油田SCADA系統(tǒng)虛擬化解決方案
新華三技術(shù)有限公司
前言：
上世紀(jì)九十年代中后期掀起的信息浪潮，極大地推動(dòng)了人類社會(huì)各行各業(yè)技術(shù)革新的迅猛發(fā)展。隨著石油科技的發(fā)展，石油工業(yè)正在向智能化和信息化過渡，“企業(yè)e化”、“管控一體化”已成為實(shí)現(xiàn)“降本增效，提高管理水平”這一油田改革目標(biāo)中的一個(gè)重要課題。
與發(fā)達(dá)國家相比我國石油開采技術(shù)水平還有一定差距，目前我國的采油井95%以上是機(jī)采，大多數(shù)數(shù)據(jù)采集依靠人工完成，雖然一定程度上已建立了石油MIS信息管理系統(tǒng)，但油井現(xiàn)場的數(shù)據(jù)還不能實(shí)現(xiàn)無縫上傳，集中采集，無法實(shí)現(xiàn)高效的采油調(diào)度管理。通過建立油田生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)時(shí)全過程監(jiān)控的SCADA系統(tǒng)，使油田已建或在建信息網(wǎng)絡(luò)向井口擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)油井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送和信息網(wǎng)絡(luò)的無縫鏈接，逐步形成油田生產(chǎn)管理與監(jiān)控一體化的信息中心，將成為油田井網(wǎng)監(jiān)控和生產(chǎn)調(diào)度管理的整體解決方案。
油田的建設(shè)需求
1、 采用先進(jìn)的油田自動(dòng)化技術(shù)提高油田生產(chǎn)效率
提高油田生產(chǎn)效率，減輕油田生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕油田生產(chǎn)管理成本是SCADA系統(tǒng)的主要目標(biāo)。
2、 做到高效、精細(xì)的能耗管理，降低成本
節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前油田生產(chǎn)非常關(guān)注并飛速發(fā)展的技術(shù)。需要有效利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)精細(xì)的能耗管理。
3、 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理輔助的功能
通過全面的數(shù)據(jù)錄入和信息統(tǒng)計(jì)，分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，提高油田生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)質(zhì)量，為正確決策提供參考依據(jù)。
4、 解決數(shù)據(jù)不完整的影響
使用的系統(tǒng)必須安全可靠，避免數(shù)據(jù)丟失，保障信息完整。
油田SCADA虛擬化解決方案
1、解決方案概述
由于油田的業(yè)務(wù)需求和建設(shè)原則，油田對(duì)于SCADA系統(tǒng)的期望為保證業(yè)務(wù)連續(xù)性、數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)可靠性、保證CTO和RTO復(fù)原時(shí)間短。
pC的油田SCADA虛擬化解決方案由五個(gè)部分組成，包括華三CAS虛擬化解決方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性的保證；華三DRX以及DRS解決方案，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)安全性的保證；華三零存儲(chǔ)解決方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)可靠性的保證；華三大安全解決方案，實(shí)現(xiàn)了RTO復(fù)原時(shí)間短的目標(biāo)；華三BSM解決方案，實(shí)現(xiàn)了CTO目標(biāo)。
2、華三虛擬化平臺(tái) CAS平臺(tái)邏輯架構(gòu)
華三的CAS平臺(tái)，為基于開源系統(tǒng)的國產(chǎn)化虛擬化平臺(tái)，定制化后兼容現(xiàn)有系統(tǒng)，在國內(nèi)國產(chǎn)虛擬化平臺(tái)份額第一。
實(shí)現(xiàn)方式：
pC CAS云計(jì)算管理平臺(tái)由三個(gè)組件構(gòu)成：
CIC：Cloud Intelligence Center，云業(yè)務(wù)管理中心
