基于VMware技术的工厂能管中心虚拟化平台搭建

汪华聪 胡忠福

摘 要：VMware vCenter Server提供了一个管理基础建构的集中式可延展平台，具有三大功能特性，高效管理、可扩展性和可延展、控制和可见性，工厂能管中心基于VMware vCenter Server的可扩展性和可延展性在原来物流虚拟化网络平台的基础上，通过软硬件的扩容配置搭建了能管中心虚拟化网络平台，搭建后物流、能管中心的虚拟化网络平台的物理资源利用率得到了极大提高，系统更加稳定、可靠。

关键词：vCenter Server;技术方案;VM规划;应用效果

中图分类号：F426.22 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0037-02

0 引言

工厂能管中心的网络架构在设计初期时就存在两种设计方案，一种是传统的服务器架构设计方案，拟部署两台双机热备的接口服务器、1台关系数据库服务器、1台实时数据库服务器、1台web服务器、1台3D图形工作站、1台移动作业平台服务器、1台工业大数据分析平台服务器;一种是基于虚拟化技术的服务器架构设计方案，配置两台硬件服務器。究竟哪种方式更适合工厂能管中心今后的发展，工厂各位技术专家经充分的技术论证后，认为虚拟化服务器架构设计可以减少服务器数量的增加，简化服务器管理，同时明显提高服务器利用率、网络灵活性和可靠性等优点是传统的服务器架构设计无法相比的，因此虚拟化服务器架构设计方式更适合工厂能管中心的发展，力主基于虚拟化技术的服务器建构设计方式为工厂能管中心服务器架构设计方式。

基于VMware vCenter Server的可扩展性与可延展性使动力能管中心虚拟化平台在成品物流VMware虚拟化网络平台上扩展搭建成为可能。本文重点研究在已有的VMware虚拟化网络平台的基础上如何从软硬件配置上实现工厂动力能管中心虚拟化网络平台的搭建。

1 VMware vCenter Server简介

VMware vCenter Server提供了一个管理基础建构的集中式可延展平台，具有三大功能特性，高效管理、可扩展性和可延展、控制和可见性。

1.1 高效管理

通过自动执行主动管理，vCenter Server能够调配资源，均衡资源和自动实现高可用性，从而达到相应的服务级别要求。执行主机配置文件管理、虚拟资源分配管理、动态资源分配、跨不同版本vCenter调配、自动重启虚拟机、设备管理界面等功能。

1.2 控制和可见性

vCenter Server可从耽搁控制台集中管理虚拟化主机和虚拟机，管理员能够从一个位置深入了解虚拟基础架构所有关键部件的配置。借助vCenter Server，虚拟环境变得更易于管理，一个管理可以管理数百个工作负载，在管理物理基础架构方面的工作效率比通常情况下提高了1倍。执行vCenter单点登录、清单搜索、警报和通知、原生备份和还原、备份和还原程序、迁移工具等功能。

1.3 可扩展性和可延展

vCenter Server的开放式插件体系结构支持来自VMware及其 伙伴的大量附加功能，数百个VMware合作伙伴产品与vCenter Server集成，实现了容量管理、合规性管理、业务连续性和存储功能。vCenter Server提供了一个可扩展的体系结构，支持永福查看多个vCenter Server实例的状况，并且在整个基础架构内复制角色、权限和许可证。因此可以登录所有的vCenter Server查看和搜索这些vCenter Server的清单。

2 成品物流虚拟化平台现状

物流系统虚拟化平台管理软件为VMware vSphere EnterprisePLUS 6.5，底层硬件架构为两台以集群方式部署的HPE DL580 Gen9服务器，一台序列号为424020的HDS VSP G200存储，2台分别激活8端口的Brocade 320交换机。物流系统虚拟化平台网络拓扑图1所示。

3 能管中心网络搭建技术方案

为了实现数据的集中存储、以及充分利用VMware虚拟架构中虚拟机可动态在线从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器上的特性，通过VMware虚拟化集中管理的特性，根据每个业务平台的资源消耗动态的配置虚拟化主机资源，整合所有业务平台的物理资源，实现资源整合及统一管理。

在虚拟化的后端存储配置上，采用集中存储，通过VMware虚拟架构套件生产出来的虚拟机的封装文件都存放在存储阵列上，借助存储架构，最大化的发挥虚拟架构的优势，进行在线迁移正在运行的虚拟机（VMware VMotion）等，同时为以后的容灾方案实施打下基础。

3.1 技术方案

增加2台HPE ProLiant DL580 Gen9服务器并增加原VMware vSphere EnterprisePLUS6.5相应license，新增设备以集群方式部署到原VMware vSphere EnterprisePLUS 6.5虚拟化平台计算资源中，配置成共享资源，增加平台的稳定性和可靠性。

