专家视点 | 向虚拟化制造环境过渡的四大要点
罗克韦尔自动化网络和安全服务首席顾问 Chris Di Biase
2014-11-27 罗克韦尔自动化
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53% 的 IT 经理曾表示服务器虚拟化是他们的头等要务。
当被问及今年的首要任务是什么时，所有 IT 高管无疑都会列出一份长长的清单，从安全到操作系统升级再到提高协作能力以及提高员工移动性等。几乎肯定“榜上有名”的就是增加服务器虚拟化的使用。事实上，据《IT 经理日报》(IT Manager Daily) 近期面向 3,200 位 IT 经理的调查显示，有 53% 的 IT 经理曾表示这是他们 2013 年的头等要务，排名仅在数据保护之后。
采用虚拟化技术的公司在成本和效率上都受益颇多，因此虚拟化近年来的迅猛增长不难理解。生产企业对该项技术的采用情况大致处在平均水平。据 VMWare 2011 年调查显示，生产企业已完成约 34% 的服务器的虚拟化。尽管虚拟化正在逐渐普及，但研究表明人们对该技术的理解程度和专业程度仍存在极大的差异。这些差异在很大程度上体现出运营方式的不同，并会影响到虚拟化的部署。
当听闻有如此实效的流行技术出现时，许多公司都会立即投入新技术的浪潮。但不幸的是，他们往往没有注意公司成功部署所必须考虑的具体要求。在生产环境中，这一点尤为重要。下面我们就来分析一下制造商所特有的四大要点与机会：
实现虚拟化环境的四个步骤
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1、理解升级周期
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2、了解局限所在
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3、评估管理需求
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4、尽量减少失败
1. 理解升级周期
与大部分 IT 资产相比，制造资产的典型更新周期通常明显更长。然而，随着车间信息化资产的增加，制造商越来越难以对升级预算进行预测和管理。
按传统方式，在升级类似 PC 型 HMI 的信息化工厂硬件时，还必须进行昂贵的软件升级。由于硬件更新通常比软件更频繁，因此制造商经常被迫过早地升级软件。此外，每次更换硬件都需要工程设计介入，不但成本不菲，而且还可能造成停产。
虚拟化有助于延长工厂车间硬件系统的使用寿命。在此基础上，制造商可更为轻松地制定升级周期，有计划且可预测的完成升级。现在，升级服务器时不必更换软件，也不需要工程设计介入。这会大幅延长制造商软件系统的使用寿命，从 3 至 5 年延长至 10 至 15 年，甚至更长。这样工厂经理还可以在经济效益上的最佳时机进行操作系统升级，而不受制于硬件寿命。
2. 了解局限所在
数据中心的多台物理服务器通常处在稳定的环境中，并具有同一种用途。而在物理服务器的所占空间、电力、冷却和管理方面，制造商会面临更多限制。
凭借虚拟化，公司能将这些服务器合为一体，这在 IT 领域的空间和节能方面无疑是一大改进。对于生产环境而言，由于所受限制更多，因此合并后带来的益处实际上会更大。为最大程度减少多台机器发生故障的情况，制造商通常会将每个应用部署在单独的物理服务器上。这样一方面会导致物理服务器过多，随之需要更多维护、产生更多热量、消耗更多能源，另一方面也会造成利用率低下。典型的 x86 服务器仅使用 CPU 总容量的 10% 到 15%。借助虚拟化，制造商能够让多个应用可靠地共享同一服务器，通过合并服务器实现更高的利用率。此外，合并还有助于简化维护工作、降低热量并削减能耗成本。
3. 评估管理需求
生产制造领域所需硬件架构的复杂程度要超过大部分行业。典型的车间设备都是混合式的，其中包括早期的台式计算机、加固的笔记本计算机、固态瘦客户端以及平板计算机。使用分布式工作站会为制造商提供足够的计算能力、灵活的用户控制和更好的用户体验。但这一模型也会为工作站的管理带来诸多挑战，例如配置、补丁管理和应用支持方面的高成本。此外还会带来安全和数据管理风险。
虚拟化能帮助将操作员站和工程师站的控制和管理集中在一起，从而降低工作站硬件部署和支持的相关成本。在服务器方面，所有主机服务器和虚拟机的监视工作都将集中进行，而新的虚拟机还可以通过模板来部署。这种集中化还可简化已装应用的管理工作，用户无需走出生产车间就能够关闭或复位虚拟机，更为便捷。
服务器虚拟化所带来的益处还可延伸至客户端。借助此方法，软件和硬件将彼此独立，为硬件的使用带来巨大的灵活性。由于能立即访问所有当前客户端的状态，工厂车间将实现更高水平的可见性。披星戴月地安装软件更新和补丁的场景将仅会在恶梦中出现，而不会出现在现实世界，因为在虚拟化的支持下这些均可集中部署。故障客户端的复位和新系统的部署能够以同样的方式完成。灾难恢复也可集中进行。同时由于能够集中授予和撤消用户访问权限，安全性也得到进一步加强。
4. 尽量减少失败
停车是制造领域的劲敌，而虚拟化就像是一位白马王子。它可提供更高的可用性，在增加运营可靠性的同时缩短停车时间。采用物理服务器时，机器发生故障就意味着停车，而采用虚拟化方式时，机器故障并不自动等同于停车。主机会对彼此及各自的虚拟机进行故障监视。如果虚拟机失效，则将自动在另一个具有可用资源的位置重新启动。此外，借助容错选项可同时在不同物理服务器上执行多个虚拟机，从而在发生硬件故障时实现无扰动故障转移。
在制造环境中成功实施虚拟化需要考虑大量特殊的因素。而与经过培训的专家合作有助于平稳地完成这一过程。罗克韦尔自动化网络和安保服务团队便是这样一个专家团队，他们在制造和 IT 两个方面都具有丰富的知识。我们具有一支专门从事虚拟化业务的团队，可提供各种服务和支持，其中包括：
- 评估生产数据中心的当前状态
- 设计和规划虚拟基础设施
- 虚拟基础设施的安装、采购和配置
