云化期间,超融合构建“智改数转”坚实盘算底座 ...

“智改数转”是智能化改造和数字化转型的简称，指的是通过应用新一代信息技术，如大数据、云盘算、人工智能等，对传统制造业进行全方位、深条理的改造和升级，实现生产过程的智能化、数字化和网络化，从而提升企业的竞争力。在此过程中，制造企业如何运用云盘算技术来构建企业“智改数转”的盘算底座，将成为企业改造升级成功与否的关键，也将拉高企业竞争力上限。



配景概述


“智改数转”不但实用于制造业的生产环节，还涵盖了研发设计、采购、检测、仓储、物流、贩卖等各个环节。通过对这些环节采用智能装备和工业软件，开展体系集成，可以提升企业团体的数字化、网络化、智能化水平。“智改数转”的核心要素有两个：


1
硬件装备智能化改造
引入主动化生产线、智能机器人等先辈装备，提高生产效率和产品质量；

图 主动化产线提高制造企业生产效率


2
软件体系数字化转型
建立数据分析中心、开发智能应用软件等，提升企业的管理效能和服务水平。

图 工业应用软件提升企业能效


在当今竞争激烈的商业环境中，“智改数转”是推动制造业高质量发展的必然选择，也是实现产业转型升级的重要途径，其对制造企业的重要意义重要有：


提高效率与降低成本
通过智能化装备和体系的应用，可以实现对生产过程的精准控制，淘汰人工干预，从而提高生产效率和产品质量。同时，数字化转型可以大概优化资源配置，降低库存和能耗，进一步降低企业运营成本；


提升创新能力
大数据和人工智能等技术的应用，使企业可以大概更深入地挖掘市场需求和消费者行为，为产品创新提供有力支持。别的，数字化平台还可以大概促进企业与供应商、客户之间的协同创新，形成更加精密的产业链生态；


增强市场竞争力
“智改数转”可以大概使企业快速响应市场变化，满足客户的个性化需求，提升客户满意度。同时，通过数字化转型，企业还可以大概实现精准营销和渠道拓展，增强品牌影响力，进一步提升市场竞争力。


软件体系数字化转型过程包罗建立数据分析中心、开发智能应用软件等环节，都必要坚实的数据中心盘算底座作为支撑，为核心体系运行、上层应用开发、综合数据分析等提供灵活资源支撑。


路线选择


我国制造企业搭建盘算底座时所选用的技术路线多种多样，相对较成熟且实践数量较多有三类：独立物理服务器、服务器虚拟化+统一存储、超融合资源池，这三类技术路线有各自的特点和实用场景，在此做如下分析对比：


1
独立物理服务器路线
规模较小的制造企业在业务建立初期往往会采用这种技术路线来搭建其盘算底座。通常该类型企业只有1-3个业务体系必要运行，全部业务对存储容量和性能的要求较低，对可靠性要求一样平常。该路线下，企业会购置多台独立物理服务器，业务分别运行在不同服务器上，数据库也单独运行在独立物理服务器上。

图 独立物理服务器路线组网示意图


采用独立物理服务器路线构建盘算底座优缺点相对明显：

• 成本低建立快：仅需10台以内的物理服务器即可组建盘算底座，承载的业务和数据量相对较小，初期投入资金少，业务上线快；
  
  
  
• 功能性短板多：由于是独立物理服务器，单台服务器故障即对应的业务体系也会中断，可靠性无法保障；单台服务器硬盘损坏将导致对应业务数据丢失，数据安全无法保障。
  

2
服务器虚拟化+统一存储
中小型制造企业随着业务体系的增加，其机房中物理服务器数量亦随之增加，部分企业开始尝试“虚拟化”的方案。该路线下，企业会将大部分物理服务器通过盘算虚拟化的形式组合成一个盘算资源池，再外接一套统一集中式存储装备，由服务器虚拟化资源池提供业务体系所需的CPU内存等盘算资源，由外置存储装备提供数据存储资源。

图 服务器虚拟化+统一存储路线组网示意图


采用服务器虚拟化+统一存储路线构建盘算底座，其业务可靠性、灵活性得到改善，但仍然存在明显的短板：

• 初期建立成本高：采用该路线构建盘算底座时，除了物理服务器硬件采购成本外，还必要考虑虚拟化软件成本和外置统一存储的成本，假设企业有40T数据存储空间需求，采购10块4T硬盘必要8000元，而建立一套外置存储则至少必要80000元成本，初期成本直接增加9倍；
  
  
  
• 性能瓶颈：外置统一存储一样平常通过存储控制器与服务器虚拟化池毗连，存储控制器本身性能有限，当业务不停扩展后，控制器将成为制约业务性能扩展的瓶颈；
  
  
  
