油田SCADA系統虛擬化解決方案
新華三技術有限公司
前言：
上世紀九十年代中后期掀起的信息浪潮，極大地推動了人類社會各行各業技術革新的迅猛發展。隨著石油科技的發展，石油工業正在向智能化和信息化過渡，“企業e化”、“管控一體化”已成為實現“降本增效，提高管理水平”這一油田改革目標中的一個重要課題。
與發達國家相比我國石油開采技術水平還有一定差距，目前我國的采油井95%以上是機采，大多數數據采集依靠人工完成，雖然一定程度上已建立了石油MIS信息管理系統，但油井現場的數據還不能實現無縫上傳，集中采集，無法實現高效的采油調度管理。通過建立油田生產自動化實時全過程監控的SCADA系統，使油田已建或在建信息網絡向井口擴展，實現油井數據的實時傳送和信息網絡的無縫鏈接，逐步形成油田生產管理與監控一體化的信息中心，將成為油田井網監控和生產調度管理的整體解決方案。
油田的建設需求
1、 采用先進的油田自動化技術提高油田生產效率
提高油田生產效率，減輕油田生產人員的勞動強度，減輕油田生產管理成本是SCADA系統的主要目標。
2、 做到高效、精細的能耗管理，降低成本
節能技術是當前油田生產非常關注并飛速發展的技術。需要有效利用現有資源，實現精細的能耗管理。
3、 實現生產管理輔助的功能
通過全面的數據錄入和信息統計，分析統計結果，提高油田生產管理水平和生產質量，為正確決策提供參考依據。
4、 解決數據不完整的影響
使用的系統必須安全可靠，避免數據丟失，保障信息完整。
油田SCADA虛擬化解決方案
1、解決方案概述
由于油田的業務需求和建設原則，油田對于SCADA系統的期望為保證業務連續性、數據安全性和系統可靠性、保證CTO和RTO復原時間短。
pC的油田SCADA虛擬化解決方案由五個部分組成，包括華三CAS虛擬化解決方案，實現了對業務連續性的保證；華三DRX以及DRS解決方案，實現了數據安全性的保證；華三零存儲解決方案，實現了系統可靠性的保證；華三大安全解決方案，實現了RTO復原時間短的目標；華三BSM解決方案，實現了CTO目標。
2、華三虛擬化平臺 CAS平臺邏輯架構
華三的CAS平臺，為基于開源系統的國產化虛擬化平臺，定制化后兼容現有系統，在國內國產虛擬化平臺份額第一。
實現方式：
pC CAS云計算管理平臺由三個組件構成：
CIC：Cloud Intelligence Center，云業務管理中心
由一系列云基礎業務模塊組成，通過將基礎架構資源（包括計算、存儲和網絡）及其相關策略整合成虛擬數據中心資源池，并允許用戶按需消費這些資源，從而構建安全的多租戶混合云。
CVM：Cloud Virtualization Manager，虛擬化管理系統
主要實現對數據中心內的計算、網絡和存儲等硬件資源的軟件虛擬化管理，對上層應用提供自動化服務。
CVK：Cloud Virtualization Kernel，虛擬化內核平臺
提供穩定、高性能的虛擬化層，該虛擬化層可對硬件資源進行抽象，并允許多個虛擬機共享這些資源。
方案特點
虛擬化使得低利用率的服務器負載整合到一臺服務器，安全可靠地達到很高的硬件利用率。
采用華三虛擬化平臺的管理運維能力提升，實現了業務管理簡化和運維成本節約。
3、華三DRX以及DRS解決方案
DRS：Dynamic Resource Scheduler，動態資源調度。
實現方式：
通過動態調整集群內虛擬機的分布，使集群業務負載自動均衡，實現錯峰銷谷，提升業務系統的可用性。
Dynamic Resource eXtension，動態資源擴展
實現方式
DRX面向用戶業務，可以為不同業務、不同需求配置定制化的監控和擴展策略，針對計算密集型的業務可以主要監控CPU、內存指標，針對Web類應用業務可以主要監控連接數的指標。當用戶業務負載增加至超出事先設定的閾值時，虛擬化管理平臺自動創建或開啟承載該業務的虛擬機以增加該業務的計算資源。當業務負載減少至超出事先設定的閾值時，虛擬化管理平臺自動減少承載該業務的虛擬機以釋放計算資源。
