我們知道，在今天很多工廠(chǎng)中，操作員需要維護多個(gè)服務(wù)器來(lái)運行多個(gè)應用，完成不同功能。因為需要維護和占用空間，每個(gè)服務(wù)器對工廠(chǎng)而言都增加了負擔，且需要大量的電力和冷卻。為了保證設備正常運行，日常還要對硬件和操作系統（OS）升級，以及復雜的系統管理。工廠(chǎng)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(wèn)題的提出，所以要減少服務(wù)器的數量。工廠(chǎng)采用一種優(yōu)先級的排隊方法——逐個(gè)刪除不需要的服務(wù)器，同時(shí)降低了維護和運行成本。但它們不能降低整個(gè)工廠(chǎng)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。當今的服務(wù)器允許多個(gè)操作系統和應用同時(shí)運行，用簡(jiǎn)單的話(huà)說(shuō)，虛擬化就是把一個(gè)物理服務(wù)器分解成多個(gè)虛擬服務(wù)器。
        虛擬化的過(guò)程就是把稱(chēng)為管理程序的軟件層直接插入計算機的硬件之上。管理程序層呈現出多套“虛擬硬件”，包含相同的組件，像一個(gè)通用機（比如，母板，芯片組，等）。對于一個(gè)操作系統，虛擬硬件與一個(gè)通用機是一樣的。虛擬軟件使原來(lái)運行在多個(gè)計算機的應用運行在一個(gè)服務(wù)器上。
        虛擬硬件，與虛擬盤(pán)、操作系統和應用一起，可以封裝在單一的文件套裝中，被稱(chēng)為虛擬機。允許多個(gè)虛擬機運行于單一的硬件組上。雖然使用同一個(gè)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(gè)虛擬機中的問(wèn)題傳給另一個(gè)虛擬機，可以把一個(gè)虛擬機從一個(gè)物理機移到另一個(gè)物理機，就像它沒(méi)有安裝在同一個(gè)硬件上。
        這種方法具有4個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)www.cechina.cn，因此吸引了全球制造商的注意：
        ■ 大大減少了PC的硬件數量；
        ■ 減少了操作系統和硬件頻繁變化所帶來(lái)的影響；
        ■ 簡(jiǎn)化了整體系統的管理；
        ■ 提高了可用性、可靠性和災難恢復能力。

        PC硬件性能
        在競爭的市場(chǎng)中，PC硬件的制造商都要面對提高機器性能的壓力。當然也需要提高應用性能，但對比PC 性能的增長(cháng)，對應用性能的要求相對較慢，結果使機器的性能沒(méi)有得到充分利用。這個(gè)多出的能力可以用于執行其他任務(wù)。利用這種能力的方法是在一個(gè)操作系統上同時(shí)運行多個(gè)應用。然而，這可能產(chǎn)生應用之間的不兼容或性能沖突，以及不同應用運行在不同操作系統等問(wèn)題。
        利用虛擬化，多個(gè)虛擬機可以在單一物理機上，在它們各自的操作系統和應用環(huán)境同時(shí)運行。當保證每個(gè)虛擬機都具有適當資源，執行給定任務(wù)并保持彼此隔離時(shí)www.cechina.cn，可以達到既定目標。通過(guò)這種合并，硬件資源使用最大化，減少了對多個(gè)物理機的需求。此外，減少了服務(wù)器，也相應減少了空間、電力、冷卻和維護，減少了工廠(chǎng)的運行成本。
        虛擬化也使工廠(chǎng)更容易擴展任務(wù)，而不用增加新的硬件。在物理服務(wù)器上能夠連續增加虛擬機，只要有足夠的可用資源滿(mǎn)足它們運行需要。因為多個(gè)應用運行在同一個(gè)計算機硬件上，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，包括交換機和路由器。
        操作系統和硬件升級
        工廠(chǎng)操作員和制造商經(jīng)常面對的挑戰是：技術(shù)的快速發(fā)展造成硬件與操作系統的分離，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(chǎng)中核心資產(chǎn)的變化www.cechina.cn，因為維護費用非常高昂，特別是有些維護與他們無(wú)關(guān)。何況經(jīng)理們很難馬上看到升級操作系統或硬件帶來(lái)的投資回報與切實(shí)收益。
        虛擬化可以幫助用戶(hù)使用現有的硬件，只要它能提供執行一個(gè)應用所需的最小等級。這樣工廠(chǎng)可以減少系統硬件的成本。在一個(gè)很長(cháng)的周期里，運行在同一物理硬件上的能力不再依賴(lài)硬件本身，而是依賴(lài)于它能夠支持什么樣的虛擬化環(huán)境。

