我們知道，在今天很多工廠中，操作員需要維護(hù)多個服務(wù)器來運行多個應(yīng)用，完成不同功能。因為需要維護(hù)和占用空間，每個服務(wù)器對工廠而言都增加了負(fù)擔(dān)，且需要大量的電力和冷卻。為了保證設(shè)備正常運行，日常還要對硬件和操作系統(tǒng)（OS）升級，以及復(fù)雜的系統(tǒng)管理。工廠的運行壓力要求降低整體擁有成本，降低員工的薪資。
        因為以上問題的提出，所以要減少服務(wù)器的數(shù)量。工廠采用一種優(yōu)先級的排隊方法——逐個刪除不需要的服務(wù)器，同時降低了維護(hù)和運行成本。但它們不能降低整個工廠的可靠性，這就是虛擬化可以施展的舞臺——利用大量不用資源。當(dāng)今的服務(wù)器允許多個操作系統(tǒng)和應(yīng)用同時運行，用簡單的話說，虛擬化就是把一個物理服務(wù)器分解成多個虛擬服務(wù)器。
        虛擬化的過程就是把稱為管理程序的軟件層直接插入計算機(jī)的硬件之上。管理程序?qū)映尸F(xiàn)出多套“虛擬硬件”，包含相同的組件，像一個通用機(jī)（比如，母板，芯片組，等）。對于一個操作系統(tǒng)，虛擬硬件與一個通用機(jī)是一樣的。虛擬軟件使原來運行在多個計算機(jī)的應(yīng)用運行在一個服務(wù)器上。
        虛擬硬件，與虛擬盤、操作系統(tǒng)和應(yīng)用一起，可以封裝在單一的文件套裝中，被稱為虛擬機(jī)。允許多個虛擬機(jī)運行于單一的硬件組上。雖然使用同一個物理硬件，管理程序能確保它們之間完全隔離。這就防止了把一個虛擬機(jī)中的問題傳給另一個虛擬機(jī)，可以把一個虛擬機(jī)從一個物理機(jī)移到另一個物理機(jī)，就像它沒有安裝在同一個硬件上。
        這種方法具有4個主要優(yōu)點www.cechina.cn，因此吸引了全球制造商的注意：
        ■ 大大減少了PC的硬件數(shù)量；
        ■ 減少了操作系統(tǒng)和硬件頻繁變化所帶來的影響；
        ■ 簡化了整體系統(tǒng)的管理；
        ■ 提高了可用性、可靠性和災(zāi)難恢復(fù)能力。

        PC硬件性能
        在競爭的市場中，PC硬件的制造商都要面對提高機(jī)器性能的壓力。當(dāng)然也需要提高應(yīng)用性能，但對比PC 性能的增長，對應(yīng)用性能的要求相對較慢，結(jié)果使機(jī)器的性能沒有得到充分利用。這個多出的能力可以用于執(zhí)行其他任務(wù)。利用這種能力的方法是在一個操作系統(tǒng)上同時運行多個應(yīng)用。然而，這可能產(chǎn)生應(yīng)用之間的不兼容或性能沖突，以及不同應(yīng)用運行在不同操作系統(tǒng)等問題。
        利用虛擬化，多個虛擬機(jī)可以在單一物理機(jī)上，在它們各自的操作系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境同時運行。當(dāng)保證每個虛擬機(jī)都具有適當(dāng)資源，執(zhí)行給定任務(wù)并保持彼此隔離時www.cechina.cn，可以達(dá)到既定目標(biāo)。通過這種合并，硬件資源使用最大化，減少了對多個物理機(jī)的需求。此外，減少了服務(wù)器，也相應(yīng)減少了空間、電力、冷卻和維護(hù)，減少了工廠的運行成本。
        虛擬化也使工廠更容易擴(kuò)展任務(wù)，而不用增加新的硬件。在物理服務(wù)器上能夠連續(xù)增加虛擬機(jī)，只要有足夠的可用資源滿足它們運行需要。因為多個應(yīng)用運行在同一個計算機(jī)硬件上，所以它們之間可以通信，提高了性能。這也刪除了網(wǎng)絡(luò)硬件，包括交換機(jī)和路由器。
        操作系統(tǒng)和硬件升級
        工廠操作員和制造商經(jīng)常面對的挑戰(zhàn)是：技術(shù)的快速發(fā)展造成硬件與操作系統(tǒng)的分離，并且需要經(jīng)常升級。反映到流程控制運行中——操作員不喜歡這種變化。經(jīng)理們也反對工廠中核心資產(chǎn)的變化www.cechina.cn，因為維護(hù)費用非常高昂，特別是有些維護(hù)與他們無關(guān)。何況經(jīng)理們很難馬上看到升級操作系統(tǒng)或硬件帶來的投資回報與切實收益。
        虛擬化可以幫助用戶使用現(xiàn)有的硬件，只要它能提供執(zhí)行一個應(yīng)用所需的最小等級。這樣工廠可以減少系統(tǒng)硬件的成本。在一個很長的周期里，運行在同一物理硬件上的能力不再依賴硬件本身，而是依賴于它能夠支持什么樣的虛擬化環(huán)境。