動態電源管理：幫助您構建自動化的綠色IT
實現方式：
通過動態遷移虛擬機和關閉閑置服務器的電源來降低數據中心的能耗，從而為客戶實現節能減排。
CVM虛擬化管理平臺持續不斷地監控集群中物理主機的資源利用率，當檢測到某個物理主機的資源（如CPU、內存、TCP連接數、網絡I/O吞吐量）利用率滿足指定閾值后關閉/喚醒主機。
靈活的虛擬機訪問控制
實現方式：
虛擬機訪問控制：允許為虛擬機流量指定詳細的安全訪問規則（二層、三層、四層控制，雙向控制，基于時間段控制）。
分布式虛擬交換機（DVS）：虛擬機在服務器主機間遷移時，相應的網絡策略配置（ACL、QoS、VLAN、端口綁定等）文件也同步遷移，確保業務不中斷的同時，訪問控制策略保持不變。
方案特點：
使IT資源與業務優先事務相匹配。
大大提高了系統管理員的生產效率。
做到了自動化硬件維護。
可實現對系統不間斷的優化。
4、華三零存儲解決方案
實現方式
pC 零存儲解決方案融合了計算虛擬化和存儲虛擬化，將計算和存儲集成到一個硬件平臺，形成可橫向擴展（Scale-out）的云計算基礎架構。
pC 零存儲解決方案的基本單元是部署了pC CAS系統的x86標準服務器。在提供虛擬計算資源的同時，服務器上的空閑磁盤空間被組織起來形成一個統一的虛擬共享存儲：分布式存儲系統vStor。vStor在功能上與獨立共享存儲完全一致；同時由于存儲與計算完全融合在一個硬件平臺上，用戶無需像以往那樣購買連接計算服務器和存儲設備的SAN網絡設備（FC SAN或者iSCSI SAN）。
方案特點：
提高IT資源利用彈性，按需調整計算和存儲容量
更好的性能和可靠性保證
高度自動化的系統自我管理，減輕運維壓力
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之間、虛機與宿主機之間的安全隔離。解決業務系統隔離需求
虛擬化管理安全加固
實現方式：
管理密碼安全性
管理訪問安全性
管理平臺安全性
SDN與NFV實現云網安全、系統安全架構
實現方式：
“安全服務鏈”實現流量路徑規劃，通過 NFV Manage 可實現虛擬安全池的快速部署及資源彈性管理。
方案特點：
大安全解決方案解決虛機之間、虛機與宿主機之間的安全隔離。解決業務系統隔離需求
6、華三BSM解決方案
業務系統由計算、網絡和應用組成，在傳統網管中，對各類資源的監控是分別進行的，無法整合。pC BSM從業務角度出發，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業務的健康水平。廣泛的資源監控能力、預置的業務健康評價機制、出色的用戶體驗，使IT運維效率得到大幅提升。
實現方式：
pC BSM可以根據企業實際業務情況建立業務服務模型，通過統一的業務視圖表現各IT資源間的關聯性，以了解各IT資源對業務的影響，明確運維工作的優先級。當故障發生時，影響服務的告警事件會映射到模型中的對象上，通過業務拓撲幫助運維人員準確定位故障根源、快速恢復業務。
pC油田SCADA系統虛擬化解決方案優點：
提升整體SCADA系統的可靠性
提升故障RTO目標水平
降低服務器硬件故障所帶來的系統故障
通過分布式存儲技術，充分利用了服務器的本地磁盤
通過虛擬化技術，提高CPU、內存等資源的利用率
平臺系統更易維護管理
通過部署BSM組件實現業務系統的可視化
通過部署華三虛擬系統，增強業務系統的安全性
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