基于VMware技術的工廠能管中心虛擬化平臺搭建

汪華聰 胡忠福

摘 要：VMware vCenter Server提供了一個管理基礎建構的集中式可延展平臺，具有三大功能特性，高效管理、可擴展性和可延展、控制和可見性，工廠能管中心基于VMware vCenter Server的可擴展性和可延展性在原來物流虛擬化網絡平臺的基礎上，通過軟硬件的擴容配置搭建了能管中心虛擬化網絡平臺，搭建后物流、能管中心的虛擬化網絡平臺的物理資源利用率得到了極大提高，系統更加穩定、可靠。

關鍵詞：vCenter Server;技術方案;VM規劃;應用效果

中圖分類號：F426.22 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0037-02

0 引言

工廠能管中心的網絡架構在設計初期時就存在兩種設計方案，一種是傳統的服務器架構設計方案，擬部署兩臺雙機熱備的接口服務器、1臺關系數據庫服務器、1臺實時數據庫服務器、1臺web服務器、1臺3D圖形工作站、1臺移動作業平臺服務器、1臺工業大數據分析平臺服務器;一種是基于虛擬化技術的服務器架構設計方案，配置兩臺硬件服務器。究竟哪種方式更適合工廠能管中心今后的發展，工廠各位技術專家經充分的技術論證后，認為虛擬化服務器架構設計可以減少服務器數量的增加，簡化服務器管理，同時明顯提高服務器利用率、網絡靈活性和可靠性等優點是傳統的服務器架構設計無法相比的，因此虛擬化服務器架構設計方式更適合工廠能管中心的發展，力主基于虛擬化技術的服務器建構設計方式為工廠能管中心服務器架構設計方式。

基于VMware vCenter Server的可擴展性與可延展性使動力能管中心虛擬化平臺在成品物流VMware虛擬化網絡平臺上擴展搭建成為可能。本文重點研究在已有的VMware虛擬化網絡平臺的基礎上如何從軟硬件配置上實現工廠動力能管中心虛擬化網絡平臺的搭建。

1 VMware vCenter Server簡介

VMware vCenter Server提供了一個管理基礎建構的集中式可延展平臺，具有三大功能特性，高效管理、可擴展性和可延展、控制和可見性。

1.1 高效管理

通過自動執行主動管理，vCenter Server能夠調配資源，均衡資源和自動實現高可用性，從而達到相應的服務級別要求。執行主機配置文件管理、虛擬資源分配管理、動態資源分配、跨不同版本vCenter調配、自動重啟虛擬機、設備管理界面等功能。

1.2 控制和可見性

vCenter Server可從耽擱控制臺集中管理虛擬化主機和虛擬機，管理員能夠從一個位置深入了解虛擬基礎架構所有關鍵部件的配置。借助vCenter Server，虛擬環境變得更易于管理，一個管理可以管理數百個工作負載，在管理物理基礎架構方面的工作效率比通常情況下提高了1倍。執行vCenter單點登錄、清單搜索、警報和通知、原生備份和還原、備份和還原程序、遷移工具等功能。

1.3 可擴展性和可延展

vCenter Server的開放式插件體系結構支持來自VMware及其 伙伴的大量附加功能，數百個VMware合作伙伴產品與vCenter Server集成，實現了容量管理、合規性管理、業務連續性和存儲功能。vCenter Server提供了一個可擴展的體系結構，支持永福查看多個vCenter Server實例的狀況，并且在整個基礎架構內復制角色、權限和許可證。因此可以登錄所有的vCenter Server查看和搜索這些vCenter Server的清單。

2 成品物流虛擬化平臺現狀

物流系統虛擬化平臺管理軟件為VMware vSphere EnterprisePLUS 6.5，底層硬件架構為兩臺以集群方式部署的HPE DL580 Gen9服務器，一臺序列號為424020的HDS VSP G200存儲，2臺分別激活8端口的Brocade 320交換機。物流系統虛擬化平臺網絡拓撲圖1所示。

3 能管中心網絡搭建技術方案

為了實現數據的集中存儲、以及充分利用VMware虛擬架構中虛擬機可動態在線從一臺物理服務器遷移到另一臺物理服務器上的特性，通過VMware虛擬化集中管理的特性，根據每個業務平臺的資源消耗動態的配置虛擬化主機資源，整合所有業務平臺的物理資源，實現資源整合及統一管理。

在虛擬化的后端存儲配置上，采用集中存儲，通過VMware虛擬架構套件生產出來的虛擬機的封裝文件都存放在存儲陣列上，借助存儲架構，最大化的發揮虛擬架構的優勢，進行在線遷移正在運行的虛擬機（VMware VMotion）等，同時為以后的容災方案實施打下基礎。