• 数据安全隐患：外置统一存储装备一样平常为一套，尽管存储内部会部署磁盘阵列来提供部分数据冗余功能，但若外置存储节点故障后，将导致数据面临丢失风险。
  

3
超融合资源池
中大型企业随着业务扩展，其数据中心机房服务器、存储装备等与日俱增，无论是管理便利性还是灵活性都大打扣头，严峻影响核心业务开展的效率。现在已知最适合用于应对该类题目的方案便是基于超融合资源池来构建一套云化盘算底座，将业务所需的盘算、存储、网络等资源统一融合到一个大型云资源池中，既能解燃眉之急，也能为企业后续搭建私有云奠定可平滑扩容的基础。

图 超融合资源池路线组网示意图


采用超融合资源池路线构建盘算底座，能较好满足当前中大型制造企业数据中心的转型需求，在“智改数转”配景下，超融合资源池能提供以下助力：

• 坚实的盘算底座：超融合技术架构天然地将盘算资源、网络资源、存储资源融合在一个资源池中，业务体系运行所需的各类资源均能获取，各项资源间无性能瓶颈；
  
  
  
• 灵活的扩展能力：超融合资源池中仅需通过增加节点就能实现三类资源的平滑扩容，扩容过程对业务零影响；
  
  
  
• 超高的性价比：在超融合架构下，资源池中每一个节点的硬件性能（CPU、内存、硬盘等）都能得到近90%的发挥，中大型数据中心建立和运营成本降低至少50%。
  

综上所述，在“智改数转”配景下，超融合资源池技术路线更实用于制造企业构建坚实的盘算底座，通过数据中心信息技术建立促进企业生产力提高，实现制造企业提质增效。


办理方案


基于对大量制造企业用户的现场调研和分析，为满足企业在“智改数转”行动下必要灵活高可靠的盘算底座需求，威努特推出基于云盘算技术理念的超融合体系，用于帮助制造企业构建坚实盘算底座，其架构如下：

图 威努特超融合体系架构示意图


通过威努特超融合体系来构建盘算底座时，共分三步走：

• 第一步：硬件组网，夯实地基；
  
• 第二步：四大虚拟化，盘活底层资源；
  
• 第三步：综合管理平台，向云化数据中心演进。
  

1
硬件组网，夯实地基

威努特超融合体系采用尺度x86服务器作为硬件盘算资源（CPU、内存、硬盘、显卡等），通过以太网交换机将多台服务器进行组网即可构成超融合体系集群，通常推荐超融合服务器节点3台起步。


超融合体系集群一共分为4个网络平面：IPMI网络、管理网络（Mgmt）、虚拟网络（vlan）以及存储网络（stor）。为了业务的运行稳定和安全，集群部署前需对不同网络平面进行隔离规划，各个网络平面使用单独的网段和物理端口，同时除了IPMI平面外，每个平面可以配置多网口绑定，提高组网的可靠性，多网卡绑定交换机不必要配置链路聚合，与单端口配置相同，网络平面分别示意图如下：

图 威努特超融合集群网络平面分别示意图


管理网络（Mgmt）
用于云管平台集群管理和SSH管理使用。每台服务器主机上还需配置千兆或以上的网卡毗连到管理网络交换机。


虚拟网络（VLAN）
用于承载虚拟机业务流量的网络，每台服务器配置千兆或以上的网卡，毗连到虚拟业务网络交换机，最终汇聚到核心交换机。一样平常虚拟网络包罗多个 VLAN 的通讯，不同的 VLAN 可能对应不同的业务。


存储网络（Stor）
用于Wstor分布式存储数据同步，每台服务器必要配置一个以上的万兆网卡作为存储网卡，并且毗连至万兆存储交换机用于承载存储网络。


IPMI网络（IPMI）
用于服务器管理的网络。


威努特超融合体系典范硬件组网推荐如下（以3节点为例）：

图 威努特超融合体系典范硬件组网示意图


2
四大虚拟化，盘活底层资源
硬件组网完毕，完成超融合体系地基建立后，随即在各个物理节点服务器部署底层虚拟化操作体系，通过组网交换机进行通信，在此基础上构建四大虚拟化模块：盘算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、安全虚拟化：


盘算虚拟化
将单个物理CPU模拟成多个虚拟CPU（vCPU）的过程，这些虚拟CPU可以独立运行不同的操作体系；以及通过将物理GPU的资源分割成多个虚拟GPU（vGPU），使得多个虚拟机（VM）或用户可以大概共享同一个物理GPU。


