CN108803505A - 一种双链路集控系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双链路集控系统，包括存储资源模块、计算资源模块和网络资源模块，该存储资源模块包括相互独立互为冗余的第一磁盘阵列和第二磁盘阵列，该计算资源模块包括相互独立互为冗余的第一物理服务器、第二物理服务器和第三物理服务器，该网络资源模块包括相互独立互为冗余的第一核心交换机和第二核心交换机，该第一磁盘阵列和该第二磁盘阵列均分别连接该第一物理服务器、该第二物理服务器和该第三物理服务器，该第一物理服务器、该第二物理服务器和该第三物理服务器均分别连接该第一核心交换机和该第二核心交换机。如此，采用双链路连接结构较单链路容错率更高，具备更加稳定的网络通信环境，提高了整个系统运行的稳定性。

Description

一种双链路集控系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及香烟生产领域，具体涉及烟丝生产控制设备，更具体而言，涉及一种双链路集控系统及其使用方法。

背景技术

在香烟制备领域，制丝车间集控系统是制丝生产控制的大脑核心，是信息化生产控制的基础。它由工作站、服务器、网络系统和监控系统共同组成，它的主要工作是通过集中控制(中控)实现对制丝车间的生产设备、设备运行参数、以及产品工艺参数的调控，大量的操作与生产数据在这里发出并统计。显然的，集控系统若出现故障将会直接影响制丝加工生产的进行。当前行业内制丝车间集控系统存储如下缺点：

1)现行的制丝车间集控系统网络从服务器到交换机再到终端计算机以单路串联形式搭建。一旦网络中某个节点出现故障，会造成整个集控网络故障，导致当前网络系统的容错率较低。

2)现行的制丝车间集控服务器系统可包括核心管理服务器(过程考核服务器、生产管理服务器)、IO数据采集服务器，目前主流技术采用单一物理机作为系统硬件，同时配备备用服务器，实现一用一备。该系统方案下，若物理服务器宕机(硬件或系统故障)，会使得服务功能中断，造成制丝生产中断；而切换到备件服务器需要一定的时间，此时已造成生产中断，对生产连续性要求较高的烟丝制造环节而言，存在质量风险；另一方面，备用服务器与故障服务器无法实现数据共享，造成数据缺失，影响工艺参数调控与生产过程考核。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺点，提供一种容错率高、可保证制丝车间生产的连续性的双链路集控系统。

一方面，本发明提供了一种双链路集控系统，包括存储资源模块、计算资源模块和网络资源模块，所述存储资源模块包括相互独立互为冗余的第一磁盘阵列和第二磁盘阵列，所述计算资源模块包括相互独立互为冗余的第一物理服务器、第二物理服务器和第三物理服务器，所述网络资源模块包括相互独立互为冗余的第一核心交换机和第二核心交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。

本发明提供的双链路集控系统中，还包括相互独立的第一光纤交换机和第二光纤交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一光纤交换机和所述第二光纤交换机。

本发明提供的双链路集控系统中，所述第一光纤交换机和所述第二光纤交换机均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器。

本发明提供的双链路集控系统中，还包括相互独立的第一服务器汇聚交换机和第二服务器汇聚交换机，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机。

本发明提供的双链路集控系统中，所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。

本发明提供的双链路集控系统中，还包括相互独立的第一防火墙和第二防火墙，所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机均分别连接所述第一防火墙和所述第二防火墙。

本发明提供的双链路集控系统中，还包括多个计算机终端，所述第一核心交换机和所述第二核心交换机均分别连接多个所述计算机终端。

相应的，本发明还提供了一种上述双链路集控系统的使用方法，包括如下步骤：

在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台上创建多个虚拟服务器；

安装多个用于分别驱动多个所述虚拟服务器的虚拟机。

本发明提供的使用方法中，所述多个虚拟服务器包括核心管理服务器、IO数据采集服务器、上位监控服务器。

本发明提供的使用方法中，还包括如下步骤：

在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台部署HA功能。

与现有技术相比，实施本发明提供的双链路集控系统，具有如下有益效果：所述双链路集控系统，包括存储资源模块、计算资源模块和网络资源模块，所述存储资源模块包括相互独立互为冗余的第一磁盘阵列和第二磁盘阵列，所述计算资源模块包括相互独立互为冗余的第一物理服务器、第二物理服务器和第三物理服务器，所述网络资源模块包括相互独立互为冗余的第一核心交换机和第二核心交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。如此，采用双链路连接结构较单链路容错率更高，所述双链路集控系统具备更加稳定的网络通信环境，有效防止因个别硬件故障而造成的整个系统宕机，提高了整个系统运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例提供的双链路集控系统的拓扑图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本实施例提供的双链路集控系统较佳实施例。

