JP2014517948A - クラスタ化シミュレーションネットワークの設定のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.シミュレータ間で制御およびオーケストレーションコマンドを同期することは難しい。
2.シミュレーションネットワークを開発するための決まったプロセスが存在しない。設定はこれを開発するエンジニアに依存する。これにより、PCと、現実のハードウェアと、シミュレーションとの間に不適合が生じうる。
3.シミュレータを実行可能とするためおよびシミュレーションPC上で動作させるために、特別なハードウェア、少なくとも多数のイーサネット(登録商標)カードを設けなければならない。
4.シミュレーションに必要とされるシミュレーションネットワークおよびハードウェアを設定するための多くの手作業が存在する。
5.シミュレータに必要とされるハードウェアインタフェースのため、大きなソリューションに対して多数の物理PCが必要とされる。これは通常、性能またはメモリの問題ではなく、接続性、すなわち、ネットワークインタフェースコントローラ(以下NIC)がないことまたはNICの数を増やすためのメインボード上のPCIスロットが不十分であることの問題である。
6.すべてのシミュレータは、ユーザのニーズではなくそれ自身のためにカスタムメードされた特別なGUIを備えているため、非常に使い勝手が悪い。
7.複数のシミュレーションツールが異なる機能性を提供する。たとえば、あるシミュレータはフリーズされ、別のものはフリーズされない。これは、実行時に技術的な問題および不整合性をもたらす。たとえば、あるシミュレータは実行され、別のものはフリーズされるが、動作時には相互に通信する必要がある。
8.すべてのシミュレータはそれ自身のデータで個別に設定されなければならない。必要な情報は存在するが、すべての実行されるシミュレータの大半の設定を作成することはできない。
9.いくつかのシステムは異なるシステム上で設定される必要があり、ソフトウェアはこれら各自の上で同じバージョンに維持されなければならない。
・プラントソリューションのために用いられる主エンジニアリングパーソナルコンピュータ(PC)へのアクセスをユーザが設定する。
・シミュレータを含む仮想マシンを実行するために用いられる物理ホストPCをユーザが設定する。
・シミュレーションされるべきオブジェクトをユーザが選択する。
・エンジニアリングPCが提供するエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェースおよび必要IPアドレスならびにシミュレーションツールの負荷分散、必要数の仮想マシンおよびシミュレーション仮想マシンの物理PCへの分散、を設定するようフレームワークアプリケーションが提供される。
・プラントソリューションのために用いられる主エンジニアリングPCへのアクセスがユーザにより設定される。
・シミュレータを含む仮想マシンを実行するために用いられている物理ホストPCもユーザにより設定される。
・シミュレーションされるべきオブジェクトがユーザにより選択される。
・エンジニアリングPCにより提供されるエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要IPアドレス、ならびに、仮想PCおよび仮想ハードウェアの設定ならびにシミュレータが抽出される。
・ユーザはシミュレーションに使用されるべき物理PCを設定する。
・ユーザは制御、装置およびサブシステムソリューションに関する情報およびその背後の対応するロジックを含むエンジニアリングPCに対するアクセスを設定する。
・ユーザはシミュレーションネットワーク内でシミュレーションされるべきオブジェクトを選択する。
・シミュレーションフレームワークはエンジニアリングPCから集められるデータを評価することを考慮し、必要な仮想イーサネット(登録商標)カード、IPアドレスおよびシミュレーションされるべきオブジェクトに必要な仮想マシンを計算する。
・フレームワークは、自動的にシミュレータを複数の仮想マシンまたは仮想マシンインスタンスに分散させ、仮想マシンを所定の複数の物理PCに分散させる。
1.特別なハードウェア、たとえば、物理PCのイーサネット(登録商標)カードを購入し、取り付け、設定する必要がない。スタッフに依存したネットワークおよびPCハードウェアは、ハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを介してトンネルされる。
2.エンジニアリングが全てのシミュレーションツールのための所定の標準ワークフローに基づいている。シミュレーションエンジニアがこれに通じれば、その者はフレームワーク内のすべてのシミュレーションツールをエンジニアリングできる。
3.設定のほとんどのステップは自動化可能であり、これはシミュレーション設定の効率を向上させる。
4.シミュレータは1つのポイントから必要なデータでもって設定可能である。ほとんどの設定は、自動的に実行可能であり、シミュレーションツールの外観および感覚は各シミュレータについて同じである。
5.機能性のなさはハイパーバイザを用いてオーケストレーションアクション(サスペンド、ポーズ、スナップショットの取得など)を実行することにより「アップグレード」される。
6.シミュレーション機能性ではなく、ユーザに対してカスタムメードされたフレームワークアプリケーションを提供することによるはるかに良好な使い勝手。さらに、GUIはすべてのシミュレータについて同じである。
7.少なくともハイパーバイザにより提供されるオーケストレーションコマンドに関して、オーケストレーションコマンドがハイパーバイザ機能を用いて同期可能である。
8.物理PCおよび仮想マシンの負荷分散を計算するために、シンプルなアルゴリズムを使用可能である。
9.本方法は非常に柔軟であり、複数の技術境界にわたる複数の異なる種類のシミュレーション技術を統合するために十分にオープンである。
Claims (16)
