過(guò)程控制系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】過(guò)程控制系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本專利要求2013年9月27日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/883，748號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其因此整體通過(guò)引用被結(jié)合在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明屬于過(guò)程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種過(guò)程控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]典型的控制系統(tǒng)包括許多工作站、服務(wù)器、控制器和I/O子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。多個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、測(cè)試、訓(xùn)練和在線生產(chǎn)所需的建立和維護(hù)可能是昂貴和耗時(shí)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一個(gè)示例方法包括:操作包括第一虛擬機(jī)和第一服務(wù)器的第一集群，以及操作包括第二虛擬機(jī)和第二服務(wù)器的第二集群。該方法還包括將來(lái)自第一虛擬機(jī)的第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第一集群的第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及將第一數(shù)據(jù)的副本存儲(chǔ)在第二集群的第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。該方法還包括將來(lái)自第二虛擬機(jī)的第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及將第二數(shù)據(jù)的副本存儲(chǔ)在第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。該方法包括識(shí)別第一集群的故障以及，響應(yīng)于該故障，使用第二服務(wù)器和第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的第一數(shù)據(jù)的副本重啟該第一虛擬機(jī)。
[0006]另一個(gè)示例方法包括選擇第一模式以操作包括第一虛擬和第一服務(wù)器的第一集群，并且以第一模式操作第一集群，包括寫(xiě)入第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高速緩存以存儲(chǔ)來(lái)自第一虛擬機(jī)的第一數(shù)據(jù)。該方法包括選擇第二模式以操作第一集群并且以第二模式操作第一集群，包括繞過(guò)高速緩存并將數(shù)據(jù)直接寫(xiě)至第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的磁盤以存儲(chǔ)來(lái)自第一虛擬機(jī)的第一數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1描述了可被用于實(shí)施在此公開(kāi)的示例的一種示例過(guò)程控制系統(tǒng)。
[0008]圖2描述了可被用于實(shí)施在此公開(kāi)的示例的另一種示例過(guò)程控制系統(tǒng)。
[0009]圖3描述了可被用于實(shí)施在此公開(kāi)的示例的另一種示例過(guò)程控制系統(tǒng)。
[0010]圖4描述了可根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)在一個(gè)實(shí)時(shí)迀移期間使用的一種示例用戶界面。
[0011]圖5-7描述了可被用于實(shí)施圖1的過(guò)程控制系統(tǒng)或圖2和3的過(guò)程控制系統(tǒng)的示例用戶界面。
[0012]圖8-11描述了可被用于實(shí)施圖3的過(guò)程控制系統(tǒng)或圖1和2的過(guò)程控制系統(tǒng)的示例用戶界面。
[0013]圖12描述了示出在此公開(kāi)的示例控制系統(tǒng)的性能測(cè)試和/或示例控制系統(tǒng)的診斷的示例用戶界面。
