編者語：虛xu擬ni化hua應ying用yong到dao工gong業ye控kong製zhi當dang中zhong可ke以yi有you效xiao保bao證zheng工gong控kong主zhu機ji的de高gao可ke用yong性xing，提ti高gao計ji算suan機ji的de工gong作zuo效xiao率lv。本ben文wen介jie紹shao工gong控kong主zhu機ji虛xu擬ni化hua技ji術shu的de特te點dian
，詳xiang細xi介jie紹shao了le如ru何he將jiang虛xu擬ni化hua技ji術shu應ying用yong於yu工gong控kong機ji。

   dangjinxunihuajishuyijingshentoudaoshehuiguanjianxingyehexinjisuanyewuzhong，xunihuadechuxiangaibianlechuantongdedanyijisuanjijiagou
，xunihuadegaokeyongxinghekuaisuqianyitexingyouxiaobaozhengleguanjianxitongdejisuanjiyewulianxu

，youxiaojiangdileyoujisuanjiguzhangdaozhideyewuzhongduan，jiangsunshijiangdaozuidi。xunihuayingyongdaogongyekongzhidangzhongkeyiyouxiaobaozhenggongkongzhujidegaokeyongxing
，jiangdiyouyugongkongzhujisunhuaidaozhideyewuzhongduan，CPU的虛擬化技術可以單CPU模擬多CPU並(bing)行(xing)
，允(yun)許(xu)一(yi)個(ge)平(ping)台(tai)同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)多(duo)個(ge)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，並(bing)且(qie)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)都(dou)可(ke)以(yi)在(zai)相(xiang)互(hu)獨(du)立(li)的(de)空(kong)間(jian)內(nei)運(yun)行(xing)而(er)互(hu)不(bu)影(ying)響(xiang)
，從(cong)而(er)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。

　　1 工控主機虛擬化技術特點

   工控主機的虛擬化技術是一種硬件方案，支持虛擬技術的CPU帶dai有you特te別bie優you化hua過guo的de指zhi令ling集ji來lai控kong製zhi虛xu擬ni過guo程cheng，通tong過guo特te殊shu的de指zhi令ling集ji，虛xu擬ni機ji會hui很hen容rong易yi提ti高gao性xing能neng，虛xu擬ni化hua技ji術shu可ke提ti供gong基ji於yu芯xin片pian的de功gong能neng，借jie助zhu兼jian容rongVMM軟ruan件jian能neng夠gou改gai進jin純chun軟ruan件jian解jie決jue方fang案an。由you於yu虛xu擬ni化hua硬ying件jian可ke提ti供gong全quan新xin的de架jia構gou
，支zhi持chi操cao作zuo係xi統tong直zhi接jie在zai上shang麵mian運yun行xing，從cong而er無wu需xu進jin行xing二er進jin製zhi轉zhuan換huan，減jian少shao了le相xiang關guan的de性xing能neng開kai銷xiao
，極ji大da簡jian化hua了leVMM設計，進而使VMM能夠接通用標準進行編寫、性能更加強大。

   工控主機的虛擬化基礎架構具有在任意虛擬化平台之間遷移虛擬機、快照、在資源池中的備用主機上自動重新啟動以及VMotion等deng高gao級ji功gong能neng特te性xing，因yin而er在zai它ta創chuang建jian的de環huan境jing中zhong，遇yu到dao停ting機ji時shi最zui多duo不bu過guo就jiu是shi簡jian單dan的de重zhong新xin啟qi動dong而er已yi。對dui於yu防fang止zhi應ying用yong程cheng序xu或huo硬ying件jian發fa生sheng故gu障zhang的de連lian續xu可ke用yong性xing解jie決jue方fang案an來lai說shuo，工gong控kong主zhu機jiHA對運行在虛擬機中的應用程序提供了易於使用、經(jing)濟(ji)高(gao)效(xiao)的(de)保(bao)護(hu)。當(dang)需(xu)要(yao)不(bu)中(zhong)斷(duan)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)連(lian)續(xu)可(ke)用(yong)性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)時(shi)，使(shi)用(yong)比(bi)通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)常(chang)規(gui)故(gu)障(zhang)切(qie)換(huan)群(qun)集(ji)所(suo)需(xu)的(de)少(shao)的(de)多(duo)的(de)服(fu)務(wu)器(qi)，就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)駐(zhu)留(liu)在(zai)不(bu)同(tong)物(wu)理(li)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)上(shang)的(de)虛(xu)擬(ni)機(ji)間(jian)的(de)N＋1群集。

