摘  要：工業(yè)私有云是WitLinc公司推出的一套服務器虛擬化解決方案，只需極少的投資即可通過經(jīng)濟高效的服務器整合和業(yè)務連續(xù)性，為公司提供企業(yè)級IT管理。云是個概念，而不是具體技術，云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。虛擬化和云服務技術正在快速的發(fā)展，新的概念、觀點、產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。虛擬化是一種具體技術，指把硬件資源虛擬化，實現(xiàn)隔離性、可擴展性、安全性、資源可充分利用等特點的產(chǎn)品。服務器虛擬化技術受到了人們的高度重視，普遍認為虛擬化將成為數(shù)據(jù)中心的重要組成部分。

關鍵詞：SCADA；虛擬化；工業(yè)私有云等

工業(yè)私有云是WitLinc公司推出的一套服務器虛擬化解決方案，虛擬化就是把硬件資源從物理方式轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫹绞?，打破了物理硬件與操作系統(tǒng)及在其上運行的應用程序之間的硬性連接。使用戶可以靈活的管理計算機資源，在一臺計算機上同時運行多個操作系統(tǒng)，實現(xiàn)資源利用率最大化與靈活管理的一項技術。

1  虛擬化技術分類

1． 硬件虛擬化：硬件虛擬化 ，其代表產(chǎn)品VMware、Virtual PC 、VirtualBox ．就是用軟件來虛擬一臺標準電腦的硬件配置，如CPU 、內(nèi)存 、硬盤 、聲顯卡、光驅(qū)等成為一臺虛擬的裸機 。

2． 操作系統(tǒng)虛擬化：操作系統(tǒng)虛擬化，其代表產(chǎn)品為 SWSoft公司 Virtuozz0．就是以原操作系統(tǒng)為母體樣本。利用虛擬化軟件克隆出多個新系統(tǒng)。

3． 應用虛擬化：① Microsoft Application Virtualization fApp—V )：主要針對企業(yè)內(nèi)部的軟件分發(fā)，方便了企業(yè)桌面的統(tǒng)一配置和管理，支持同時使用同一程序的不同版本、在客戶端第一次運行程序時可以實現(xiàn)邊用邊下載等。② VMware ThinApp ：不需要第三方平臺，直接把虛擬引擎和軟件打包成單文件，分發(fā)簡單，支持同時運行一個軟件的多個版本，但是和系統(tǒng)的結(jié)合不夠緊密。主要用于企業(yè)軟件分發(fā)。WitLinc 工業(yè)私有云虛擬化平臺以微軟 Hyper-V 環(huán)境為基礎，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場應用需求，從虛擬化平臺底層融入適合工業(yè)現(xiàn)場安全穩(wěn)定運行的元素，從而有效保證工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務連續(xù)穩(wěn)定運行。

2  邯鋼一煉鋼供水 SCADA 系統(tǒng)現(xiàn)狀

邯鋼一煉鋼供水 SCADA 系統(tǒng)建成10多年之久，原有系統(tǒng)比較老舊，系統(tǒng)漏洞難于打補丁，原有應用軟件在新機型操作系統(tǒng)下不支持，較新型管理和操作模式相對滯后。供水系統(tǒng)共八套 SCADA 系統(tǒng)，操作系統(tǒng)均是Windows XP，其中六套是FactoryTalk View SE V5.1，兩套 Wincc V6.2，操作系統(tǒng)和 SCADA 軟件已逐漸停產(chǎn)或版本停售。由于系統(tǒng)運行時間已久，計算機自身性能下降，資源容量已日趨減少，系統(tǒng)出現(xiàn)頻繁卡頓情況，給計算機硬件維護和 SCADA 軟件系統(tǒng)維護帶來較大的工作量。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖1。
 

圖1  系統(tǒng)架構(gòu)

