論AFC車站服務(wù)器在線容災(zāi)備份的研究思路

時(shí)明薇

摘要：縱觀國內(nèi)AFC系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，建設(shè)方式多數(shù)采用在車站部署一臺(tái)AFC系統(tǒng)機(jī)房，通過星型網(wǎng)或者環(huán)網(wǎng)將SC與終端設(shè)備進(jìn)行連接，既有SC系統(tǒng)不具備災(zāi)備的功能，發(fā)生車站服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)時(shí)，無法臨時(shí)接管，客流數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)銜接，不具備交易文件斷點(diǎn)續(xù)傳，不能監(jiān)控狀態(tài)瞬間切換等功能，造成系統(tǒng)宕機(jī)。如果在車站使用雙擊備份，確實(shí)可以解決這一問題，但建設(shè)成本翻倍?？紤]到對(duì)乘客服務(wù)的優(yōu)質(zhì)要求及維護(hù)成本控制，從實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)出一套AFC車站服務(wù)器在線容災(zāi)備份系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：SC系統(tǒng);容災(zāi);備份;

隨著城市軌道交通的大力發(fā)展，以及郊區(qū)線路的建設(shè)，運(yùn)營維護(hù)的問題逐步凸顯，當(dāng)SC出現(xiàn)故障，技術(shù)人員并不能夠在第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場維修解決故障，影響車站故障監(jiān)控、實(shí)時(shí)客流數(shù)據(jù)。

1.研究思路啟發(fā)

通過數(shù)據(jù)庫雙機(jī)熱備的啟發(fā)，從實(shí)用性，經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，充分對(duì)比雙機(jī)熱備和在線容災(zāi)的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定實(shí)施在線容災(zāi)備份方案。

1）雙機(jī)熱備方案：就是將服務(wù)器安裝成互為備份的兩臺(tái)服務(wù)器，并且在同一時(shí)間內(nèi)只有一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行。當(dāng)正在運(yùn)行的主服務(wù)器出現(xiàn)故障無法工作時(shí)，另一臺(tái)備用服務(wù)器會(huì)立即啟動(dòng)并運(yùn)行，從而保證AFC車站系統(tǒng)的業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。針對(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境，車站服務(wù)器需增加一臺(tái)。

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)改造難度小，故障時(shí)自動(dòng)切換。

缺點(diǎn)：需額外增加1臺(tái)服務(wù)器，改造成本大，浪費(fèi)現(xiàn)場可用資源。

2）在線容災(zāi)備份方案：充分利用現(xiàn)有車站工作站環(huán)境和設(shè)備，通過資源整合，將車站服務(wù)器的業(yè)務(wù)部署到車站工作站上虛擬機(jī)上，作為備用服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)災(zāi)備的功能。

優(yōu)點(diǎn)：最大化節(jié)省成本，充分調(diào)用既有設(shè)備資源，經(jīng)濟(jì)可行。

缺點(diǎn)：不能自動(dòng)切換，需人工手動(dòng)切換。

2.基于VirtualBox虛擬機(jī)災(zāi)備方案實(shí)現(xiàn)

3.VirtualBox虛擬機(jī)部署

1）系統(tǒng)安裝：在車站工作站上安裝VirtualBox虛擬機(jī)，安裝跟車站服務(wù)器統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫環(huán)境以及相應(yīng)服務(wù)包。安裝完成后，修改相關(guān)配置設(shè)置，驗(yàn)證系統(tǒng)通信服務(wù)，設(shè)備監(jiān)控、客流監(jiān)控、交易數(shù)據(jù)管理、時(shí)鐘管理、參數(shù)管理、設(shè)備管理、日始日終處理功能是否正常。

驗(yàn)證通過，將該硬盤制作為母盤，克隆出來，復(fù)制至其余車站，修改相應(yīng)車站配置，節(jié)約時(shí)間成本并降低安裝系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫途中出問題的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)場安裝后，需檢查：主機(jī)防火墻是否已關(guān)閉，時(shí)間，USB口，監(jiān)控工作站功能是否正常。

2）系統(tǒng)切換：將故障車站SC服務(wù)器斷網(wǎng)（服務(wù)器后面網(wǎng)線斷開），監(jiān)控工作站打開VirtualBox虛擬機(jī)，啟動(dòng)"SC_Backup" CentOS 5.8 系統(tǒng)。檢查時(shí)間是否一致，進(jìn)入“系統(tǒng)-管理-網(wǎng)絡(luò)” eth0，確認(rèn)IP地址、網(wǎng)關(guān)正確，激活eth0，啟動(dòng)相關(guān)服務(wù)進(jìn)程及服務(wù)。再查看車站監(jiān)控、中央監(jiān)控、文件上傳情況。

3）系統(tǒng)恢復(fù)：故障修復(fù)后，關(guān)閉各項(xiàng)進(jìn)程、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫、關(guān)閉虛擬機(jī)系統(tǒng)、關(guān)閉虛擬機(jī)。啟用車站服務(wù)器。