存储虚拟化
将物理存储装备的存储能力抽象化，并通过软件层进行管理和控制，以形成一个统一的、可管理的虚拟存储资源池。


网络虚拟化
将物理网络的资源（如交换机、路由器等）抽象为虚拟网络资源，并通过软件层进行管理和控制。如将物理网络交换机的功能抽象为虚拟交换机，并提供给虚拟机或容器使用。虚拟交换机可以支持多个虚拟机之间的通信，同时实现网络隔离和安全控制。


安全虚拟化
将安全功能或组件虚拟化，并集成到超融合基础设施中，以提供统一、灵活且可扩展的安全办理方案。如虚拟防火墙、虚拟入侵检测、虚拟安全审计等。


3
综合管理平台，向云化数据中心演进
威努特超融合体系通过在顶层构建一套综合云管理平台，实现对四大虚拟化模块的统一管理和调理，提供及时大屏监控预警、简易用户交互流程界面、多元算力调理服务、所画即所得的流量编排等特色功能，支撑坚实盘算底座的最终构建，并提供向云化数据中心演进的须要条件。

图 威努特超融合管理平台架构示意图


核心价值


轻量化，极致性价比
制造企业用户在构建其数据中心盘算底座时，通常会比较在意所选方案的性价比，无脑堆砌服务器硬件的模式已经不再实用于越来越追求性价比和能效的传统制造行业。威努特超融合体系以其“轻量”和“共享”的特点极大程度满足制造企业对性价比的需求，重要体现为：


轻量体系
威努特超融合体系平台自身资源占用不超过12vCPU/24GB内存，每增加一节点固定增加仅2vCPU/4GB的资源占用，单资源池最大可支持100节点的扩展；


威努特超融合体系交付周期极短：单机30分钟，多机4小时；业务上线周期可缩短50%以上。


资源共享
在威努特超融合体系中，当用户处于多网络平面，平台可提供面向多网络平面的共享安全服务，包罗流量型网元、C/S型网元、路由可达型安全网元等，以降低安全服务部署和采购的成本，兼顾性价比。


高可靠，数字化转型稳
制造企业在“智改数转”进程中有一个很重要的环节，就是引入工业应用软件（如MES、SCADA等体系），通过模型建立、数据采集、智能分析等步伐来对企业生产制造和经营的各个环节进行数字化赋能和转型升级。而工业应用软件体系日常运行流通性、高峰期稳定性、底层数据安全性等均会影响企业最终数字化转型升级的成效，甚至成为制约企业“智改数转”希望的瓶颈。


通过威努特超融合体系构建的盘算底座，具备多项高可靠保障机制：


单点故障保护
虚拟机可在资源池内相同架构的算力单位之间进行HA、弹性自愈、冷/热迁徙、故障疏散，确保超融合体系内某节点服务器硬件故障后，原有业务的运行不受影响。


业务高可用
提供动态VXLAN保障用户VPC的高可靠性，提供弹性伸缩（简单伸缩规则）及负载均衡（SLB/ALB），可绑定多EIP，用户可按需自定义业务高可用架构，确保在高峰期时核心业务能及时分配足量资源。


容灾无缝扩展
支持在异地机房构建容灾超融合集群，主机房发生极端灾难时业务由容灾机房无缝担当，实用于大型制造企业用户搭建两地三中心等高可靠业务场景。


高安全，整合通用防护能力
市面已知的超融合同类办理方案中少有将安全防护能力整合到体系内，用户往往必要单独采购更多的安全防护类产品，造成投资的浪费和运营效率的低下。威努特超融合产品内置丰富的网络安全检测、防护、审计、管理以及重要数据安全方面的防护能力，通过安全网元的形式运行在资源池内，供客户按需选择使用。这些安全能力既支持单项安全能力的部署，也支持多项安全能力组合成套餐部署，比方：等保二级套餐或等保三级套餐。

图 威努特超融合体系内置安全组件示意图


广应用，大量行业用户已落地
威努特超融合体系成功自研上市以来，广受各行业用户和主管单位好评，已在智能装备制造、煤化工制造、煤矿开采、建筑研究院所、三甲医院等落地超1000家用户案例，稳定承载用户的MES体系、DCS体系、能源管理体系、人员定位体系、HIS体系等核心业务，多次帮助用户在高峰期时顶住业务访问压力，成为用户信赖的盘算底座。


威努特将基于众多案例实践履历，不停优化超融合体系各项指标，力图为广大制造企业客户提供更优质的产品和服务，帮助制造企业在“智改数转”进程中实现提质增效和“弯道超车”，通过数字化转型促进企业核心竞争力质的飞跃！

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