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油田SCADA系统虚拟化解决方案

【发布时间:2015-11-03】

前言:

上世纪九十年代中后期掀起的信息浪潮,极大地推动了人类社会各行各业技术革新的迅猛发展。随着石油科技的发展,石油工业正在向智能化和信息化过渡,“企业e化”、“管控一体化”已成为实现“降本增效,提高管理水平”这一油田改革目标中的一个重要课题。

与发达国家相比我国石油开采技术水平还有一定差距,目前我国的采油井95%以上是机采,大多数数据采集依靠人工完成,虽然一定程度上已建立了石油MIS信息管理系统,但油井现场的数据还不能实现无缝上传,集中采集,无法实现高效的采油调度管理。通过建立油田生产自动化实时全过程监控的SCADA系统,使油田已建或在建信息网络向井口扩展,实现油井数据的实时传送和信息网络的无缝链接,逐步形成油田生产管理与监控一体化的信息中心,将成为油田井网监控和生产调度管理的整体解决方案。

油田的建设需求

1、 采用先进的油田自动化技术提高油田生产效率

提高油田生产效率,减轻油田生产人员的劳动强度,减轻油田生产管理成本是SCADA系统的主要目标。

2、 做到高效、精细的能耗管理,降低成本

节能技术是当前油田生产非常关注并飞速发展的技术。需要有效利用现有资源,实现精细的能耗管理。

3、 实现生产管理辅助的功能

通过全面的数据录入和信息统计,分析统计结果,提高油田生产管理水平和生产质量,为正确决策提供参考依据。

4、 解决数据不完整的影响

使用的系统必须安全可靠,避免数据丢失,保障信息完整。

油田SCADA虚拟化解决方案

1、解决方案概述

由于油田的业务需求和建设原则,油田对于SCADA系统的期望为保证业务连续性、数据安全性和系统可靠性、保证CTO和RTO复原时间短。

H3C的油田SCADA虚拟化解决方案由五个部分组成,包括华三CAS虚拟化解决方案,实现了对业务连续性的保证;华三DRX以及DRS解决方案,实现了数据安全性的保证;华三零存储解决方案,实现了系统可靠性的保证;华三大安全解决方案,实现了RTO复原时间短的目标;华三BSM解决方案,实现了CTO目标。

2、华三虚拟化平台 CAS平台逻辑架构

华三的CAS平台,为基于开源系统的国产化虚拟化平台,定制化后兼容现有系统,在国内国产虚拟化平台份额第一。

实现方式:

H3C CAS云计算管理平台由三个组件构成:

CIC:Cloud Intelligence Center,云业务管理中心

由一系列云基础业务模块组成,通过将基础架构资源(包括计算、存储和网络)及其相关策略整合成虚拟数据中心资源池,并允许用户按需消费这些资源,从而构建安全的多租户混合云。

CVM:Cloud Virtualization Manager,虚拟化管理系统

主要实现对数据中心内的计算、网络和存储等硬件资源的软件虚拟化管理,对上层应用提供自动化服务。

CVK:Cloud Virtualization Kernel,虚拟化内核平台

提供稳定、高性能的虚拟化层,该虚拟化层可对硬件资源进行抽象,并允许多个虚拟机共享这些资源。

方案特点

虚拟化使得低利用率的服务器负载整合到一台服务器,安全可靠地达到很高的硬件利用率。

采用华三虚拟化平台的管理运维能力提升,实现了业务管理简化和运维成本节约。

3、华三DRX以及DRS解决方案

DRS:Dynamic Resource Scheduler,动态资源调度。

实现方式:

通过动态调整集群内虚拟机的分布,使集群业务负载自动均衡,实现错峰销谷,提升业务系统的可用性。

Dynamic Resource eXtension,动态资源扩展

实现方式

DRX面向用户业务,可以为不同业务、不同需求配置定制化的监控和扩展策略,针对计算密集型的业务可以主要监控CPU、内存指标,针对Web类应用业务可以主要监控连接数的指标。当用户业务负载增加至超出事先设定的阈值时,虚拟化管理平台自动创建或开启承载该业务的虚拟机以增加该业务的计算资源。当业务负载减少至超出事先设定的阈值时,虚拟化管理平台自动减少承载该业务的虚拟机以释放计算资源。