4.系統(tǒng)硬件要求

介于是在原工作站上模擬車站服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境，對(duì)內(nèi)存要求較高，因此需根據(jù)原有車站服務(wù)器類型，需增配內(nèi)存條。

5.系統(tǒng)軟件要求

為了提高工作站的性能，建議使用Windows7 64位及以上版本的正版操作系統(tǒng)。其他性能應(yīng)如下：

1）通信服務(wù)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)LC指終端設(shè)備的通信銜接功能，整個(gè)通信分為外接系統(tǒng)（內(nèi)部和外部系統(tǒng)）的消息接入模塊和消息處理模塊。

消息接入模塊接受來自外接的消息報(bào)文，然后轉(zhuǎn)由消息處理模塊處理消息接入模塊主要提供通信服務(wù)，包括消息報(bào)文的接受和發(fā)送，分別由通信服務(wù)模塊和通信客戶模塊來完成。通信服務(wù)模塊接受外接系統(tǒng)的連接請(qǐng)求，建立通信連接，接收消息請(qǐng)求報(bào)文，發(fā)送給消息處理模塊。通信服務(wù)模塊從消息處理模塊接收應(yīng)答報(bào)文，發(fā)送到外接系統(tǒng)。通信客戶模塊向外接系統(tǒng)發(fā)送消息請(qǐng)求和接收外接系統(tǒng)的消息應(yīng)答。

消息處理模塊接受來自外部和內(nèi)部接入模塊的各種消息，進(jìn)行業(yè)務(wù)處理后，形成應(yīng)答報(bào)文發(fā)送給外部和內(nèi)部系統(tǒng)系統(tǒng)采用 CORBA通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)ZLC到SLE之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的各節(jié)點(diǎn)的文件傳輸采用FTP通信協(xié)議。

SC對(duì)單臺(tái)設(shè)備能夠指定特別的FTP登錄信息，便于參數(shù)的下載、應(yīng)用、測試等。

2）設(shè)備監(jiān)控

服務(wù)器故障后，災(zāi)備系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車站級(jí)設(shè)備監(jiān)控，對(duì)設(shè)備的監(jiān)控主要包括運(yùn)行模式、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備故障及報(bào)警等各類監(jiān)控信息。各類監(jiān)控信息準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)，顯示直觀、清晰，監(jiān)控信息分類、分級(jí)顯示，使監(jiān)控人員可以快速判斷和響應(yīng)。其中設(shè)備狀態(tài)包括正常、警告、故障、離線和關(guān)機(jī)狀態(tài)，各狀態(tài)以不同顏色的圖標(biāo)顯示。系統(tǒng)可集中控制車站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行，可向某組設(shè)備、某類設(shè)備、某臺(tái)設(shè)備下達(dá)控制指令。這樣的指令主要包括設(shè)備運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換指令、設(shè)備數(shù)據(jù)查詢指令、設(shè)備運(yùn)行指令等。

3）客流監(jiān)控

系統(tǒng)監(jiān)視車站的客流情況，以提供制定運(yùn)營計(jì)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。所監(jiān)視的客流應(yīng)包括所有設(shè)備處理的客流。所監(jiān)視的客流可按時(shí)間段進(jìn)行查詢，最小時(shí)間段為1分鐘。監(jiān)視范圍可按整個(gè)車站、某組設(shè)備、某類設(shè)備、某臺(tái)設(shè)備進(jìn)行靈活選擇。監(jiān)控內(nèi)容的顯示清晰，圖形多樣化。顯示內(nèi)容主要包括購買各類車票人數(shù)、充值人數(shù)、車票更新人數(shù)、各類車票進(jìn)站人數(shù)、各類車票出站人數(shù)、補(bǔ)票人數(shù)等?？土鞅O(jiān)視數(shù)據(jù)上傳頻度和內(nèi)容可由參數(shù)或通過系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定?？土鞅O(jiān)視還可記錄全線日最高峰記錄，當(dāng)某日客流超過該記錄時(shí)，報(bào)警提示，以促進(jìn)車站的疏導(dǎo)工作。

4）交易數(shù)據(jù)管理

災(zāi)備系統(tǒng)收集各類車票交易數(shù)據(jù)，并上傳到LC。數(shù)據(jù)包括各種車站設(shè)備對(duì)各種車票的賦值、發(fā)售、充值、扣值、進(jìn)出站、更新、替換、退款等各種交易類型的數(shù)據(jù)，交易數(shù)據(jù)可以不解析入本地庫，但需對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并進(jìn)行備份，便于差異跟蹤、分析。

5）時(shí)鐘管理

災(zāi)備系統(tǒng)以LC通信時(shí)鐘服務(wù)器作為主時(shí)鐘源。系統(tǒng)使用SNTP協(xié)議進(jìn)行時(shí)鐘同步。

