王威

摘要：虛擬化在計(jì)算機(jī)方面通常是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，虛擬化技術(shù)的提出可擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程，模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，可顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。而近幾年隨著虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬架構(gòu)運(yùn)行的穩(wěn)定性逐步提升，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，在各行各業(yè)中提供靈活多變的應(yīng)用需求，本文我們主要運(yùn)用虛擬化技術(shù)解決礦石碼頭裝火車(chē)系統(tǒng)硬件版本、通訊協(xié)議及操作系統(tǒng)版本低、不兼容等問(wèn)題，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高裝火車(chē)效率。

關(guān)鍵詞：虛擬化；VMware 服務(wù)器；控制系統(tǒng)

一、背景

礦石碼頭1#、2#裝車(chē)樓自建港以來(lái)已投入使用十年之久，建造時(shí)兩臺(tái)裝車(chē)樓分別配備英文版2000和windows2003操作系統(tǒng)，期間系統(tǒng)整體運(yùn)行較穩(wěn)定，但由于裝車(chē)樓為不間斷作業(yè)，每天需要完成十多列裝車(chē)作業(yè)，服務(wù)器及操作系統(tǒng)需二十四小時(shí)不停機(jī)運(yùn)行，加之現(xiàn)有硬件設(shè)備比較陳舊，經(jīng)常出現(xiàn)故障，并且近幾年產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，新購(gòu)置的平板電腦、服務(wù)器等硬件無(wú)法兼容原系統(tǒng)及軟件，僅能依靠購(gòu)置舊配件組裝服務(wù)器替代運(yùn)行，但服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)或者裝車(chē)數(shù)據(jù)丟失等故障現(xiàn)象，造成裝車(chē)作業(yè)中斷，影響裝車(chē)效率，給公司造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

二、虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

虛擬化可提高資源的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)資源整合，降低管理復(fù)雜度，提高兼容能力，避免應(yīng)用版本、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)等之間可能產(chǎn)生的沖突，同時(shí)可提高數(shù)據(jù)備份的可靠性，支持快速轉(zhuǎn)移和復(fù)制虛擬服務(wù)器，提供一種簡(jiǎn)單便捷的災(zāi)難恢復(fù)。虛擬化技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域大致可分為：服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化、CPU虛擬化、文件虛擬化等。

服務(wù)器虛擬化：應(yīng)用了硬件虛擬化和操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，在一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，并且可以同時(shí)運(yùn)行，就相當(dāng)于多臺(tái)服務(wù)器同時(shí)運(yùn)行了，利用率大大提高。

存儲(chǔ)虛擬化：是將一堆獨(dú)立分布的硬盤(pán)虛擬的整合成一塊硬盤(pán)，存儲(chǔ)虛擬化的目的是方便管理和有效利用存儲(chǔ)空間。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化：一般是指VPN，它將兩個(gè)異地的局域網(wǎng)，虛擬成一個(gè)局域網(wǎng)，這樣一些企業(yè)的OA、B/S軟件，就可以像真實(shí)局域網(wǎng)一樣進(jìn)行電腦互訪(fǎng)了。

桌面虛擬化：是在服務(wù)器上部署好桌面環(huán)境，傳輸?shù)娇蛻?hù)端電腦上，而客戶(hù)端只采用瘦客戶(hù)機(jī)的應(yīng)用模式，即只安裝操作系統(tǒng)，接受服務(wù)器傳輸來(lái)的虛擬桌面，用戶(hù)看到的就像本地真實(shí)環(huán)境一樣，所有的使用其實(shí)是對(duì)服務(wù)器上的桌面進(jìn)行操作。

CPU虛擬化：是對(duì)硬件虛擬化方案的優(yōu)化和加強(qiáng)。以前是用虛擬化軟件把一個(gè)CPU虛擬成多個(gè)CPU，而CPU虛擬化直接從硬件層面實(shí)現(xiàn)，這樣大大提高的性能。

文件虛擬化：是將分布在多臺(tái)電腦的文件數(shù)據(jù)虛擬成一臺(tái)電腦上的，這樣以前找文件要去不同的機(jī)器上查找，而現(xiàn)在則像在一臺(tái)電腦上操作一樣。

本文我們主要將依次完成服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、桌面、CPU等虛擬化改造，以搭建裝火車(chē)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，滿(mǎn)足生產(chǎn)作業(yè)需求。

三、虛擬化改造方案

對(duì)裝車(chē)樓服務(wù)器進(jìn)行虛擬化改造，利用虛擬機(jī)軟件來(lái)模擬出高性能的硬件環(huán)境及高版本軟件的操作系統(tǒng)，使裝車(chē)樓系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)具有完整硬件系統(tǒng)功能且完全隔離高性能環(huán)境中，并采用自動(dòng)登錄遠(yuǎn)程服務(wù)器的方式進(jìn)行裝車(chē)作業(yè)的操作。