虛擬機的原理：寄居架構和裸金屬架構

　　2 工控機現場工作特有要求

   工gong控kong機ji是shi專zhuan門men為wei工gong業ye現xian場chang而er設she計ji的de計ji算suan機ji，工gong業ye現xian場chang一yi般ban具ju有you強qiang烈lie的de震zhen動dong，灰hui塵chen特te別bie多duo
，另ling有you很hen高gao的de電dian磁ci場chang力li幹gan擾rao等deng特te點dian

，且qie一yi般ban工gong廠chang均jun是shi連lian續xu作zuo業ye即ji一yi年nian中zhong一yi般ban沒mei有you休xiu息xi，在zai惡e劣lie條tiao件jian下xia影ying響xiang工gong控kong主zhu機ji效xiao能neng的de不bu單dan單dan是shi其qi使shi用yong壽shou命ming
，對dui於yu關guan鍵jian性xing業ye務wu來lai講jiang確que保bao業ye務wu的de穩wen定ding性xing和he連lian續xu性xing顯xian得de格ge外wai重zhong要yao
，使shi用yong虛xu擬ni化hua架jia構gou主zhu要yao在zai於yu虛xu擬ni化hua的de操cao作zuo係xi統tong僅jin僅jin是shi以yi文wen件jian形xing式shi存cun在zai，包bao括kuo內nei存cun的de鏡jing像xiang等deng
，在zai發fa生sheng災zai難nan情qing況kuang下xia可ke以yi做zuo到dao零ling毫hao秒miao快kuai速su無wu縫feng切qie換huan

，所suo以yi在zai關guan鍵jian業ye務wu應ying用yong場chang所suo保bao障zhang了le業ye務wu的de連lian續xu可ke靠kao。

   調tiao查zha統tong計ji發fa現xian
，百bai分fen之zhi八ba十shi以yi上shang工gong控kong機ji事shi故gu都dou是shi由you於yu操cao作zuo係xi統tong不bu穩wen定ding造zao成cheng，影ying響xiang係xi統tong穩wen定ding的de因yin素su有you很hen多duo包bao括kuo電dian磁ci幹gan擾rao等deng間jian接jie因yin素su，如ru何he保bao證zheng主zhu機ji係xi統tong的de穩wen定ding可ke靠kao成cheng為wei防fang範fan的de重zhong點dian，充chong分fen利li用yong虛xu擬ni化hua技ji術shu可ke以yi有you效xiao的de保bao證zheng操cao作zuo係xi統tong的de穩wen定ding，工gong控kong機ji當dang中zhong部bu署shu的de是shi裸luo金jin屬shu架jia構gou的de企qi業ye版ban虛xu擬ni化hua架jia構gou
，之zhi上shang再zai部bu署shu操cao作zuo係xi統tong和he控kong製zhi應ying用yong程cheng序xu
，通tong過guo翻fan譯yi對dui接jie確que保bao底di層ceng應ying用yong的de穩wen定ding性xing。