所述双链路集控系统包括存储资源模块、计算资源模块和网络资源模块，所述存储资源模块包括相互独立互为冗余的第一磁盘阵列和第二磁盘阵列，所述计算资源模块包括相互独立互为冗余的第一物理服务器、第二物理服务器和第三物理服务器，所述网络资源模块包括相互独立互为冗余的第一核心交换机和第二核心交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。所述双链路集控系统还包括相互独立的第一光纤交换机和第二光纤交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一光纤交换机和所述第二光纤交换机。所述第一光纤交换机和所述第二光纤交换机均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器。所述双链路集控系统还包括相互独立的第一服务器汇聚交换机和第二服务器汇聚交换机，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机。所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。所述双链路集控系统还包括相互独立的第一防火墙和第二防火墙，所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机均分别连接所述第一防火墙和所述第二防火墙。所述双链路集控系统还包括多个计算机终端，所述第一核心交换机和所述第二核心交换机均分别连接多个所述计算机终端。

本实施例中，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均选用联想X3850X6系列，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均选用IBM StorwizeV3500。

所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器之间互为冗余、所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列之间互为冗余、所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机互为冗余、所述第一核心交换机和所述第二核心交换机支架互为冗余，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器与所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列之间为双链路连接，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器与所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换之间为双链路连接。如此，仅所述第一磁盘阵列故障、或仅所述第二磁盘阵列故障、仅所述第一物理服务器故障、仅所述第二物理服务器故障、仅所述第三物理服务器故障、仅所述第一服务器汇聚交换机故障、或仅所述第二服务器汇聚交换机故障都不会导致所述双链路集控系统整体故障。总而言之，单一设备故障不会造成整体系统故障，所述双链路集控系统容错率高，运行稳定。

本实施例还提供了一种使用上述双链路集控系统的使用方法。

所述使用方法包括如下步骤：

在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台上创建多个虚拟服务器；

安装多个用于分别驱动多个所述虚拟服务器的虚拟机；

在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台部署HA功能。

本实施例中，所述多个虚拟服务器包括管理数据库服务器、核心管理服务器、IO数据采集服务器、上位监控服务器、文件存储及杀毒服务器。其中，所述IO数据采集服务器用于中控室监控软件与PLC之间的通讯，中控室监控计算机均通过所述IO数据采集服务器与PLC进行数据通讯，所述IO数据采集服务器配置为2台，设置为相互冗余。所述IO数据采集服务器用于对第三方系统提供制丝实时数据，包括MES、ERP等。

本实施例中，多个所述虚拟机包括Vcenter、View Manager和ViewAD，在此基础上创建制丝应用服务虚拟机实现原服务器功能。

需要解释的是，本实施例中所述的HA的全称是High Availability(高可用性)。VMware HA群集一般具有一个包括两个或者两个以上ESX主机的逻辑队列。在一个HA群集中，每一台VMware ESX服务器配有一个HA代理，持续不断地检测群集中其他主的心跳信号。假如某台ESX主机在连续三个时间间隔后都还没有发出心跳信号，那么该主机就被默认为发生了故障或者与网络的连接出现了问题。在这种情况下，原本在该主机上运行的虚拟机就会自动被转移到群集中的其他主机上。反之，如果一台主机无法接收到来自群集的其他主机的心跳信号，那么该主机便会启动一个内部进程来检测自己跟群集中其他主机的连接是否出现了问题。如果真的出现了问题，那么就会中断在这台主机上所有正在运行的虚拟机，并启动预先设定好的备用主机。此外，VMware HA的另一个显著的特点是能够对一个群集中的多台ESX服务器(多达四台)上进行故障转移。对于一次VMware HA故障转移，客户端操作系统认为只是一次因硬件的崩溃而进行的重启，并不会觉察到是一次有序的关机。因此，这样的修复并不会改变操作系统的状态。此外，虚拟机中任何正在进行的业务也不会丢失。即使备用ESX服务器主机的硬件设备跟原ESX服务器主机的硬件设备有所不同，客户端操作系统也不会检测到这种不同。所以，VMware HA的故障转移对于客户来说可以算是完全透明的，几乎不会出现任何停机的危险。