动态电源管理:帮助您构建自动化的绿色IT

实现方式:

• 通过动态迁移虚拟机和关闭闲置服务器的电源来降低数据中心的能耗,从而为客户实现节能减排。

• CVM虚拟化管理平台持续不断地监控集群中物理主机的资源利用率,当检测到某个物理主机的资源(如CPU、内存、TCP连接数、网络I/O吞吐量)利用率满足指定阈值后关闭/唤醒主机。

灵活的虚拟机访问控制

实现方式:

• 虚拟机访问控制:允许为虚拟机流量指定详细的安全访问规则(二层、三层、四层控制,双向控制,基于时间段控制)。

• 分布式虚拟交换机(DVS):虚拟机在服务器主机间迁移时,相应的网络策略配置(ACL、QoS、VLAN、端口绑定等)文件也同步迁移,确保业务不中断的同时,访问控制策略保持不变。

方案特点:

• 使IT资源与业务优先事务相匹配。

• 大大提高了系统管理员的生产效率。

• 做到了自动化硬件维护。

• 可实现对系统不间断的优化。

4、华三零存储解决方案

实现方式

H3C 零存储解决方案融合了计算虚拟化和存储虚拟化,将计算和存储集成到一个硬件平台,形成可横向扩展(Scale-out)的云计算基础架构。

H3C 零存储解决方案的基本单元是部署了H3C CAS系统的x86标准服务器。在提供虚拟计算资源的同时,服务器上的空闲磁盘空间被组织起来形成一个统一的虚拟共享存储:分布式存储系统vStor。vStor在功能上与独立共享存储完全一致;同时由于存储与计算完全融合在一个硬件平台上,用户无需像以往那样购买连接计算服务器和存储设备的SAN网络设备(FC SAN或者iSCSI SAN)。

方案特点:

• 提高IT资源利用弹性,按需调整计算和存储容量

• 更好的性能和可靠性保证

• 高度自动化的系统自我管理,减轻运维压力

• 降低空间占用和能源开销

5、华三大安全解决方案

大安全解决方案解决虚机之间、虚机与宿主机之间的安全隔离。解决业务系统隔离需求

虚拟化管理安全加固

实现方式:

• 管理密码安全性

• 管理访问安全性

• 管理平台安全性

SDN与NFV实现云网安全、系统安全架构

实现方式:

“安全服务链”实现流量路径规划,通过 NFV Manage 可实现虚拟安全池的快速部署及资源弹性管理。

方案特点:

大安全解决方案解决虚机之间、虚机与宿主机之间的安全隔离。解决业务系统隔离需求

6、华三BSM解决方案

业务系统由计算、网络和应用组成,在传统网管中,对各类资源的监控是分别进行的,无法整合。H3C BSM从业务角度出发,将不同维度的资源的性能、告警信息综合分析,以简洁易懂的界面呈现业务的健康水平。广泛的资源监控能力、预置的业务健康评价机制、出色的用户体验,使IT运维效率得到大幅提升。

实现方式:

H3C BSM可以根据企业实际业务情况建立业务服务模型,通过统一的业务视图表现各IT资源间的关联性,以了解各IT资源对业务的影响,明确运维工作的优先级。当故障发生时,影响服务的告警事件会映射到模型中的对象上,通过业务拓扑帮助运维人员准确定位故障根源、快速恢复业务。

H3C油田SCADA系统虚拟化解决方案优点:

• 提升整体SCADA系统的可靠性

• 提升故障RTO目标水平

• 降低服务器硬件故障所带来的系统故障

• 通过分布式存储技术,充分利用了服务器的本地磁盘

• 通过虚拟化技术,提高CPU、内存等资源的利用率

• 平台系统更易维护管理

• 通过部署BSM组件实现业务系统的可视化

• 通过部署华三虚拟系统,增强业务系统的安全性