（1）DELL vmware服務(wù)器改造：通過(guò)dell iDRAC遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，對(duì)服務(wù)器硬件參數(shù)進(jìn)行預(yù)配置，安裝windows 2012 server操作系統(tǒng)，并進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全策略，同時(shí)安裝vmware虛擬化軟件，建立SMB網(wǎng)絡(luò)共享環(huán)境，配置1、2號(hào)裝車(chē)樓物理主機(jī)虛擬化環(huán)境，調(diào)試橋接1、2號(hào)裝車(chē)樓專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)配置計(jì)劃任務(wù)實(shí)時(shí)備份1、2號(hào)裝車(chē)樓裝車(chē)數(shù)據(jù)。

（2）接入層交換機(jī)改造：搭建Vmware服務(wù)器，創(chuàng)建1、2號(hào)裝車(chē)樓VLAN虛擬局域網(wǎng)環(huán)境，通過(guò)基于原端口MAC策略來(lái)物理隔離1、2號(hào)裝車(chē)樓與服務(wù)器直接網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸，保證在服務(wù)器、裝車(chē)系統(tǒng)、PLC設(shè)備通訊時(shí)傳輸數(shù)據(jù)單元完整性、可用性、一致性。

（3）物理主機(jī)及軟件改造：1、2號(hào)裝車(chē)樓物理主機(jī)分別安裝windows2012操作系統(tǒng)，虛擬化VMware Workstation客戶(hù)端軟件，調(diào)整虛擬化軟件平臺(tái)參數(shù)，搭建、配置1、2號(hào)裝車(chē)樓物理主機(jī)虛擬化環(huán)境，修改羅克韋爾自控軟件系統(tǒng)環(huán)境變量，編寫(xiě)虛擬機(jī)自控系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行腳本，修正裝車(chē)ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)視圖、索引，壓縮表空間，創(chuàng)建1、2號(hào)裝車(chē)樓專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)模式，隔離主機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（4）觸摸屏電腦改造：改變網(wǎng)絡(luò)通訊工作模式，同步羅克韋爾自控系統(tǒng)服務(wù)器與本地客戶(hù)端C/S結(jié)構(gòu)參數(shù)，修改平板系統(tǒng)用戶(hù)認(rèn)證模式。

（5）系統(tǒng)備份改造：將原有兩臺(tái)舊主機(jī)操作系統(tǒng)及羅克韋爾裝車(chē)軟件，通過(guò)VMware Converter：P2V 虛擬機(jī)轉(zhuǎn)換器將物理主機(jī)系統(tǒng)和自控環(huán)境遷移至新DELL物理主機(jī)Vmware虛擬化軟件中，對(duì)虛擬機(jī)硬件配置參數(shù)、系統(tǒng)環(huán)境變量、裝車(chē)軟件工作模式、網(wǎng)絡(luò)VLAN配置等參數(shù)，形成OVF模板，供系統(tǒng)崩潰后恢復(fù)虛擬機(jī)系統(tǒng)使用。

四、總結(jié)

運(yùn)用虛擬化技術(shù)提升改造后，不僅解決了系統(tǒng)運(yùn)行故障問(wèn)題，同時(shí)為公司增加了一定的經(jīng)濟(jì)收益，主要體現(xiàn)在幾下幾點(diǎn)：

1）解決裝車(chē)樓服務(wù)器主機(jī)硬件無(wú)法升級(jí)，操作系統(tǒng)與裝車(chē)程序無(wú)法在新硬件平臺(tái)升級(jí)，只能使用淘汰老舊電腦設(shè)備進(jìn)行裝車(chē)工作，導(dǎo)致宕機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)、可用性差問(wèn)題。

2）解決原有服務(wù)器維護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)或者擴(kuò)容時(shí)候需要停機(jī)進(jìn)行，造成應(yīng)用中斷，通過(guò)虛擬化平臺(tái)可以遠(yuǎn)程管理、維護(hù)，實(shí)時(shí)查看1、2號(hào)裝車(chē)樓主機(jī)工作狀態(tài)。

3）解決成本問(wèn)題，無(wú)需對(duì)裝車(chē)樓操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件進(jìn)行獨(dú)立改造升級(jí)，不改變目前現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)環(huán)境。

4）提高工作效率和穩(wěn)定性。整體系統(tǒng)部署時(shí)間從小時(shí)級(jí)到分鐘級(jí)，硬件件維護(hù)需要之前的數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和1 - 3小時(shí)維護(hù)窗口，現(xiàn)在可以進(jìn)行零宕機(jī)硬件維護(hù)和升級(jí)。

5）安全性高，可控性強(qiáng)。運(yùn)行在虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)比物理機(jī)有更可靠的安全性，不容易感染病毒或木馬等。方便備份還原，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與服務(wù)器上，直接將虛擬機(jī)的文件備份或還原，就可以完成對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)的備份和還原。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：大連港股份有限公司（礦石碼頭））