高端制造数据中心如何构建？某高铁研发机构以国产企业云推动“中国智造”

案例亮点

从 VMware 替代验证，到基于榫卯超融合构建核心平台，再到引入榫卯企业云平台的全栈基础设施能力，某高铁研发与制造商通过 3 个阶段逐步探索 IT 基础设施的国产化与现代化建设。
采用超融合与分布式存储（存算分离）双架构，灵活满足业务需求；引入第三方 CMP 平台，实现 SmartX 与 VMware 环境的跨平台管理和自动化运营。
相比原 vSphere 环境，SmartX 榫卯超融合架构性能提升达 40%。

作为中国轨道交通装备行业的核心研发机构，某轨道交通装备研发与制造商在高速动车组、城际市域动车组、城轨车辆的研发制造上处于行业内的领先地位，拥有多个国家级研发试验机构。

该企业过往数据中心 IT 基础设施采用 VMware vSphere 结合国外集中式存储的传统架构，以及部分 VxRail 超融合一体机进行构建。随着轨道交通装备智能化、网联化的快速发展，用户承担的科研项目和产业化业务规模持续扩大，原有架构在资源利用率 、横向扩展能力 和运维复杂度 方面逐渐难以满足业务需求。此外，国际供应链风险 和国产化替代的政策导向 ，这些因素都迫使用户寻找能够为其关键业务提供长期稳定支持的自主可控技术方案。

阶段 1：测试验证榫卯超融合的替代可行性

为应对上述挑战，企业技术决策团队计划重新设计数字化底座------从之前"按照业务需求逐个进行建设"，转向构建一套"能够适应所有业务需要"的基础架构底座，以解决原基础设施架构混合、管理复杂的问题。

在设计过程中，用户对"虚拟化+集中式存储"、"虚拟化+分布式存储"和超融合这三种架构方案进行了充分的研讨和验证。其中验证过程既包括常规的稳定性/性能测试，还包括了用户关注的特定场景，具体内容如下。

**常规测试：**包括计算、存储、网络性能测试、功能测试、VMware 虚拟机迁移测试。
**故障场景测试：**包括磁盘、网卡、服务器节点的故障测试。
**特定场景测试：**避雷之前运维工作中碰到的存储性能挑战，测试项目包括存储 80% 使用率时性能测试、存储 24 小时的性能测试、虚拟机热迁移时的处理器/内存/网络性能的测试、服务器节点故障时的性能波动测试。

在测试过程中，榫卯超融合平台在上述项目中均取得优异表现：

常规测试： 均满足使用需求，SMTX 迁移工具可实现高效、稳定的跨平台迁移。
**故障场景测试：**缓存盘故障场景下性能波动在 10% 以内，且不会造成存储容量损失。
**特定场景测试：**在热迁移过程中，存储 80% 使用率和 24 小时性能测试中，榫卯超融合性能波动在 5% 以内；在三节点集群中，单个服务器节点故障时剩余两个节点仍可提供 90% 的性能，且会自动触发数据恢复，同时保障性能和业务连续性。

结合榫卯超融合平台在制造业领域的丰富实践经验，以及对异构环境的强兼容性，用户最终决定采用基于榫卯超融合的解决方案构建新一代基础设施。

阶段 2：逐步构建以榫卯超融合为核心的数据中心基础设施，并以榫卯分布式存储替代国外集中式存储

在第一阶段的项目实施过程中，用户采用**"并行验证、平滑迁移"**的策略：

构建基于 Intel 环境的榫卯超融合（采用 ELF 虚拟化）统一资源池，实现原有 Intel 集群的业务迁移。
部署榫卯分布式存储集群，逐步替换原有 SAP 业务依赖的传统 SAN 存储，解决了传统架构下存储扩展困难、资源利用率低的问题。>>了解更多
构建基于海光芯片的榫卯超融合（采用 ELF 虚拟化）资源池，进行 C86 架构的计算、内存、存储性能的性能基线验证，并承载部分信创业务系统。

