如何構建簡單、智慧又可靠的分支工廠 IT 基礎設施？

分支工廠 IT 基礎設施的現狀與挑戰

大中型製造業企業往往需要數個分佈在不同城市甚至不同國家的工廠來完成製造任務，其中 MES 等製造業資訊化系統作為驅動現代化製造的“大腦”已成為分支工廠的標配。然而，確保這些業務系統始終穩定執行並非易事。尤其是提供計算、儲存和網路通訊能力的 IT 基礎設施，作為支援業務高效穩定執行的關鍵底座，一旦出現問題或將直接導致停機停產，給工廠業務帶來重大損失。因此， IT 基礎設施的建設和運維是整個分支工廠 IT 系統的重點。

然而，不同於總部的資料中心，分支工廠難以具備專業的運維團隊和較快的問題處理速度，且由於分佈分散、業務差異大，分支工廠在 IT 基礎架構的運維管理上容易出現人手不足、專業技術匱乏、運維效率低、故障不能及時處理等問題。

同時，分支工廠的 IT 基礎架構多采用“伺服器（虛擬化）+ SAN 網路 + 獨立 SAN 儲存”的傳統三層架構，這種架構為分支工廠的基礎設施運維管理帶來了更多挑戰：

• 運維複雜：傳統架構結構複雜，且運維中（如遇到硬碟和節點故障）涉及多項手動操作，運維難度大、風險高、時間長。
• 管理效率低：缺乏統一管理的工具和平臺，需要執行多視窗對各工廠分別進行管理。
• 構建成本高：不僅需要購買儲存硬體、專用的交換機和虛擬化軟體，還需要佔用較多機房空間。

製造業傳統三層架構

SmartX 超融合基礎設施如何解決這些挑戰
針對上述問題，SmartX 面向製造業分支工廠提供超融合基礎設施解決方案，即採用“通用的商用伺服器或 SMTX Halo 超融合一體機 + SMTX OS 超融合核心軟體（包括分散式塊儲存軟體 ZBS、原生虛擬化 ELF 等）+ 標準的乙太網交換機”替代傳統架構，精簡了基礎架構層級，並大幅降低了系統的運維難度。

傳統虛擬化架構與超融合架構對比

基於創新的架構和 SmartX 超融合基礎設施“4 大關鍵能力”——按需投資與快速交付、支援多種虛擬化與伺服器、承載關鍵業務應用、零業務中斷的智慧運維——SmartX 超融合整體方案在分支工廠場景下具備如下優勢和價值。 可承載包括核心業務在內的各類生產業務

SmartX 超融合以自主研發的分散式儲存為核心，透過端到端的效能最佳化提升與多級別的資料保障，為分支工廠提供具備生產級高可靠高可用特性的基礎架構，支援多地區工廠穩定開展包括核心業務在內的各類生產業務。

其中，SmartX 超融合自帶多種資料保護和高可用機制，有效保證工廠核心業務連續性。

• 多副本機制不僅可以在伺服器硬體故障時確保資料冗餘不丟失、資料訪問不中斷，還可以利用已有空間自動完成資料的副本恢復，將資料恢復至正常狀態。
• 虛擬機器 HA 可為關鍵業務虛擬機器開啟“高可用”保護，當主機故障時，3 分鐘內即可自動恢復業務，整個過程無需人工干預。
• 快照計劃可根據使用者設定的執行週期自動為虛擬機器制作快照，在需要時快速恢復虛擬機器，避免邏輯災難。
• 對於有更高階別高可用需求的工廠， SmartX 可提供雙活叢集和跨站點非同步複製等容災方案，在發生機房等級別的故障時，仍可保障核心生產無中斷。

目前，SmartX 超融合基礎設施的生產級高可用特性已經過金融、製造等行業客戶生產環境的長期檢驗，可承載包括核心業務在內的各種業務系統和資料庫。在製造行業，眾多企業也已採用 SmartX 超融合支援分支工廠的 MES、ERP、倉儲系統、PLM 系統、CRM 系統等關鍵業務系統。
零中斷的簡單智慧運維大幅降低運維難度傳統架構中，伺服器、SAN 網路、虛擬化和儲存需要分開管理，運維複雜，耗時耗力，且管理風險較高。SmartX 超融合以精簡的架構和智慧化管理簡化運維操作，大幅降低運維難度，幫助 IT 人員高效管理偏遠工廠，降低管理成本。

• 擴容與軟硬體升級“0”業務停機：SmartX 超融合架構支援軟體一鍵升級功能，並可透過異構擴容和資料遷移實現硬體平滑升級，整個過程不停機，且幾乎不涉及手動操作。
• 故障恢復與擴容空間均衡“0”人工干預：單節點故障後可自動恢復資料，並根據智慧化的資料恢復與均衡演算法自動平衡業務與資料恢復 I/O。同時，節點擴容後可自動均衡資料分佈。
• 資源最佳化與日誌採集等操作“1”鍵完成：虛擬機器資源最佳化、日誌採集等日常運維功能均可一鍵操作，大幅簡化運維流程。
• 管理多叢集與多資料中心僅需“1”套介面：統一檢視介面實現集中管理，所有基礎架構資源和狀態一目瞭然，方便運維人員遠端管理多廠區基礎架構與業務系統。使用者可使用 SmartX 管理平臺 CloudTower 對各分支工廠的超融合叢集進行統一納管，並對虛擬機器進行跨叢集遷移、安全訪問設定等操作，以獲得更好的隔離性、可擴充套件性和可維護性。