由一系列云基礎(chǔ)業(yè)務(wù)模塊組成，通過將基礎(chǔ)架構(gòu)資源（包括計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)）及其相關(guān)策略整合成虛擬數(shù)據(jù)中心資源池，并允許用戶按需消費(fèi)這些資源，從而構(gòu)建安全的多租戶混合云。
CVM：Cloud Virtualization Manager，虛擬化管理系統(tǒng)
主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等硬件資源的軟件虛擬化管理，對(duì)上層應(yīng)用提供自動(dòng)化服務(wù)。
CVK：Cloud Virtualization Kernel，虛擬化內(nèi)核平臺(tái)
提供穩(wěn)定、高性能的虛擬化層，該虛擬化層可對(duì)硬件資源進(jìn)行抽象，并允許多個(gè)虛擬機(jī)共享這些資源。
方案特點(diǎn)
虛擬化使得低利用率的服務(wù)器負(fù)載整合到一臺(tái)服務(wù)器，安全可靠地達(dá)到很高的硬件利用率。
采用華三虛擬化平臺(tái)的管理運(yùn)維能力提升，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)管理簡化和運(yùn)維成本節(jié)約。
3、華三DRX以及DRS解決方案
DRS：Dynamic Resource Scheduler，動(dòng)態(tài)資源調(diào)度。
實(shí)現(xiàn)方式：
通過動(dòng)態(tài)調(diào)整集群內(nèi)虛擬機(jī)的分布，使集群業(yè)務(wù)負(fù)載自動(dòng)均衡，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰銷谷，提升業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可用性。
Dynamic Resource eXtension，動(dòng)態(tài)資源擴(kuò)展
實(shí)現(xiàn)方式
DRX面向用戶業(yè)務(wù)，可以為不同業(yè)務(wù)、不同需求配置定制化的監(jiān)控和擴(kuò)展策略，針對(duì)計(jì)算密集型的業(yè)務(wù)可以主要監(jiān)控CPU、內(nèi)存指標(biāo)，針對(duì)Web類應(yīng)用業(yè)務(wù)可以主要監(jiān)控連接數(shù)的指標(biāo)。當(dāng)用戶業(yè)務(wù)負(fù)載增加至超出事先設(shè)定的閾值時(shí)，虛擬化管理平臺(tái)自動(dòng)創(chuàng)建或開啟承載該業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)以增加該業(yè)務(wù)的計(jì)算資源。當(dāng)業(yè)務(wù)負(fù)載減少至超出事先設(shè)定的閾值時(shí)，虛擬化管理平臺(tái)自動(dòng)減少承載該業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)以釋放計(jì)算資源。
動(dòng)態(tài)電源管理：幫助您構(gòu)建自動(dòng)化的綠色I(xiàn)T
實(shí)現(xiàn)方式：
通過動(dòng)態(tài)遷移虛擬機(jī)和關(guān)閉閑置服務(wù)器的電源來降低數(shù)據(jù)中心的能耗，從而為客戶實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
CVM虛擬化管理平臺(tái)持續(xù)不斷地監(jiān)控集群中物理主機(jī)的資源利用率，當(dāng)檢測到某個(gè)物理主機(jī)的資源（如CPU、內(nèi)存、TCP連接數(shù)、網(wǎng)絡(luò)I/O吞吐量）利用率滿足指定閾值后關(guān)閉/喚醒主機(jī)。
靈活的虛擬機(jī)訪問控制
實(shí)現(xiàn)方式：
虛擬機(jī)訪問控制：允許為虛擬機(jī)流量指定詳細(xì)的安全訪問規(guī)則（二層、三層、四層控制，雙向控制，基于時(shí)間段控制）。
分布式虛擬交換機(jī)（DVS）：虛擬機(jī)在服務(wù)器主機(jī)間遷移時(shí)，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)策略配置（ACL、QoS、VLAN、端口綁定等）文件也同步遷移，確保業(yè)務(wù)不中斷的同時(shí)，訪問控制策略保持不變。
方案特點(diǎn)：
使IT資源與業(yè)務(wù)優(yōu)先事務(wù)相匹配。
大大提高了系統(tǒng)管理員的生產(chǎn)效率。
做到了自動(dòng)化硬件維護(hù)。
可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)不間斷的優(yōu)化。
4、華三零存儲(chǔ)解決方案
實(shí)現(xiàn)方式
