基于云計算的煙草企業云制造平臺的搭建綜述

粟源 洪中華 沈立東 劉洋博 徐榮照 鄒欣延 趙旭

摘 要 數字化建設是煙草制造業轉型智能制造的基礎。在數字化工廠的建設過程中，由于MES系統、ERP系統、現場管理系統等不斷運用，將產生大量的業務數據和實時數據，這些數據是需要不斷存儲和應用的。為了滿足系統增加后的資源管理和指數級數據產生的儲存，煙草企業需要加強制造云的建設，加強技術使用方面的創新，找到滿足企業發展的動力，優化數據資源的配置，推動煙草企業的信息發展。

關鍵詞 云計算;云制造;分布式計算

1云計算技術概述

云計算是“一種基于互聯網的計算新方式，通過互聯網上異構、自治的服務為個人和企業用戶提供按需即取的計算”，是一種虛擬化技術，具有動態可擴展性、高度安全性、性價比高，根據用戶的需求將資源按需進行部署[1]。

2Raid（磁盤陣列）和分布式計算的區別

Raid的原理是利用數組方式作為磁盤組，配合數據分散排列的設計，提升數據的安全性。磁盤陣列是由很多便宜、容量較小、穩定性較高、速度較慢磁盤，組合成一個大型的磁盤組，利用個別磁盤提供數據所產生加成效果提升整個磁盤系統效能。

分布式計算的原理：分布式計算是指在一個松散或嚴格約束條件下使用一個硬件和軟件系統處理任務，這個系統包含多個處理器單元或存儲單元、多個并發的過程、多個程序。

綜上所述：磁盤陣列主要是以冗余備份來保障文件安全和快速訪問，一般以本機不同磁盤或局域網內磁盤組成，而分布式計算將廣泛分布在本機、局域網和廣域網上各個不同物理計算單元以一定邏輯形式組成的計算系統，提供高度動態化的計算資源，順應了資源整合的發展方向[2]。

3煙草制造云平臺搭建方案

煙草制造云平臺搭建的思路是“先主干基礎搭建，后模塊枝節建設”的平臺建設思路。先將基礎性的計算平臺搭建完成，再將其余計算單元進行整合，以達到資源共享的目的。

硬件設施：服務器、存儲器、光交換機。

軟件平臺：vCenter6.5。

搭建策略：服務器/存儲器Raid + 服務器/存儲器分布式存儲的策略。

3.1 主干基礎平臺的搭建

Raid（磁盤陣列）主要是為了改善磁盤的訪問延遲，增強磁盤的可用性和容錯能力。通過使用RAID技術，實現數據在多塊磁盤上的并發讀寫和數據備份。

Raid的方式：

Raid0：提高存儲性能的原理是把連續的數據分散到多個磁盤上存取，這種數據上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。其特點是沒有數據的冗余，沒有數據冗余，沒有數據校驗的磁盤陣列、帶寬加倍，所以讀/寫速度加倍，沒有提供數據保護功能，只要服務器中一塊磁盤損壞，整個數據將會丟失。

Raid1：通過磁盤數據鏡像實現數據冗余，在成對的獨立磁盤上產生互為備份的數據。特點是當一個磁盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數據，對存儲的數據進行百分之百的備份，但是存儲空間將會減半。

Raid5：RAID 5 是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。特點是至少使用3塊硬盤（也可以更多）組建RAID5磁盤陣列，可用空間=磁盤數n-1，其中有一塊是專門用來校驗的。做raid 5陣列所有磁盤容量必須一樣大，當容量不同時，會以最小的容量為準。

通過對比Raid方式的優缺點，綜合考慮存儲的性能、成本和安全，我們選擇Raid5的方式對服務器磁盤和存儲器進行磁盤陣列處理。

3.2 分布式存儲策略

分布式存儲系統：將數據分散存儲在多臺獨立的存儲設備上。分布式網絡存儲系統采用可擴展的系統結構，利用多臺存儲服務器或者存儲器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息。

光纖交換機具有8.8Gbps的帶寬能力，所有端口可同時全線速工作在全雙工狀態，所以通過光纖交換機將物理服務器和存儲器或者磁帶庫進行連接，能夠滿足數據的毫秒級的讀寫需求。

3.3 后模塊枝節的建設

煙草制造企業具有生產系統（MES）、企業資源計劃管理系統（ERP）、辦公系統（OA）、倉儲管理系統（WMS）、供應鏈管理系統（SCM）等諸多制造型企業管理的系統，需要其納入到集群中加以統一管理。例如煙草制造企業將香糖料廚房的管理系統歸并到資源池中，將香糖料廚房的物理服務器加入到搭建好的基礎集群中，通過數據中心（Datacenter）管理集群的存儲空間[3]。

4結束語

在煙草制造業大數據的背景下，數據量的大小和復雜程度的增加往往非常迅速，MES系統對生產中的數據進行集中采集，對系統存儲的擴展性能和數據讀寫速度有了更高的要求。 通過建立制造云平臺，也是為未來制造企業大數據環境搭建好數據存儲的基礎。

參考文獻

[1] 李文軍.計算機云計算及其實現技術分析[J].軍民兩用技術與產品，2018，（22）：57.

[2] 吳吉義，平玲娣，潘雪增，等.云計算：從概念到平臺[J].電信科學，2009，25（12）：1-11.

[3] 邵長鋒.私有云制造平臺搭建及功能模型設計[D].呼和浩特：內蒙古科技大學，2016.