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

關(guān)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(wù)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)檫壿嫹绞剑蚱屏宋锢碛布c操作系統(tǒng)及在其上運(yùn)行的應(yīng)用程序之間的硬性連接。使用戶可以靈活的管理計(jì)算機(jī)資源，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源利用率最大化與靈活管理的一項(xiàng)技術(shù)。

1  虛擬化技術(shù)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(lái)虛擬一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)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(tái)虛擬的裸機(jī) 。

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(gè)新系統(tǒng)。

3． 應(yīng)用虛擬化：① Microsoft Application Virtualization fApp—V )：主要針對(duì)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(shí)使用同一程序的不同版本、在客戶端第一次運(yùn)行程序時(shí)可以實(shí)現(xiàn)邊用邊下載等。② VMware ThinApp ：不需要第三方平臺(tái)，直接把虛擬引擎和軟件打包成單文件，分發(fā)簡(jiǎn)單，支持同時(shí)運(yùn)行一個(gè)軟件的多個(gè)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(tái)以微軟 Hyper-V 環(huán)境為基礎(chǔ)，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求，從虛擬化平臺(tái)底層融入適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的元素，從而有效保證工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)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(bǔ)丁，原有應(yīng)用軟件在新機(jī)型操作系統(tǒng)下不支持，較新型管理和操作模式相對(duì)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(yùn)行時(shí)間已久，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件維護(hù)和 SCADA 軟件系統(tǒng)維護(hù)帶來(lái)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(jī)箱內(nèi)根據(jù)用戶需求配置 3-64 個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)、電源節(jié)點(diǎn)和安全節(jié)點(diǎn)。軟件部分包括虛擬化平臺(tái)、web 管理頁(yè)面、多系統(tǒng)畫面切換、統(tǒng)一報(bào)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(guān)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(tái)以微軟 Hyper-V 環(huán)境為基礎(chǔ)，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求，從虛擬化平臺(tái)底層融入適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的元素，從而有效保證工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。工業(yè)私有云廣泛支持在虛擬化環(huán)境中同時(shí)運(yùn)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(wù)器平臺(tái)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(yùn)行的“心臟”，為了保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，避免由于以上問(wèn)題可能造成的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，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(luò)架構(gòu)，采用一套工業(yè)私有云服務(wù)器替換掉八套原有的計(jì)算機(jī)，將工業(yè)私有云放在供水系統(tǒng)集控室內(nèi)。

2)  在不改變?cè)杏?jì)算機(jī)系統(tǒng)和源程序的前提下，采用虛擬化技術(shù)將八套系統(tǒng)原封不動(dòng)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(wù)器的虛擬機(jī)里，無(wú)需做任何設(shè)置的情況下，以文件的形式將原系統(tǒng)和程序運(yùn)行起來(lái)。

2. 方案特點(diǎn)

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(tái)內(nèi)部配置了高可用性功能的物理計(jì)算節(jié)點(diǎn)，這種高可用性機(jī)制使得運(yùn)行在物理計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的虛擬機(jī)具備了自主不停機(jī)遷移、故障自動(dòng)遷移等功能，從而使得運(yùn)行在虛擬機(jī)里面的各種應(yīng)用程序能夠不間斷的運(yùn)行以保證整個(gè)控制系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。

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

4)  私有云服務(wù)器集計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、安全和存儲(chǔ)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(gè)虛擬機(jī)的資源。

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

6)  采用虛擬化技術(shù)可靈活掌握系統(tǒng)的可恢復(fù)性，大大降低系統(tǒng)停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。虛擬化技術(shù)的可維護(hù)性大大減少了維護(hù)工作量。

3. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖2

圖2  系統(tǒng)拓?fù)鋱D

5  結(jié)束語(yǔ)

虛擬化的優(yōu)勢(shì)可以減少服務(wù)器數(shù)量，降低硬件采購(gòu)成本；資源利用率最大化；硬件資源可以動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高企業(yè)IT業(yè)務(wù)的靈活性、高可用性；在不中斷服務(wù)的情況下，進(jìn)行物理硬件調(diào)整；降低管理成本、具備更高效的災(zāi)備能力。降低維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)少人化。

參考文獻(xiàn)：

[1]  梁雪峰.《計(jì)算機(jī)虛擬化新技術(shù)的應(yīng)用》遼寧本溪