- 仮想化を用いてクラスタ化シミュレーションネットワークをエンジニアリングするシステムであって、該システムは、
プラントソリューションに用いられる主エンジニアリングパーソナルコンピュータ(PC)に対する、ユーザにより設定されるアクセスと、
複数のシミュレータを含む複数の仮想マシン(VM)を実行するために用いられる、ユーザにより設定される複数の物理ホストPCと、
シミュレーションされるべき、ユーザにより選択されるオブジェクトと、
前記エンジニアリングPCから受信されるエンジニアリングデータに基づいており、かつ、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要仮想PCおよび仮想ハードウェアならびに必要IPアドレスの設定のために設けられたフレームワークアプリケーションと、
を有しており、
前記フレームワークアプリケーションは、シミュレーションツールを実行する仮想マシン(VM)の必要数を設定し、前記複数の仮想マシン(VM)を前記複数の物理PCへ分散させ、
前記複数のシミュレータは、異なる種類であってよく、同一のインタフェースおよび制御機能性を必ずしも提供する必要は無い、
ことを特徴とする、システム。 - シミュレーションネットワーク自体のセットアップと、
前記複数のシミュレータをセットアップし、エンジニアリングされた制御ソリューションを前記複数のシミュレータに実行させるための、前記複数のシミュレータの設定の各シミュレータへのインプリメンテーションと、
前記複数のシミュレータ間の通信の設定と
を含む、請求項1記載のシステム。 - ユーザは、仮想マシンハイパーバイザのグラフィカルユーザインタフェース(GUI)からオーケストレーションコマンドを実行し、または、前記フレームワークアプリケーションを介してオーケストレーションコマンドをリモートで制御する、請求項1または2記載のシステム。
- 前記クラスタ化シミュレーションネットワークのためのコンポーネントは、標準PCハードウェア、標準「ネットワークアダプタ」、有利には物理PCのイーサネット(登録商標)カードを含み、ネットワークはハイパーバイザハードウェア抽象化レイヤを通してトンネルされる、請求項1から3のいずれか1項記載のシステム。
- エンジニアリングは、全てのシミュレーションツール用の所定の標準ワークフローに基づいている、請求項1から4のいずれか1項記載のシステム。
- 前記複数のシミュレータを実行する前記複数の仮想マシン(VM)を複数のホストPCに分散するために、適切な負荷分散が計算される、請求項1から5のいずれか1項記載のシステム。
- 特定のホストPCに割り当てられた前記仮想マシン(VM)内の前記シミュレーションツールの適切な負荷分散が計算される、請求項6記載のシステム。
- 前記仮想マシン(VM)内の前記シミュレーションツールは、負荷分散スキームに従って、または、所定のようにインスタンス化される、請求項5から7のいずれか1項記載のシステム。
- 前記シミュレーションを実行するために必要されるホストPCの最小数が、所定の基準にしたがって計算される、請求項5から8のいずれか1項記載のシステム。
- 前記シミュレータの制御コマンドは、前記シミュレーションネットワーク全体における前記複数のシミュレータを分散および同期するために用いられる、請求項5から9のいずれか1項記載のシステム。
- 前記仮想マシンハイパーバイザのオーケストレーションコマンドは、別の制御機能性でもって既存のシミュレーションツールを拡張するために用いられる、請求項10記載のシステム。
- 前記システムは前記クラスタ化シミュレーションネットワークの設定のためものであり、オーケストレーションインタフェースと、前記シミュレーションツールと、前記仮想マシンハイパーバイザとの間の通信は、ネットワーク化されて提供される、請求項1から11のいずれか1項記載のシステム。
- シミュレータまたはシミュレーション仮想マシン(VM)または物理PCがシミュレーションネットワークに対して加えられまたは除かれる一方、シミュレーションはシミュレーションの実行の停止または割り込みなく実行される、請求項1から12のいずれか1項記載のシステム。
- 仮想化を用いてクラスタ化シミュレーションネットワークをエンジニアリングするための方法であって、
プラントソリューションに用いられる主エンジニアリングコンピュータ(PC)に対する、ユーザにより設定されるアクセスが設定され、
複数のシミュレータを含む複数の仮想マシン(VM)を実行するために用いられるユーザにより設定される物理ホストPCが設定され、
シミュレーションされるべきユーザにより設定されるオブジェクトが選択され、
エンジニアリングPCにより提供されるエンジニアリングデータに基づいて、必要シミュレータ、必要ネットワークインタフェース、必要仮想PC、必要IPアドレスならびに仮想PCおよび仮想ハードウェアの設定が、フレームワークアプリケーションにより抽出される、
方法であって、
シミュレーションツールを実行する仮想マシン(VM)の必要数および仮想マシン(VM)の物理PCへの分散が、前記フレームワークアプリケーションにより設定され、
前記複数のシミュレータは異なる種類であってよく、必ずしも同一のインタフェースおよび制御機能性を有しない、
ことを特徴とする方法。 - 第1のステップにおいて前記シミュレーションネットワーク自体がセットアップされ、次いで、シミュレータの設定が各シミュレータに入れられて、前記複数のシミュレータをセットアップしかつ前記複数のシミュレータにエンジニアリングされた制御ソリューションを実行させ、次いで、前記複数のシミュレータ間の通信が設定される、請求項14記載の方法。
- オーケストレーションが、仮想マシンハイパーバイザのグラフィカルユーザインタフェース(GUI)から実行され、または、前記フレームワークアプリケーションを介してリモートで制御される、請求項14または15記載の方法。
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