　　3 虛擬化技術如何應用於工控機

   通過虛擬化應用，可以讓不同的操作係統在同一台控製主機上同時運行，如UNIX LINUX WINDOWSdengzhongduocaozuoxitong，shixianyiwangbukenengshixiandeduoxiuzhujiagou
，zaigongkongyingyongdangzhong，keyimanzuduozhongyewuxitongdexuyao。kuaizhaogongnengzaixunihuahuanjingzhongzhichimeijuanchuangjianduogekuaizhaokaobei，bingjiangzhexieshijiandiankaobeifenpeigeiqitaxuniji。zheyangyonghuzhixuchuangjianshengchanshujudekuaizhaokaobeibingfenpeigeizhuanmenyongzuoceshidexuniji，jiunenggouchuangjianchugongnengqiangdadeceshihuanjingle。yidanyonghujianlilexunifuwuqihuanjing，yonghujiunenggoukuaisuchuangjianxuniceshifuwuqi。ceshirenyuanbujinnenggouzaijimiaozhongneifenpeihuodezhenshide“實時”數據
，還能在整個測試過程中進行數據快照。

   由於在虛擬環境中添加和刪除虛擬機及應用非常方便
，因此
，環境的動態性很強。換言之

，虛擬機總在被創建、使(shi)用(yong)，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)再(zai)分(fen)配(pei)或(huo)刪(shan)除(chu)。這(zhe)帶(dai)來(lai)了(le)巨(ju)大(da)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。不(bu)過(guo)，在(zai)這(zhe)種(zhong)高(gao)度(du)動(dong)態(tai)化(hua)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)，必(bi)須(xu)確(que)保(bao)以(yi)與(yu)虛(xu)擬(ni)服(fu)務(wu)器(qi)相(xiang)同(tong)的(de)簡(jian)化(hua)方(fang)式(shi)來(lai)提(ti)供(gong)和(he)再(zai)分(fen)配(pei)存(cun)儲(chu)容(rong)量(liang)。存(cun)儲(chu)虛(xu)擬(ni)化(hua)有(you)助(zhu)於(yu)實(shi)現(xian)這(zhe)種(zhong)靈(ling)活(huo)性(xing)。

實現效果

   如(ru)果(guo)虛(xu)擬(ni)環(huan)境(jing)中(zhong)有(you)數(shu)百(bai)台(tai)虛(xu)擬(ni)機(ji)，不(bu)僅(jin)可(ke)能(neng)增(zeng)加(jia)備(bei)份(fen)成(cheng)本(ben)
，而(er)且(qie)還(hai)會(hui)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)複(fu)雜(za)性(xing)。利(li)用(yong)快(kuai)照(zhao)功(gong)能(neng)
，我(wo)們(men)不(bu)必(bi)在(zai)每(mei)個(ge)虛(xu)擬(ni)機(ji)上(shang)都(dou)安(an)裝(zhuang)備(bei)份(fen)代(dai)理(li)。我(wo)們(men)可(ke)就(jiu)每(mei)台(tai)虛(xu)擬(ni)服(fu)務(wu)器(qi)創(chuang)建(jian)快(kuai)照(zhao)拷(kao)貝(bei)，然(ran)後(hou)再(zai)將(jiang)這(zhe)些(xie)快(kuai)照(zhao)拷(kao)貝(bei)分(fen)配(pei)給(gei)專(zhuan)門(men)用(yong)作(zuo)備(bei)份(fen)服(fu)務(wu)器(qi)的(de)虛(xu)擬(ni)機(ji)，以(yi)此(ci)進(jin)行(xing)備(bei)份(fen)。這(zhe)樣(yang) ，唯(wei)一(yi)需(xu)要(yao)安(an)裝(zhuang)備(bei)份(fen)軟(ruan)件(jian)的(de)虛(xu)擬(ni)機(ji)就(jiu)是(shi)備(bei)份(fen)服(fu)務(wu)器(qi)了(le)。在(zai)處(chu)理(li)數(shu)百(bai)個(ge)虛(xu)擬(ni)服(fu)務(wu)器(qi)時(shi)，這(zhe)樣(yang)做(zuo)有(you)助(zhu)於(yu)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)備(bei)份(fen)許(xu)可(ke)證(zheng)的(de)成(cheng)本(ben)，通(tong)過(guo)快(kuai)照(zhao)功(gong)能(neng)有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)工(gong)控(kong)機(ji)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。