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)的可用性，降低由于軟硬件系統(tǒng)故障對(duì)生產(chǎn)線帶來(lái)的影響以及系統(tǒng)故障恢復(fù)時(shí)間，降低維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)難度。

1 寶煙制絲管控系統(tǒng)改造項(xiàng)目概述

    寶雞卷煙廠好貓品牌制絲過(guò)程智能控制系統(tǒng)改造項(xiàng)目，是陜西中煙2012年度的重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目。項(xiàng)目主要包括對(duì)制絲線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、制絲線設(shè)備層控制系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改造。整個(gè)制絲線設(shè)備層控制系統(tǒng)以SIEMENS公司S7系列高性能處理器為主控制器，并通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP和PROFIBUSPA構(gòu)成整個(gè)工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入輸出信息進(jìn)行采集和處理，完成設(shè)備的運(yùn)行控制。同時(shí)，通過(guò)集中監(jiān)控、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和與MES系統(tǒng)的集成，滿足對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中采集、顯示和管理的要求。

2 服務(wù)器部署方案

    本文重點(diǎn)介紹在服務(wù)器的部署過(guò)程中，如何利用虛擬化技術(shù)優(yōu)化、提高服務(wù)器組的整體可用性和降低整體擁有成本，實(shí)現(xiàn)高效、可靠兼具性價(jià)比的系統(tǒng)部署。為了實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的的分析，在未應(yīng)用虛擬化技術(shù)時(shí)，擬定出了以下服務(wù)器部署方案。

    2.1 集中監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）架構(gòu)方式

    在制絲中控室設(shè)置2臺(tái)I/O服務(wù)器，其作用為通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)，接入PROFINET光纖環(huán)網(wǎng)，同時(shí)通過(guò)自帶的1個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)接口接入到中控室的管理網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)監(jiān)控軟件服務(wù)器平臺(tái)和I/O通訊軟件、ProfiNet網(wǎng)絡(luò)直接與控制系統(tǒng)的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并向監(jiān)控計(jì)算機(jī)和其他系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)I/O數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)要求高。由此看出，這2臺(tái)I/O服務(wù)器在整個(gè)制絲集中監(jiān)控層中處于極為重要的地位，要求高可靠性和高可用性。因此我們將其配置為負(fù)載均衡+冗余模式，即2臺(tái)服務(wù)器互為冗余，并進(jìn)行負(fù)載均衡，正常時(shí)2臺(tái)服務(wù)器各自承擔(dān)一部分的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理工作，以提高效率；當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題后系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到另一臺(tái)服務(wù)器繼續(xù)使用，保證監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集的正常工作。

    2.2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)部署應(yīng)用服務(wù)器組

    生產(chǎn)管理系統(tǒng)中共配置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、管理應(yīng)用服務(wù)器、文件服務(wù)器、軟件版本管理服務(wù)器共6臺(tái)服務(wù)器，形成應(yīng)用服務(wù)器組。通過(guò)部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，服務(wù)器通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將從I/O服務(wù)器中采集到的PLC數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，為集中監(jiān)控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)。一方面，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將采集到的PLC數(shù)據(jù)為管控系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持；另一方面，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器同時(shí)接入企業(yè)局域網(wǎng)，為廠級(jí)管理系統(tǒng)提供過(guò)程數(shù)據(jù)接口，與企業(yè)的局域網(wǎng)進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)交換；WEB服務(wù)器一方面作為車間監(jiān)控信息的WEB發(fā)布平臺(tái)，配置監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)WEB發(fā)布軟件,通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)布軟件可以為系統(tǒng)提供監(jiān)控信息的WEB發(fā)布服務(wù)，用戶可以通過(guò)WEB瀏覽器方式瀏覽監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和畫(huà)面；另一方面，還作為車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的WEB發(fā)布平臺(tái)，通過(guò)發(fā)布軟件可以為系統(tǒng)提供生產(chǎn)管理WEB發(fā)布服務(wù)，在B/S架構(gòu)下，用戶可以通過(guò)WEB瀏覽器方式進(jìn)入車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)制絲線的生產(chǎn)管理功能；管理應(yīng)用服務(wù)器則為系統(tǒng)提供相關(guān)管理應(yīng)用服務(wù)；文件服務(wù)器則為整個(gè)系統(tǒng)提供文件及目錄服務(wù)；軟件版本管理服務(wù)器是為C/S的客戶端提供軟件自動(dòng)更新服務(wù)。