在原HDS G200存储基础上扩容15T可用容量给能管系统使用;增加的存储资源，按能管业务专用进行逻辑配置设计，增加的磁盘柜、磁盘组、存储接口与原物流系统所用的相互独立、互不影响。

原Brocade 320 SAN交换机8端口已经用完，现需扩展相应端口模块及license。

3.2 软硬件配置技术要求

服务器选型配置技术要求：（1）配置2个Intel 16核Xeon E7-4850v4（2.1GHz/16-core/40MB/115W）CPU，可扩至四路处理器，Intel C602J 芯片组;（2）集成iLO4远程管理，配16x16G（256GB） DDR4-2133 DIMMs内存，最大可扩充至6TB全缓冲DDR4-2133内存，配含2个内存板，最大支持8个内存板，可以配置成镜像，在线备用或者单/多数据校验模式;（3）内置Smart Array P830i/2GB FBWC阵列控制器，标配5个SAS/SATA/SSD热插拔硬盘插槽，最多扩展到10个小尺寸SAS/SATA/SSD热插拔硬盘;（4）配置9个PCI-E 3.0插槽，其中4个PCI-E 3.0 x8，5个PCI-E 3.0 x16;（5）配置4端口千兆Flex-LOM以太网卡;可升级为2x10G 以太网卡，或者 2x10G Flex Fabric 网卡;（6）配置2*HP 81Q 8Gb PCI-e 单通道光纤HBA卡;（7）配置带4个1200W（Platinum Plus）热插拔电源（冗余配置，标配不含冗余电源，标配带2个热插拔电源）;标配热插拔冗余风扇（3+1）;（8）外置DVD-RW，4U机架式，配置3*HP 300GB 12G SAS 10K 2.5in。

4 能管中心VM规划

在虚拟化系统中将规划7套VM运行系统，分别对应7个应用程序或平台软件，主要包括：

（1）3D监控系统主机含OPC Server主机;（2）3D监控系统备机含OPC Server备机;（3）Hyper Historian实时数据库;（4）SQL Server能管数据库;（5）Thingworx物联网平台;（6）艾动移动作业平台;（7）Web服务器。

5 能管中心IP地址规划

由于能管中心電脑所在IP地址段与虚拟化平台系统所在IP地址段不同，所以在对IP设置时需要在SAN交换机进行VLAN配置，以满足网络通信需要，如表1所示。

6 应用效果

虚拟技术的发展，提高了资源的利用效率，通过共享资源的方式打破了以往服务器与应用程序一对一的旧模式，在VMware技术应用的背景下，项目实施的风险得到了有效的控制，虚拟服务器的运行环境变得更加可靠。工厂物流、能管虚拟化网络平台运行网络平台运行了半年时间内，系统运行稳定、可靠。相对传统的服务器运行模式，服务器集群控制有以下应用效果：

6.1 系统容错、恢复能力强

在vCenter Server高效管理下，当遇到硬件故障时，包含4台硬件服务器的集群中只要有1台正常，物流、能管业务都能够持续稳定运行，并能够实现不中断生产在线维修。4台工控虚拟化服务器在备份服务器上实现系统级的每日滚动备份，保存14天。遇到故障时，只需短短几分钟，就可以将系统恢复到14天中任何一天的状态。同时，还持久保存了系统重要里程碑节点的备份快照，以便随时分析和恢复。

6.2 动态均衡负载

在vCenter Server动态资源调配下，虚拟机不固定运行在那台宿主机上，位于物流宿主机上的虚拟机可能漂移到能管宿主机上，同样位于能管宿主机上的虚拟机可能漂移到物流宿主机上。vCenter Server持续地监控整个资源池的利用率，均衡动态地调配位于每台宿主机上的负载。

6.3 资源利用率高，节约系统资源

按照1：30的设计容量计算，平均每台服务器的硬件投资仅为传统部署方式的十分之一。同时，工业云部署架构下节约的大量硬件服务器亦有效降低了中心机房能源消耗。

7 结语

成品物流、动力虚拟化平台共有4台硬件服务器，也称宿主机，每台宿主机对应一个IP地址，在浏览器登录任意一台宿主机上创建一台虚拟服务器，是非常方面快捷的，所以通过整合及虚拟化，数百台服务器可以减少至数十台，10%甚至更低的服务器利用率将提高到60%或更高。当其中一台宿主机出故障时，运行在上面的虚拟机迁移到其他宿主机上运行，IT基础设施的灵活性、可靠性和效率也得到改进。

参考文献

[1] 刘娟.关于集群计算机技术应用研究[J].北京：通信世界，2018（07）：25.

[2] 代彦.基于Vmware虚拟化技术的服务器集群的架构与应用[J].北京：电子技术与软件工程，2018（10）：66.

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