H&iServer容错服务器在机电系统改造中的应用

• 关键词： H&iServer 容错服务器
• 摘要：对于冶金、化工和电力等工厂生产自动化企业来说，迫切需要高效整合现有机房的IT资源，包括计算机监控、生产调度系统的主机、服务器和存储资源。实现资源优化和最大化利用，降低运维成本，提高运营效率，同时达到运行环境的标准化，提升系统的可靠性和安全性，并使得工业IT系统充分具备满足未来企业业务需求快速增长的能力。同样，企业更关注部署新技术的成本：极具竞争力的整合资源费用，满足用户使用最少的资金实现最大的目标的愿望。

一、生产系统的高效整合

对于冶金、化工和电力等工厂生产自动化企业来说，迫切需要高效整合现有机房的IT资源，包括计算机监控、生产调度系统的主机、服务器和存储资源。实现资源优化和最大化利用，降低运维成本，提高运营效率，同时达到运行环境的标准化，提升系统的可靠性和安全性，并使得工业IT系统充分具备满足未来企业业务需求快速增长的能力。同样，企业更关注部署新技术的成本：极具竞争力的整合资源费用，满足用户使用最少的资金实现最大的目标的愿望。
工业IT管理部门通常面临两大问题
一、机房配置有限，扩充IT系统性能就必须购买大量设备。机房空间、运维成本和能源消耗也与日俱增；
二、服务器利用率低，硬件资源大量浪费，而且不同操作系统之间兼容性不高，运行效率和可靠性得不到保证，大多数都是单机服务器或者传统双机热备服务器配置方案，包括Unix小型机和通用X86服务器。统一运维管理和容错容灾方案实施非常困难；
采用先进的虚拟化与容错技术方案来提升IT基础架构的弹性，统一IT系统平台，提升资源利用率和高可靠性，同时又降低运维成本，势在必行。
虚拟化方案的采用可以大量减少了主机服务器数量，减少了机房空间需求，提升运行管理效率，降低机房能耗。另外，虚拟化技术实现了物理服务器和系统应用的逻辑分离，在服务器虚拟化平台上安装的操作系统、应用和数据库等是以独立文件形式存在的，方便管理维护。
如下图，将生产自动化的工厂企业进行了虚拟化应用改造。在生产过程控制系统的应用中引入了虚拟化技术，建立生产私有云平台。该方案适用于化工企业、冶金和电力企业等连续型或离散型的生产制造型企业，也适用于市政交通、矿山等机电监控系统。

随着通信协议的归一化(OPC协议)提高，不同厂家的自动化控制接口间的差别缩小，接口标准化程度提高，虚拟机技术在工业生产自动化的应用已经成熟可靠。
选择H&i SERVER冗余服务器虚拟化平台，部署多系统应用群，根据实际需求部署各种客户虚拟机应用，包括接口通信、实时历史数据库、应用服务，WEB发布、域控、开发测试、存储备份和网管等服务器应用。以往需要数十套的单机服务器或双机热备服务器系统，现在只需要2-3套H&i SERVER 即可完成部署。任何工业安全配置方案同样适用于虚拟计算环境，如主机加固、防火墙与入侵防御系统等。在服务器虚拟化平台上统一部署安全策略，实现防病毒、分层管理。轻松实现系统备份恢复策略，提高系统的简单可用性。建立统一的平台管理界面，支持系统应用的在线迁移，将来的系统扩容可轻松实现，并且做到连续不停机操作。

二、系统和数据的无缝迁移

系统和数据迁移是指把源服务器上的操作系统、应用程序、数据信息，通过一个软件架构平台迁移到新目标服务器上。而这种迁移技术无需修改系统和应用程序，从而彻底解决了部分服务器老化和早期操作系统上的应用升级问题。

H&i SERVER 冗余服务器自带的P2V（物理机到虚拟机）工具可以逐步将物理机上的系统应用，在线迁移到虚拟机运行环境，通过内置的容错同步运行引擎即可获得最高可用性。
运行在Hypervisor主机虚拟化平台上的客户虚拟机系统，新硬件配置对于原来操作系统来说完全透明。P2V迁移工具可妥善解决驱动程序的兼容性问题，被迁移后的系统和应用可以立即从新的服务器硬件特征中获益，无须操作系统升级，无需重新配置应用软件。同样，磁盘分区信息与数据的迁移也非常轻松。
运行在H&i SERVER冗余服务器上的原操作系统和应用程序能够轻松实现零秒停顿、负载平衡和在线维护等新技术特征。

三、构建实时同步的容灾系统

据统计，每年都有很多关于IT机房灾难的事件发生，如遭遇火灾、水灾、雷击、突然断电或盗窃等事件，面临这样情况，企业的信息主管部门在IT架构设计上要考虑高可靠、高可用和灾难备份特征，并建立更快捷的服务响应机制。首先需要意识到核心的生产/业务系统选择异地灾备部署方案，其中历史数据可以选择异步复制方案，然而针对24*7H的生产业务系统，应该选择实时容灾方案，也就是说，当主机房发生灾难时，应用系统能够在线不中断（零秒切换）的转移到备用机房的服务器单元上。
H&i SERVER支持异地灾备部署策略，虽然相隔数公里，主备服务器依旧基于系统应用级的实时同步运行机制，实时数据在两个不同的站点精确同步读写。这个设计完全不同于传统的灾备方案仅仅只是做到了数据异步备份，H&i SERVER冗余服务器系统实现了两个不同站点的生产/业务系统的实时灾备。针对不同的应用场合与客户需求，海得技术服务部门制定了多种有效的技术服务方案，包括15分钟内工程师响应，2小时内问题解决，下一工作日新件到场。

四、故障预警和远程维护

H&i SERVER冗余服务器加电启动，就会立刻转入同步运行状态，内置的监视模块实时扫描主机单元IPMI信息，有超过上百种的错误特征都可以被主动修复或自动隔离，这些错误包括CPU/MEM、BMC/BIOS、磁盘、网络、IO子系统、风扇、电源和主板等。任何潜在风险发生时，在服务器停机前虚拟机操作系统就会迁移至备用服务器上，达到停机预测功能。另外主动服务策略可以自动的通过电子邮件（SMTP）向管理员发送运行状态报告，支持远程浏览器方式集中监控及手机短信通知服务。而这些特征是传统的双机热备、集群方案所不能具备的。
比如，在偏远地区的石油天然气管道运输线，运行在外场站点的计算机监控系统，在高速公路沿线各站点的收费计算机系统，在矿业集团公司下属的各个偏远的矿山/矿井开采计算机监控系统等应用场合，期待这种先进的运行管理方式——主动式服务。具备故障预警、在线更换和远程维护等功能。

五、为企业网私有云方案奠定基础
自从上世纪90年代开始，IT行业在全球范围内得到了迅猛的发展，随着企业的发展，IT平台的规模和复杂程度加大。企业的IT部门都在面临着一种新的困境：高昂的硬件成本和管理运营成本、缓慢的业务部署速度以及缺乏统一管理的基础架构平台。
对于企业网客户来说，建立统一调度管理、共享资源池、具备自助服务的IT基础架构平台是当前最热门的话题，即IaaS私有云方案，核心就是云计算管理服务和虚拟化技术。
虚拟化技术的采用是最优先考虑的。逐步将生产控制系统、管理调度系统的物理机配置过渡到虚拟化应用整合方案上来，为将来全公司的生产、管理与信息网络一体化方案、云计算方案的设计奠定基础，创建IT共享资源池的前提就是虚拟化技术，包括虚拟化计算、虚拟化存储、虚拟化网络，虚拟化安全及管理调度中心几个部分组成。