3 虛擬化架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

    根據(jù)本次項(xiàng)目的特點(diǎn)，在保證所有系統(tǒng)功能得以實(shí)現(xiàn)、并保證系統(tǒng)性能不降低的前提下，將對(duì)項(xiàng)目中的服務(wù)器系統(tǒng)和中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化。首先采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)將服務(wù)器計(jì)算資源進(jìn)行虛擬化整合，將所有的服務(wù)器計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和I/O資源整合為虛擬化資源池；在整合后的服務(wù)器系統(tǒng)中建立虛擬機(jī)系統(tǒng)，并根據(jù)具體應(yīng)用對(duì)服務(wù)器計(jì)算資源的需求情況分配相應(yīng)的計(jì)算資源，然后在在虛擬機(jī)系統(tǒng)上部署相關(guān)應(yīng)用。（對(duì)于中控系統(tǒng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)也可以采用虛擬化桌面的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)的統(tǒng)一、高效部署與管理，另文敘述。）以下是具體的配置方案：

    ⑴物理服務(wù)器選用IBM公司X3850 X5系列PC服務(wù)器，其具體配置為：IBM x3850 X5(4顆英特爾至強(qiáng)E7-4820八核處理器；冗余電源；18MB二級(jí)高速緩存；128GB內(nèi)存；Server Raid-M5015(含電池)；支持RAID 5；雙口千兆網(wǎng)卡×4；DVD-ROM；2*146GB 2.5" SAS 硬盤/2*4GB HBA卡/三年保修。安裝在2個(gè)42U服務(wù)器機(jī)柜中，配置配置一套IBM公司的KVM矩陣控制系統(tǒng)及顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤，服務(wù)器機(jī)柜選用IBM 42U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜及附件。

    ⑵在中控室設(shè)置3臺(tái)高性能的PC服務(wù)器，通過(guò)虛擬化方式在這3臺(tái)服務(wù)器上分別部署虛擬化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、管理應(yīng)用服務(wù)器、文件服務(wù)器、軟件版本升級(jí)服務(wù)器。為保證虛擬化服務(wù)器具備足夠的網(wǎng)絡(luò)通訊帶寬，為3臺(tái)虛擬化服務(wù)器分別配置了4塊以太網(wǎng)卡，通過(guò)冗余鏈路的方式分別接入管理網(wǎng)和控制網(wǎng)。

    ⑶在系統(tǒng)中只配置1套SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，為系統(tǒng)提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用冗余技術(shù)，具備冗余的控制器和冗余的電源系統(tǒng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)冗余的光纖通道分別接入兩臺(tái)冗余配置的光纖交換機(jī)，在每臺(tái)服務(wù)器中配置2塊HBA卡，分別接入兩臺(tái)光纖交換機(jī)，獲得高達(dá)4Gbps的冗余數(shù)據(jù)通訊帶寬或高達(dá)8Gbps總帶寬，保證虛擬化系統(tǒng)及其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的通訊速率和可靠性要求。

    ⑷在系統(tǒng)中部署虛擬化I/O服務(wù)器,做為2臺(tái)實(shí)體I/O服務(wù)器的備用服務(wù)器，當(dāng)兩臺(tái)實(shí)體I/O服務(wù)器其中任意一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，可以以人工方式啟動(dòng)虛擬I/O服務(wù)器，與另一臺(tái)實(shí)體I/O服務(wù)器建立冗余關(guān)系，保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全性與可靠性。⑸利用Vmware軟件中提供的VSA共享存儲(chǔ)功能，2臺(tái)實(shí)體I/O服務(wù)器不需要共享存儲(chǔ)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)硬件的功能。

4 結(jié)語(yǔ)

    本項(xiàng)目針對(duì)制絲車間服務(wù)器系統(tǒng)和中控室監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化部署，使系統(tǒng)在整體的穩(wěn)定性和可維護(hù)性方面得到進(jìn)一步的提升。具體表現(xiàn)為：可在所有非冗余系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)虛擬化遷移冗余，如OPC接口服務(wù)、WEB發(fā)布系統(tǒng)、管理應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遷移冗余；在冗余系統(tǒng)軟件冗余的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)第二層的故障遷移冗余保護(hù)，如IFIX系統(tǒng)；為數(shù)據(jù)庫(kù)等關(guān)鍵系統(tǒng)提供了0秒間隔切換時(shí)間的FT容災(zāi)恢復(fù)功能；虛擬機(jī)之間相對(duì)隔離，木馬、病毒不易于發(fā)生感染；在提高可用性的基礎(chǔ)上減少了所需物理服務(wù)器的數(shù)量，由原設(shè)計(jì)中的8臺(tái)服務(wù)器減少到5臺(tái)；降低了IT系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、降低了整體維護(hù)難度和維護(hù)成本；加快了系統(tǒng)故障恢復(fù)的速度，縮短系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間；減少了服務(wù)器配置所需時(shí)間，部署新的虛擬機(jī)的工作就是拷貝、部署；大幅提高服務(wù)器的可用性，極大地提高服務(wù)器資源的利用率及負(fù)載均衡水平。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/

本文標(biāo)題：服務(wù)器虛擬化技術(shù)在管控系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

本文網(wǎng)址：http://www.oesoe.com/html/support/1112158099.html