通过第一阶段的建设，用户数据中心已形成 VMware 与榫卯超融合双架构并行的混合基础架构平台。其中，榫卯超融合集群承载了超过 30% 的原有业务系统，包括部分涉及生产制造、流程管理的关键业务系统。

在完成超融合架构建设后，技术团队对基于 ELF 虚拟化的榫卯超融合和既有 vSphere 集群的运行情况进行了对比：

**性能水平提升：**相较于 vSphere+SAN 存储/vSAN 超融合的部署模式，SmartX 原生计算虚拟化+存储虚拟化的组合表现出更强的性能水平，存储性能提升幅度达到 40%；
**成本控制：**SmartX 的超融合授权默认包含了计算虚拟化和存储虚拟化两部分，能在保障稳定的情况下，帮助用户逐步减少对 VMware 环境的依赖。SmartX 超融合适配多家主流品牌服务器、CPU 等硬件设备，用户可以自行采购新设备或利旧原有设备，进一步降低整体基础设施的支出。
**管理效率提升：**一方面，超融合架构将硬件集中为一套通用的服务器，精简了硬件架构。同时，相比 VMware，SmartX 能够为用户提供更及时的技术服务。

基于以上对比以及榫卯超融合在生产环境的稳定表现，该企业在引入榫卯超融合集群 1 年之际，进一步完成了集群扩容。扩容后，SmartX 榫卯超融合凭借高效稳定的表现，正式成为承载其数据中心核心业务系统的主力平台。

阶段 3：引入榫卯企业云平台全栈基础设施能力

统一基础架构平台初步建设完成后，用户开始着手解决 IT 业务方面的更多挑战：

业务系统需求日趋多样化，且不同系统对稳定性、高可用的敏感度差异显著；
多业务系统间的安全访问控制、访问行为监控需更精细化管理；
原有 IT 架构需兼顾不同平台（如 SmartX 与 VMware）的协同运营，当前管理依旧碎片化。

为从根源上满足全栈基础设施建设需求，企业决定将原有超融合集群升级为榫卯企业云平台，以 "统一架构、自动化运营" 为核心目标，构建具备全栈基础设施能力的企业云平台。

具体实施过程中，一方面，该企业引入榫卯企业云平台的容器管理（SKS）、备份与容灾（SMTX 备份与容灾）、网络与安全（Everoute）等多元产品模块，构建完整的企业云基础设施体系；另一方面，为打破多平台管理壁垒，该企业引入了第三方 CMP（云管理平台），通过该平台实现 SmartX 与 VMware 两大平台的统一管控，消除跨平台运维的割裂感。在此实践中，榫卯企业云平台提供了完备的 API 接口，为关键功能落地提供技术支撑 ------ 不仅协助企业快速实现虚拟机自服务（满足业务端灵活申请资源的需求），还实现了安全策略、备份策略的自动关联（减少人工配置成本，降低策略错配风险），推动基础设施管理向自动化、标准化转型。

截至目前，该企业已在生产与测试环境中大规模部署 SmartX 榫卯企业云基础设施集群，支撑部分核心生产业务系统、信创业务系统和灾备系统，既达成 "数据中心整体转向统一架构平台，稳定承载核心业务" 的初衷，又通过 CMP 平台与自动化功能落地，进一步降低了日常管理与运维负担，实现了"统一架构 + 跨平台管理 + 自动化运营"的多层价值。

展望未来

未来，用户计划按照"先边缘后核心、先新后旧"的原则，逐步将现有 VMware 环境中的 ERP、OA 等系统迁移至榫卯企业云平台 ，并结合数据中心整体规划进落地 VPC等新的产品模块，并承载更多的容器应用，最终形成以榫卯企业云平台为核心的新一代 IT 基础设施矩阵，保障轨道交通装备的"中国制造"金名片质量。

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