更低的採購成本和使用成本

相比於基於物理伺服器的傳統架構，超融合架構不需要獨立的 SAN 交換機和獨立的 SAN 儲存，使得支援同樣的業務所需的硬體數量不到傳統架構（無虛擬化）的 1/6，機架空間節省 80% 以上，耗電量也大幅下降；即使是已經使用了伺服器虛擬化的工廠，超融合也能節省掉獨立的儲存和伺服器，提升機房的空間利用率超過 30%，同時降低機房在製冷、UPS 等方面的成本。

同時，如果使用者採用 SmartX 原生虛擬化 ELF，還可節省 VMware 虛擬化採購成本。使用者也可繼續使用原有的 VMware 虛擬化授權，維持使用習慣。
軟硬體解耦特性支援硬體資源靈活配置
超融合軟硬體解耦的特性支援使用者根據各廠區需要選擇合適的硬體資源，避免廠商鎖定的情況。SmartX 超融合適配多家主流品牌伺服器、CPU 等硬體裝置，並支援以 SMTX Halo 超融合一體機或軟體的形式進行交付，為各地工廠提供更加靈活的基礎架構建設選擇。

案例解讀

案例一

某集團旗下有多個鋼鐵工廠，分佈在全國各地，這些工廠不僅在地域上分佈鬆散、偏遠，而且缺乏專業的管理員執行運維工作——常駐運維人員少，且由於出差成本高，臨時的運維人員也非常稀缺。同時，由於企業採用傳統模式構建分支機構資料中心，面臨硬體裝置種類繁多、配置不靈活、架構複雜、價效比低等挑戰。為了解決以上問題，該企業希望引進相較於傳統架構更為簡單、效能穩定、可承載分支工廠全部業務的新型架構。

經過產品評估和驗證，該企業選擇 SmartX 超融合作為部分地區新建工廠基礎架構。在實際部署過程中，該企業選擇軟體交付的方式，可在多品牌伺服器上部署。在服務硬體到位後，超融合系統在一週時間內部署上線完成，滿足了新建工廠快速構建 IT 系統、業務上線的需求。

目前，該企業已在全國 5 個分支工廠部署 SmartX 超融合產品，每個工廠 4-6 個節點，承載包括 ERP、MES、工業網、裝置管理、綜合管理在內的全部生產業務，支援各分支工廠關鍵產線的穩定執行。

在運維方面，該企業位於總部的運維團隊可以透過管理平臺實現各地工廠的統一運維與管理；與此同時，為保障各地工廠的穩定執行，SmartX 售後工程師每週都會前往總部，針對各工廠的執行情況進行巡檢，幫助分支工廠解決了運維統一性和專業性的問題。

案例二

某國際知名電子科技製造服務商計劃使用私有云替代傳統虛擬化架構，支援全球各分公司的資訊化系統。同時，為保證生產安全，分公司的產線業務系統的基礎架構必須做到嚴格的內網隔離，為內網的產線系統單獨部署一套獨立的基礎架構，執行 MES、SAP、產線綜合管理系統等產線業務系統。

目前基於其自主維護的 OpenStack + Ceph 的私有云方案（以下簡稱“原私有云方案”）架構複雜，實際部署過程中起步需要超過 20 個節點；而建設生產內網系統不僅構建成本高，也增加了運維的複雜性。

透過溝通，使用者瞭解到 SmartX 超融合不僅架構精簡、運維簡單、彈性好，同時對雙活和 Oracle RAC 有良好的支援能力，並已在業內具備諸多承載關鍵生產業務的案例，非常符合產線 IT 基礎架構建設需求，於是決定進行產品 POC 評測。

歷經超過半年的 POC 環節，SmartX 超融合在功能、穩定性等方面均滿足了使用者的要求，使用者尤其滿意 SmartX 超融合基於更精簡的架構、更少的硬體卻帶來了更高的效能。使用者基於同樣的單節點配置對比了 7 節點原私有云方案和 3 節點 SmartX 超融合叢集的效能，結果顯示，在伺服器節點減少超過一半的情況下，SmartX 超融合仍在 IOPS 和時延方面優於使用者原私有云方案，遠超出使用者的預期。POC 的具體情況見下圖。

目前，使用者已採用 SmartX 超融合在中國和東南亞在內的 5 個分公司部署了 40 個超融合節點，除了承載各分公司生產內網的 MES、ERP、產線綜合管理等業務系統和其中一家分公司的開發測試業務，東南亞工廠還將在未來直接使用 SmartX 超融合完全替代原私有云方案，承載該工廠所有業務。此外，各工廠後續計劃基於 SmartX 超融合平臺建設雙活拉伸叢集，承載核心生產業務的 Oracle RAC 資料庫。

SmartX 超融合支援各地分公司核心業務系統

除了極致的效能與可靠性，SmartX 超融合基礎架構還為使用者帶來如下價值：

• 降低採購與使用成本：所有超融合叢集均採用 SmartX 超融合免費的原生虛擬化 ELF，在提供高可靠高可用特性的同時降低使用者採購成本。
• 靈活配置：採用超融合軟體交付的方式，使用者可自行選擇最有價效比的 x86 伺服器硬體。
• 高效運維與統一管理：系統上線快、運維簡單，使用者也可在未來使用 CloudTower 對各地超融合叢集進行統一的視覺化管理。