pC 零存儲(chǔ)解決方案融合了計(jì)算虛擬化和存儲(chǔ)虛擬化，將計(jì)算和存儲(chǔ)集成到一個(gè)硬件平臺(tái)，形成可橫向擴(kuò)展（Scale-out）的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)。
pC 零存儲(chǔ)解決方案的基本單元是部署了pC CAS系統(tǒng)的x86標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器。在提供虛擬計(jì)算資源的同時(shí)，服務(wù)器上的空閑磁盤空間被組織起來形成一個(gè)統(tǒng)一的虛擬共享存儲(chǔ)：分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)vStor。vStor在功能上與獨(dú)立共享存儲(chǔ)完全一致；同時(shí)由于存儲(chǔ)與計(jì)算完全融合在一個(gè)硬件平臺(tái)上，用戶無需像以往那樣購買連接計(jì)算服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的SAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（FC SAN或者iSCSI SAN）。
方案特點(diǎn)：
提高IT資源利用彈性，按需調(diào)整計(jì)算和存儲(chǔ)容量
更好的性能和可靠性保證
高度自動(dòng)化的系統(tǒng)自我管理，減輕運(yùn)維壓力
降低空間占用和能源開銷
5、華三大安全解決方案
大安全解決方案解決虛機(jī)之間、虛機(jī)與宿主機(jī)之間的安全隔離。解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)隔離需求
虛擬化管理安全加固
實(shí)現(xiàn)方式：
管理密碼安全性
管理訪問安全性
管理平臺(tái)安全性
SDN與NFV實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)安全、系統(tǒng)安全架構(gòu)
實(shí)現(xiàn)方式：
“安全服務(wù)鏈”實(shí)現(xiàn)流量路徑規(guī)劃，通過 NFV Manage 可實(shí)現(xiàn)虛擬安全池的快速部署及資源彈性管理。
方案特點(diǎn)：
大安全解決方案解決虛機(jī)之間、虛機(jī)與宿主機(jī)之間的安全隔離。解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)隔離需求
6、華三BSM解決方案
業(yè)務(wù)系統(tǒng)由計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用組成，在傳統(tǒng)網(wǎng)管中，對(duì)各類資源的監(jiān)控是分別進(jìn)行的，無法整合。pC BSM從業(yè)務(wù)角度出發(fā)，將不同維度的資源的性能、告警信息綜合分析，以簡潔易懂的界面呈現(xiàn)業(yè)務(wù)的健康水平。廣泛的資源監(jiān)控能力、預(yù)置的業(yè)務(wù)健康評(píng)價(jià)機(jī)制、出色的用戶體驗(yàn)，使IT運(yùn)維效率得到大幅提升。
實(shí)現(xiàn)方式：
pC BSM可以根據(jù)企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)情況建立業(yè)務(wù)服務(wù)模型，通過統(tǒng)一的業(yè)務(wù)視圖表現(xiàn)各IT資源間的關(guān)聯(lián)性，以了解各IT資源對(duì)業(yè)務(wù)的影響，明確運(yùn)維工作的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，影響服務(wù)的告警事件會(huì)映射到模型中的對(duì)象上，通過業(yè)務(wù)拓?fù)鋷椭\(yùn)維人員準(zhǔn)確定位故障根源、快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。
pC油田SCADA系統(tǒng)虛擬化解決方案優(yōu)點(diǎn)：
提升整體SCADA系統(tǒng)的可靠性
提升故障RTO目標(biāo)水平
降低服務(wù)器硬件故障所帶來的系統(tǒng)故障
通過分布式存儲(chǔ)技術(shù)，充分利用了服務(wù)器的本地磁盤
通過虛擬化技術(shù)，提高CPU、內(nèi)存等資源的利用率
平臺(tái)系統(tǒng)更易維護(hù)管理
通過部署B(yǎng)SM組件實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可視化
通過部署華三虛擬系統(tǒng)，增強(qiáng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性
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