3.1 技術方案

增加2臺HPE ProLiant DL580 Gen9服務器并增加原VMware vSphere EnterprisePLUS6.5相應license，新增設備以集群方式部署到原VMware vSphere EnterprisePLUS 6.5虛擬化平臺計算資源中，配置成共享資源，增加平臺的穩定性和可靠性。

在原HDS G200存儲基礎上擴容15T可用容量給能管系統使用;增加的存儲資源，按能管業務專用進行邏輯配置設計，增加的磁盤柜、磁盤組、存儲接口與原物流系統所用的相互獨立、互不影響。

原Brocade 320 SAN交換機8端口已經用完，現需擴展相應端口模塊及license。

3.2 軟硬件配置技術要求

服務器選型配置技術要求：（1）配置2個Intel 16核Xeon E7-4850v4（2.1GHz/16-core/40MB/115W）CPU，可擴至四路處理器，Intel C602J 芯片組;（2）集成iLO4遠程管理，配16x16G（256GB） DDR4-2133 DIMMs內存，最大可擴充至6TB全緩沖DDR4-2133內存，配含2個內存板，最大支持8個內存板，可以配置成鏡像，在線備用或者單/多數據校驗模式;（3）內置Smart Array P830i/2GB FBWC陣列控制器，標配5個SAS/SATA/SSD熱插拔硬盤插槽，最多擴展到10個小尺寸SAS/SATA/SSD熱插拔硬盤;（4）配置9個PCI-E 3.0插槽，其中4個PCI-E 3.0 x8，5個PCI-E 3.0 x16;（5）配置4端口千兆Flex-LOM以太網卡;可升級為2x10G 以太網卡，或者 2x10G Flex Fabric 網卡;（6）配置2*HP 81Q 8Gb PCI-e 單通道光纖HBA卡;（7）配置帶4個1200W（Platinum Plus）熱插拔電源（冗余配置，標配不含冗余電源，標配帶2個熱插拔電源）;標配熱插拔冗余風扇（3+1）;（8）外置DVD-RW，4U機架式，配置3*HP 300GB 12G SAS 10K 2.5in。

4 能管中心VM規劃

在虛擬化系統中將規劃7套VM運行系統，分別對應7個應用程序或平臺軟件，主要包括：

（1）3D監控系統主機含OPC Server主機;（2）3D監控系統備機含OPC Server備機;（3）Hyper Historian實時數據庫;（4）SQL Server能管數據庫;（5）Thingworx物聯網平臺;（6）艾動移動作業平臺;（7）Web服務器。

5 能管中心IP地址規劃

由于能管中心電腦所在IP地址段與虛擬化平臺系統所在IP地址段不同，所以在對IP設置時需要在SAN交換機進行VLAN配置，以滿足網絡通信需要，如表1所示。

6 應用效果

虛擬技術的發展，提高了資源的利用效率，通過共享資源的方式打破了以往服務器與應用程序一對一的舊模式，在VMware技術應用的背景下，項目實施的風險得到了有效的控制，虛擬服務器的運行環境變得更加可靠。工廠物流、能管虛擬化網絡平臺運行網絡平臺運行了半年時間內，系統運行穩定、可靠。相對傳統的服務器運行模式，服務器集群控制有以下應用效果：

6.1 系統容錯、恢復能力強

在vCenter Server高效管理下，當遇到硬件故障時，包含4臺硬件服務器的集群中只要有1臺正常，物流、能管業務都能夠持續穩定運行，并能夠實現不中斷生產在線維修。4臺工控虛擬化服務器在備份服務器上實現系統級的每日滾動備份，保存14天。遇到故障時，只需短短幾分鐘，就可以將系統恢復到14天中任何一天的狀態。同時，還持久保存了系統重要里程碑節點的備份快照，以便隨時分析和恢復。

6.2 動態均衡負載

在vCenter Server動態資源調配下，虛擬機不固定運行在那臺宿主機上，位于物流宿主機上的虛擬機可能漂移到能管宿主機上，同樣位于能管宿主機上的虛擬機可能漂移到物流宿主機上。vCenter Server持續地監控整個資源池的利用率，均衡動態地調配位于每臺宿主機上的負載。

6.3 資源利用率高，節約系統資源

按照1：30的設計容量計算，平均每臺服務器的硬件投資僅為傳統部署方式的十分之一。同時，工業云部署架構下節約的大量硬件服務器亦有效降低了中心機房能源消耗。

7 結語

成品物流、動力虛擬化平臺共有4臺硬件服務器，也稱宿主機，每臺宿主機對應一個IP地址，在瀏覽器登錄任意一臺宿主機上創建一臺虛擬服務器，是非常方面快捷的，所以通過整合及虛擬化，數百臺服務器可以減少至數十臺，10%甚至更低的服務器利用率將提高到60%或更高。當其中一臺宿主機出故障時，運行在上面的虛擬機遷移到其他宿主機上運行，IT基礎設施的靈活性、可靠性和效率也得到改進。

參考文獻

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