[0014]圖13描述了示出在此公開(kāi)的示例控制系統(tǒng)的診斷結(jié)果的示例用戶界面。
[0015]圖14描述了根據(jù)本公開(kāi)教導(dǎo)的虛擬機(jī)副本流量的示例用戶界面。
[0016]圖15描述了可被用于實(shí)施在此公開(kāi)的示例的示例用戶界面。
[0017]圖16描述了根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)通過(guò)高速緩存直接寫(xiě)入磁盤。
[0018]圖17描述了根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)寫(xiě)至存儲(chǔ)器。
[0019]圖18描述了以正常模式操作和以依賴模式操作的處理流程。
[0020]圖19是可被執(zhí)行以實(shí)施圖1-3的過(guò)程控制系統(tǒng)的代表方法的流程圖。
[0021]圖20示出了可被用于實(shí)施圖1-3的過(guò)程控制系統(tǒng)的處理器平臺(tái)。
[0022]附圖不是按比例繪制。無(wú)論如何，相同的參考編號(hào)將用于整個(gè)附圖并且所附的書(shū)面說(shuō)明來(lái)指代相同或類似部分。
【具體實(shí)施方式】
[0023]虛擬環(huán)境可在企業(yè)中被實(shí)施以減少數(shù)據(jù)中心空間、提高安全性、降低成本和/或減少能源消耗。在某些示例虛擬環(huán)境中，虛擬機(jī)(VM)在單個(gè)服務(wù)器上操作，其中單個(gè)服務(wù)器的損失造成相關(guān)聯(lián)的VM的損失和/或不生效。
[0024]在某些示例過(guò)程控制系統(tǒng)中，當(dāng)對(duì)應(yīng)的服務(wù)器失效時(shí)，為了基本上防止VM的損失，在此公開(kāi)的示例虛擬化架構(gòu)促使VM復(fù)制至其他主機(jī)以使得VM在相應(yīng)服務(wù)器或其他組件的突然失效之后相對(duì)快地被重啟。
[0025]在其他示例過(guò)程控制系統(tǒng)中，示例支持主機(jī)被集群在一個(gè)示例集群環(huán)境中，在該集群環(huán)境中VM被運(yùn)行和/或來(lái)自每個(gè)VM的數(shù)據(jù)被集中地存儲(chǔ)和/或通常地可訪問(wèn)。在某些這種示例中，如果其中一臺(tái)運(yùn)行虛擬機(jī)的主機(jī)失效，則使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中保存的數(shù)據(jù)來(lái)配置和/或建立集群環(huán)境以自動(dòng)重啟該集群中的VM。
[0026]在其他示例過(guò)程控制系統(tǒng)中，示例支持主機(jī)被集群在一示例集群環(huán)境中，且一附加服務(wù)器被用于復(fù)制(例如，被用于存儲(chǔ)與VM和/或主機(jī)相關(guān)的數(shù)據(jù))。在這種示例中，如果該集群失效，則使用在附加和/或復(fù)制服務(wù)器上保存的數(shù)據(jù)，VM在附加和/或復(fù)制服務(wù)器上可相對(duì)快地重啟。
[0027]在其他示例過(guò)程控制系統(tǒng)中，支持主機(jī)的兩個(gè)單獨(dú)集群可被用于實(shí)現(xiàn)在集群間的復(fù)制。在某些這種示例中，來(lái)自第一集群(例如，第一集群的VM)和第二集群(例如，第二集群的VM)兩者的數(shù)據(jù)被復(fù)制和存儲(chǔ)在與相應(yīng)的集群相關(guān)的單獨(dú)的數(shù)據(jù)基站中。在某些示例中，通過(guò)運(yùn)行在第一集群上的第一 VM中的一些VM和在第二集群上的第二 VM中的一些VM,如果第一集群或第二集群故障，則與故障的集群相關(guān)的VM可被相對(duì)容易地在可操作集群上重啟和/或運(yùn)行。因此，使用剩余的可操作性集群維持工廠的控制。附加地或可選地，在第一 VM是第二 VM的冗余的示例中，通過(guò)在第一集群上運(yùn)行第一 VM和在第二集群上運(yùn)行第二 W，如果第一集群或第二集群故障，與可操作集群相關(guān)的VM仍然可被用于控制該處理(例如，第二 VM可被用于運(yùn)行該工廠)。具有帶復(fù)制的多個(gè)集群可以提供高可用性。