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

        虛擬化改進(jìn)了診斷，操作員可以監視系統性能，訪(fǎng)問(wèn)任何結點(diǎn)的桌面。能夠從單一集成的用戶(hù)界面觀(guān)察整機的健康和狀態(tài)信息。操作員從同一界面可以停止、啟動(dòng)和重啟一個(gè)結點(diǎn)。
        遠程管理更為簡(jiǎn)單。一臺物理系統需要一臺專(zhuān)用的遠程桌面和管理計算機，但使用虛擬化控制臺的遠程訪(fǎng)問(wèn)功能相當于免費。
        提高了可用性和可靠性
        虛擬化提供了多種新功能，例如：保護控制中心，這在過(guò)去是不可能的。先制定災難恢復計劃，然后測試，當控制中心災難發(fā)生時(shí)，執行故障切換，把中心切到初級控制室。這就提供更快、更可靠的災難恢復保護。
        虛擬化還能幫助用戶(hù)應用歸檔，具有更高的可用性。比如：
        ■ 快照可立刻對某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的過(guò)程回放。
        ■ 用戶(hù)可部署一個(gè)公共的數據庫，可以被多個(gè)虛擬機所共享。
        ■ 如果硬件失效，它可以被不同的硬件所替代，不影響虛擬機運行。
        實(shí)際用戶(hù)舉例
        位于路易斯安娜州蓋斯馬的霍尼韋爾專(zhuān)業(yè)原料公司，成功地應用了虛擬機技術(shù)，減小了基礎架構、維護成本和電力消耗。虛擬計算機系統最初在離線(xiàn)狀態(tài)測試和開(kāi)發(fā)。當這個(gè)項目成功后控制工程網(wǎng)版權所有，工廠(chǎng)的操作員培訓系統（OTS）也使用了虛擬化，并且在一個(gè)生產(chǎn)環(huán)境中部署。
        除了離線(xiàn)流程開(kāi)發(fā)和OTS系統，所有4個(gè)先進(jìn)流程控制應用安裝在4個(gè)虛擬服務(wù)器中。他們相關(guān)的維護和開(kāi)發(fā)應用放在另外的2臺虛擬服務(wù)器上。所有6臺虛擬機（VM）然后加載到一個(gè)物理服務(wù)器上，運行在VMware的vSphere 虛擬平臺上。
        現在進(jìn)入了第二年控制工程網(wǎng)版權所有，這些功能已經(jīng)成功地運行在一個(gè)真正的虛擬環(huán)境中。虛擬化技術(shù)帶來(lái)的收益包括：
        ■ 企業(yè)資源和應用提高了效率和可用性；
        ■ 節省了硬件安裝和工程用時(shí)，因為虛擬化系統減少了部署成本；
        ■ 增加了易用性，使用虛擬平臺容易配置與克??；
        ■ 簡(jiǎn)化系統維護；
        ■ 先前測試可提高用戶(hù)自信心；
        ■ 可以對虛擬機進(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(kāi)發(fā)具有更大的靈活性。
        事半功倍
        因為提高了控制系統服務(wù)器的利用，虛擬化幫助工廠(chǎng)達到了投入產(chǎn)出最大化的目標。操作員能夠使用這項技術(shù)減少服務(wù)器占用空間，同時(shí)保證了他們操作物理空間，減少硬件升級帶來(lái)的中斷，使系統容易維護。虛擬化是一種高效率，高性?xún)r(jià)比的解決方案，為用戶(hù)增加可靠性，減少運行成本，同時(shí)保證了安全和生產(chǎn)率。
        其實(shí)，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。