本实施例中，在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台部署HA功能，VMware HA时刻监控所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器构成的群集中是否有足够的资源可用，以便在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器中任意一个发生故障时能够在其他物理服务器上重启对应的虚拟机，实现零宕机。具体而言，若所述第一物理服务器出现故障时，可以在所述第二物理服务器或所述第三物理服务器上重启对应的虚拟机，从而保证对应的虚拟机在遇到物理机故障时能够迅速重新启动。

本实施例中，所述使用方法还包括对上位监控服务器设置FT功能，保证所述上位监控服务器在遇到物理服务器故障时能够不间断运行，保持生产连续性。

本实施例中，所述使用方法还包括对所述多个虚拟服务器设置VMware DP(虚拟机备份与恢复功能)，实现对虚拟机服务器定期的备份，保证当服务器出现问题后，高效恢复系统，提高生产连续性，减少停产时间。

综上所述，实施本发明提供的双链路集控系统，具有如下有益效果：

1、行业内首次实现针对制丝车间的集控系统的全虚拟化技术覆盖，具有行业领先水平，能有效防止整个服务器机组发生宕机故障；

2、采用相互独立互为冗余的第一磁盘阵列和第二磁盘阵列实现数据双端读写，具有行业领先水平，搭建而成的资源池更加稳定、可靠；

3、在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台上创建上位监控服务器，填补行业空白，无需价格高昂的工作站即可实现集控监控。

总而言之，服务器虚拟化技术搭配双链路网络技术，大幅提升制双链路集控系统稳定性，经多次模拟测试表明系统可靠有效，测试包括手动关闭任一物理机电源，观察虚拟机的迁移过程，同步跟踪集控操作系统，均未出现生产操控中断的情况；手动关闭网络任一交换机电源，观察网络通讯情况，同步跟踪集控操作系统，均未出现生产操控中断的情况。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双链路集控系统，其特征在于，包括存储资源模块、计算资源模块和网络资源模块，所述存储资源模块包括相互独立互为冗余的第一磁盘阵列和第二磁盘阵列，所述计算资源模块包括相互独立互为冗余的第一物理服务器、第二物理服务器和第三物理服务器，所述网络资源模块包括相互独立互为冗余的第一核心交换机和第二核心交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。

2.根据权利要求1所述的双链路集控系统，其特征在于，还包括相互独立的第一光纤交换机和第二光纤交换机，所述第一磁盘阵列和所述第二磁盘阵列均分别连接所述第一光纤交换机和所述第二光纤交换机。

3.根据权利要求2所述的双链路集控系统，其特征在于，所述第一光纤交换机和所述第二光纤交换机均分别连接所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器。

4.根据权利要求1所述的双链路集控系统，其特征在于，还包括相互独立的第一服务器汇聚交换机和第二服务器汇聚交换机，所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器均分别连接所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机。

5.根据权利要求4所述的双链路集控系统，其特征在于，所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机均分别连接所述第一核心交换机和所述第二核心交换机。

6.根据权利要求4所述的双链路集控系统，其特征在于，还包括相互独立的第一防火墙和第二防火墙，所述第一服务器汇聚交换机和所述第二服务器汇聚交换机均分别连接所述第一防火墙和所述第二防火墙。

7.根据权利要求1所述的双链路集控系统，其特征在于，还包括多个计算机终端，所述第一核心交换机和所述第二核心交换机均分别连接多个所述计算机终端。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的双链路集控系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台上创建多个虚拟服务器；

安装多个用于分别驱动多个所述虚拟服务器的虚拟机。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述多个虚拟服务器包括核心管理服务器、IO数据采集服务器、上位监控服务器。

10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述第一物理服务器、所述第二物理服务器和所述第三物理服务器组成的服务器虚拟化平台部署HA功能。