        當(dāng)硬件需要升級時，虛擬化可以使工廠可能的中斷最小化，因為不需要重新安裝操作系統(tǒng)。應(yīng)該感謝虛擬化的這種先進(jìn)性，因為在更換硬件時，計算機(jī)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用不用停機(jī)。
        管理容易
        虛擬化支持“一次建造，多次擴(kuò)展”的特性。它把硬件配置、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序包含在一個“封裝”中。這種封裝的新實例幾乎都相同，因此減少了配置錯誤和安裝時間，保證了可靠性和可重復(fù)性。部署一個新結(jié)點的時間只要幾分鐘，對比傳統(tǒng)的方法需要幾星期。

        虛擬化改進(jìn)了診斷，操作員可以監(jiān)視系統(tǒng)性能，訪問任何結(jié)點的桌面。能夠從單一集成的用戶界面觀察整機(jī)的健康和狀態(tài)信息。操作員從同一界面可以停止、啟動和重啟一個結(jié)點。
        遠(yuǎn)程管理更為簡單。一臺物理系統(tǒng)需要一臺專用的遠(yuǎn)程桌面和管理計算機(jī)，但使用虛擬化控制臺的遠(yuǎn)程訪問功能相當(dāng)于免費。
        提高了可用性和可靠性
        虛擬化提供了多種新功能，例如：保護(hù)控制中心，這在過去是不可能的。先制定災(zāi)難恢復(fù)計劃，然后測試，當(dāng)控制中心災(zāi)難發(fā)生時，執(zhí)行故障切換，把中心切到初級控制室。這就提供更快、更可靠的災(zāi)難恢復(fù)保護(hù)。
        虛擬化還能幫助用戶應(yīng)用歸檔，具有更高的可用性。比如：
        ■ 快照可立刻對某個時間點的過程回放。
        ■ 用戶可部署一個公共的數(shù)據(jù)庫，可以被多個虛擬機(jī)所共享。
        ■ 如果硬件失效，它可以被不同的硬件所替代，不影響虛擬機(jī)運行。
        實際用戶舉例
        位于路易斯安娜州蓋斯馬的霍尼韋爾專業(yè)原料公司，成功地應(yīng)用了虛擬機(jī)技術(shù)，減小了基礎(chǔ)架構(gòu)、維護(hù)成本和電力消耗。虛擬計算機(jī)系統(tǒng)最初在離線狀態(tài)測試和開發(fā)。當(dāng)這個項目成功后控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，工廠的操作員培訓(xùn)系統(tǒng)（OTS）也使用了虛擬化，并且在一個生產(chǎn)環(huán)境中部署。
        除了離線流程開發(fā)和OTS系統(tǒng)，所有4個先進(jìn)流程控制應(yīng)用安裝在4個虛擬服務(wù)器中。他們相關(guān)的維護(hù)和開發(fā)應(yīng)用放在另外的2臺虛擬服務(wù)器上。所有6臺虛擬機(jī)（VM）然后加載到一個物理服務(wù)器上，運行在VMware的vSphere 虛擬平臺上。
        現(xiàn)在進(jìn)入了第二年控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，這些功能已經(jīng)成功地運行在一個真正的虛擬環(huán)境中。虛擬化技術(shù)帶來的收益包括：
        ■ 企業(yè)資源和應(yīng)用提高了效率和可用性；
        ■ 節(jié)省了硬件安裝和工程用時，因為虛擬化系統(tǒng)減少了部署成本；
        ■ 增加了易用性，使用虛擬平臺容易配置與克隆；
        ■ 簡化系統(tǒng)維護(hù)；
        ■ 先前測試可提高用戶自信心；
        ■ 可以對虛擬機(jī)進(jìn)行更改、拷貝和替換，就像對一般的文件操作；
        ■ 低安全需求和低風(fēng)險環(huán)境使測試和開發(fā)具有更大的靈活性。
        事半功倍
        因為提高了控制系統(tǒng)服務(wù)器的利用，虛擬化幫助工廠達(dá)到了投入產(chǎn)出最大化的目標(biāo)。操作員能夠使用這項技術(shù)減少服務(wù)器占用空間，同時保證了他們操作物理空間，減少硬件升級帶來的中斷，使系統(tǒng)容易維護(hù)。虛擬化是一種高效率，高性價比的解決方案，為用戶增加可靠性，減少運行成本，同時保證了安全和生產(chǎn)率。
        其實，如果把多臺服務(wù)器甚至世界上所有的服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，就是云。