3  WitLinc工業(yè)私有云

WitLinc工業(yè)私有云包含硬件架構(gòu)和軟件部分， 工業(yè)私有云硬件是在緊湊型機箱內(nèi)根據(jù)用戶需求配置 3-64 個計算節(jié)點和存儲節(jié)點，配置相應的網(wǎng)絡交換節(jié)點、電源節(jié)點和安全節(jié)點。軟件部分包括虛擬化平臺、web 管理頁面、多系統(tǒng)畫面切換、統(tǒng)一報警信息提醒、統(tǒng)一數(shù)據(jù)連接接口、子系統(tǒng)操作記錄查詢、關鍵歷史數(shù)據(jù)查詢等內(nèi)容。WitLinc 工業(yè)私有云虛擬化平臺以微軟 Hyper-V 環(huán)境為基礎，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場應用需求，從虛擬化平臺底層融入適合工業(yè)現(xiàn)場安全穩(wěn)定運行的元素，從而有效保證工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務連續(xù)穩(wěn)定運行。工業(yè)私有云廣泛支持在虛擬化環(huán)境中同時運行不同類型的操作系統(tǒng)，包括 32 位和 64 位的多種不同服務器平臺操作系統(tǒng)，例如 Win2000、WindowsXP、Win7、WinServer、Linux 等操作系統(tǒng)。

4  研究解決方案

基于以上原因，考慮到該監(jiān)控系統(tǒng)作為供水系統(tǒng)的核心、系統(tǒng)正常運行的“心臟”，為了保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，避免由于以上問題可能造成的停機風險，擬采用工業(yè)私有云WitLinc方案：

1. 方案內(nèi)容

1)  利用一鋼水站L1現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構(gòu)，采用一套工業(yè)私有云服務器替換掉八套原有的計算機，將工業(yè)私有云放在供水系統(tǒng)集控室內(nèi)。

2)  在不改變原有計算機系統(tǒng)和源程序的前提下，采用虛擬化技術將八套系統(tǒng)原封不動的做系統(tǒng)遷移。

3)  遷移后的文件拷貝到工業(yè)私有云服務器的虛擬機里，無需做任何設置的情況下，以文件的形式將原系統(tǒng)和程序運行起來。

2. 方案特點

1)  采用工業(yè)私有云虛擬化遷移方案，保證了與原系統(tǒng)的完整性和一致性。

2)  工業(yè)私有云平臺內(nèi)部配置了高可用性功能的物理計算節(jié)點，這種高可用性機制使得運行在物理計算節(jié)點上的虛擬機具備了自主不停機遷移、故障自動遷移等功能，從而使得運行在虛擬機里面的各種應用程序能夠不間斷的運行以保證整個控制系統(tǒng)的不間斷運行。

3)  虛擬機的遷移備份工作，是在原系統(tǒng)不停機狀態(tài)下完成，不影響系統(tǒng)的正常運行。

4)  私有云服務器集計算、網(wǎng)絡、安全和存儲共享的超融合架構(gòu)，可靈活、高效的做資源分配，合理分配每個虛擬機的資源。

5)  工業(yè)私有云配備高性能工業(yè)管理型交換機，該交換機支持堆疊功能，這使得私有云平臺的網(wǎng)絡連接安全性得到充分的保證。

6)  采用虛擬化技術可靈活掌握系統(tǒng)的可恢復性，大大降低系統(tǒng)停機的風險。虛擬化技術的可維護性大大減少了維護工作量。

3. 系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖如下圖2

圖2  系統(tǒng)拓撲圖

5  結(jié)束語

虛擬化的優(yōu)勢可以減少服務器數(shù)量，降低硬件采購成本；資源利用率最大化；硬件資源可以動態(tài)調(diào)整，提高企業(yè)IT業(yè)務的靈活性、高可用性；在不中斷服務的情況下，進行物理硬件調(diào)整；降低管理成本、具備更高效的災備能力。降低維護人員的工作強度，實現(xiàn)少人化。

參考文獻：

[1]  梁雪峰.《計算機虛擬化新技術的應用》遼寧本溪