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)。

   當(dang)今(jin)虛(xu)擬(ni)化(hua)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)滲(shen)透(tou)到(dao)社(she)會(hui)關(guan)鍵(jian)行(xing)業(ye)核(he)心(xin)計(ji)算(suan)業(ye)務(wu)中(zhong)，虛(xu)擬(ni)化(hua)的(de)出(chu)現(xian)改(gai)變(bian)了(le)傳(chuan)統(tong)的(de)單(dan)一(yi)計(ji)算(suan)機(ji)架(jia)構(gou)，虛(xu)擬(ni)化(hua)的(de)高(gao)可(ke)用(yong)性(xing)和(he)快(kuai)速(su)遷(qian)移(yi)特(te)性(xing)有(you)效(xiao)保(bao)證(zheng)了(le)關(guan)鍵(jian)係(xi)統(tong)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)業(ye)務(wu)連(lian)續(xu)，有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)了(le)由(you)計(ji)算(suan)機(ji)故(gu)障(zhang)導(dao)致(zhi)的(de)業(ye)務(wu)中(zhong)斷(duan)，將(jiang)損(sun)失(shi)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。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)
，降(jiang)低(di)由(you)於(yu)工(gong)控(kong)主(zhu)機(ji)損(sun)壞(huai)導(dao)致(zhi)的(de)業(ye)務(wu)中(zhong)斷(duan)，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(rong)VMM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(le)VMM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)。

   tiaozhatongjifaxian，baifenzhibashiyishanggongkongjishigudoushiyouyucaozuoxitongbuwendingzaocheng
，yingxiangxitongwendingdeyinsuyouhenduobaokuodianciganraodengjianjieyinsu，ruhebaozhengzhujixitongdewendingkekaochengweifangfandezhongdian，chongfenliyongxunihuajishukeyiyouxiaodebaozhengcaozuoxitongdewending
，gongkongjidangzhongbushudeshiluojinshujiagoudeqiyebanxunihuajiagou，zhishangzaibushucaozuoxitonghekongzhiyingyongchengxu

，tongguofanyiduijiequebaodicengyingyongdewendingxing。

　　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 WINDOWS等deng眾zhong多duo操cao作zuo係xi統tong，實shi現xian以yi往wang不bu可ke能neng實shi現xian的de多duo宿xiu主zhu架jia構gou，在zai工gong控kong應ying用yong當dang中zhong，可ke以yi滿man足zu多duo種zhong業ye務wu係xi統tong的de需xu要yao。快kuai照zhao功gong能neng在zai虛xu擬ni化hua環huan境jing中zhong支zhi持chi每mei卷juan創chuang建jian多duo個ge快kuai照zhao拷kao貝bei
，並bing將jiang這zhe些xie時shi間jian點dian拷kao貝bei分fen配pei給gei其qi他ta虛xu擬ni機ji。這zhe樣yang用yong戶hu隻zhi需xu創chuang建jian生sheng產chan數shu據ju的de快kuai照zhao拷kao貝bei並bing分fen配pei給gei專zhuan門men用yong作zuo測ce試shi的de虛xu擬ni機ji
，就jiu能neng夠gou創chuang建jian出chu功gong能neng強qiang大da的de測ce試shi環huan境jing了le。一yi旦dan用yong戶hu建jian立li了le虛xu擬ni服fu務wu器qi環huan境jing，用yong戶hu就jiu能neng夠gou快kuai速su創chuang建jian虛xu擬ni測ce試shi服fu務wu器qi。測ce試shi人ren員yuan不bu僅jin能neng夠gou在zai幾ji秒miao鍾zhong內nei分fen配pei獲huo得de真zhen實shi的de“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)。