[0028]圖1示出了包括集群102的示例過(guò)程控制系統(tǒng)100，集群102與單個(gè)控制臺(tái)里的存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)角色和/或節(jié)點(diǎn)相關(guān)和或匯集在一起。在某些示例中，集群102包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，開(kāi)關(guān)、防火墻和/或存儲(chǔ)器設(shè)備)、存儲(chǔ)器和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104，106、故障轉(zhuǎn)移(failover)集群和/或存儲(chǔ)器和在虛擬空間相關(guān)的一組或多組服務(wù)器108，110，112。在某些示例中，一組服務(wù)器108，110，112可被稱作節(jié)點(diǎn)并且集群102可包括任意數(shù)目的節(jié)點(diǎn)(例如，22、50、64等)。在某些示例中，故障轉(zhuǎn)移集群充當(dāng)與該單個(gè)控制臺(tái)的集群組件相關(guān)的管理者。在某些示例中，使用集群的用戶和服務(wù)可連接至由故障轉(zhuǎn)移集群創(chuàng)建的虛擬名和/或空間。
[0029]在操作中，虛擬機(jī)(VM) 114、116、118和120在服務(wù)器108、110、112上操作，并且與由VM 114、116、118和/或120執(zhí)行的操作相關(guān)的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104、106上。因此，如果服務(wù)器108、110、112中的其中一個(gè)故障，則在故障的服務(wù)器108、110和/或112上運(yùn)行的VM 114、116、118和/或120將使用與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104、106上的VM 114、116、118和/或120相關(guān)的數(shù)據(jù)在仍然操作的服務(wù)器108、110和/或112上被重啟。在其中集群102包括操作VM的服務(wù)器的第一節(jié)點(diǎn)和操作VM的服務(wù)器的第二節(jié)點(diǎn)的示例中，如果第一節(jié)點(diǎn)故障，則與該第一節(jié)點(diǎn)相關(guān)的VM將使用該第二節(jié)點(diǎn)重啟。
[0030]在此公開(kāi)的示例可支持多達(dá)每集群大約64個(gè)節(jié)點(diǎn)并且多達(dá)大約4000個(gè)VM。所公開(kāi)的示例使集群能夠自動(dòng)更新(例如，集群感知更新)以及用于基本同時(shí)實(shí)時(shí)迀移一個(gè)或多個(gè)集群和/或相關(guān)節(jié)點(diǎn)。在此公開(kāi)的示例可支持超V副本代理(Hyper-V ReplicaBroker)以使能和/或支持集群環(huán)境下的超V副本、虛擬機(jī)應(yīng)用監(jiān)控和/或集群有效性測(cè)試。在此所公開(kāi)的示例使集群能實(shí)現(xiàn)升級(jí)和/或迀移、集群共享卷2.0和/或VM故障轉(zhuǎn)移優(yōu)先級(jí)化。在某些這種示例中，VM的健康度和位置可被整合至Delta V診斷以使用戶不必移至其他環(huán)境便能診斷他們的系統(tǒng)。在某些示例中，故障轉(zhuǎn)移優(yōu)先級(jí)化將關(guān)鍵VM排在第一(例如，批處理執(zhí)行)。
[0031]圖2示出了包括高可用性和示例集成復(fù)制引擎(例如，超V副本、代理角色)的示例過(guò)程控制系統(tǒng)200。在某些示例中，這種復(fù)制引擎使用單個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接促使集群210的虛擬機(jī)(VM)202、204、206、208在一復(fù)制服務(wù)器(例如，遠(yuǎn)程服務(wù)器)212處被復(fù)制。例如，對(duì)于復(fù)制，超V副本代理是在一個(gè)或多個(gè)VM 202、204、206和208上運(yùn)行的角色和/或應(yīng)用，其中集群210將確定和/或決議哪個(gè)節(jié)點(diǎn)具有代理角色。該代理角色是具有高可用性的，從而如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)丟失和/或失靈，該代理角色將被故障轉(zhuǎn)移至另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在某些示例中，服務(wù)器212附加地或可選地包括在其上運(yùn)行的超V副本服務(wù)以接收和/或同步復(fù)制的數(shù)據(jù)。
[0032]在某些示例中，復(fù)制引擎包括跟蹤和/或在由所有VM 202、204、206、208使用的虛擬硬盤文件中寫(xiě)和/或生成日志文件。通過(guò)使復(fù)制能在虛擬硬盤(Virtual Hard Disk,VHD)級(jí)發(fā)生，提高了 VM 202、204、206、208中任何一個(gè)的復(fù)制易用性。在某些示例中，V