系統(tǒng)從時(shí)鐘源獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘后，把自己作為SNTP服務(wù)器，向本區(qū)域中心管理終端提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。每隔1個(gè)時(shí)間段（由參數(shù)設(shè)置）同步一次，當(dāng)時(shí)鐘出現(xiàn)差異時(shí)，在1秒內(nèi)得到同步，其中大于7200秒的差異不能自動(dòng)同步，系統(tǒng)進(jìn)行日志記錄備案，小于5秒的差異不需要同步（閾值可由參數(shù)設(shè)置）。

系統(tǒng)通信中斷的情況下可人工修正時(shí)鐘。對(duì)于不能自動(dòng)同步的終端，可通過強(qiáng)制同步終端時(shí)鐘，并記錄日志。

時(shí)鐘接口、傳輸協(xié)議等應(yīng)與ZLC保持一致。

ZLC-SC-SLE各級(jí)之間的SNTP報(bào)文傳輸采用基于 Socket的TCP聯(lián)機(jī)報(bào)文方式實(shí)現(xiàn)，上層為服務(wù)端、下層為客戶端。

各同步終端，將時(shí)鐘狀態(tài)上傳給上級(jí)監(jiān)控，醒目列出時(shí)鐘差異在設(shè)定范圍以外的設(shè)備，并可以發(fā)送命令強(qiáng)制進(jìn)行時(shí)鐘同步。

6）參數(shù)管理

參數(shù)主要包括EOD參數(shù)、黑灰名單和模式履歷。EOD參數(shù)又分為ACC級(jí)參數(shù)和ZLC級(jí)參數(shù)。ACC級(jí)別的參數(shù)在ACC生成，向全線網(wǎng)所有區(qū)域中心發(fā)布。

LC級(jí)別的參數(shù)，向本ZLC的下級(jí)SC發(fā)布，SC轉(zhuǎn)發(fā)給下級(jí)設(shè)備。黑灰名單在ACC生成，以文件的形式向全線網(wǎng)所有區(qū)域中心發(fā)布。模式履歷在ACC生成，以文件的形式向全線網(wǎng)所有區(qū)域中心發(fā)布。

災(zāi)備系統(tǒng)能接收LC下達(dá)的系統(tǒng)參數(shù)，同時(shí)將參數(shù)下達(dá)到相關(guān)車站設(shè)備。對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下功能：

1、正確接收、確認(rèn)并保存ZLC所下達(dá)的系統(tǒng)參數(shù);

2、將系統(tǒng)參數(shù)下載到相關(guān)車站設(shè)備。若與車站設(shè)備通信中斷，在恢復(fù)通信時(shí)能自動(dòng)更新車站設(shè)備的系統(tǒng)參數(shù);

3、災(zāi)備系統(tǒng)每日能自動(dòng)確認(rèn)所保存的系統(tǒng)參數(shù)是否與車站設(shè)備一致，如不致將自動(dòng)更新車站設(shè)備參數(shù);

4、災(zāi)備系統(tǒng)所保存的系統(tǒng)參數(shù)在設(shè)置的參數(shù)生效時(shí)間能進(jìn)行自動(dòng)生效;

5、操作員應(yīng)可查詢或打印ZLC下載的系統(tǒng)參數(shù)。

7）設(shè)備管理

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下設(shè)備管理功能：

1、管理設(shè)備數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中包含系統(tǒng)中所有的設(shè)備信息，但 SC設(shè)備只能查看本站的設(shè)備信息，也不具有設(shè)備信息編輯功能。

2、提供數(shù)據(jù)訪問接口以供其他軟件包訪問設(shè)備信息。

3、監(jiān)視設(shè)備數(shù)據(jù)庫的改變，當(dāng)改變發(fā)生時(shí)，其通知相關(guān)設(shè)備信息敏感模塊。

4、接收來自ZL下發(fā)的系統(tǒng)初始設(shè)備信息及變更的設(shè)備信息。

8）日始處理

系統(tǒng)在每日運(yùn)營開始時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行運(yùn)營開始處理程序。

系統(tǒng)具有手動(dòng)配置日始處理任務(wù)的功能，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)設(shè)置的日始程序運(yùn)行時(shí)間后，將啟動(dòng)日始程序。日始步驟如下

1、準(zhǔn)備日始;

2、檢查參數(shù)版本，如果有新版本時(shí)需要下載;

3、下載黑名單文件;

4、下載模式履歷文件;

5、日終處理

系統(tǒng)在每日運(yùn)營結(jié)東后，自動(dòng)執(zhí)行運(yùn)營結(jié)束處理程序，處理當(dāng)天買有數(shù)據(jù)及文件，并完成運(yùn)行結(jié)束管理工作。

系統(tǒng)具有手動(dòng)配置日終處理任務(wù)的功能，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)設(shè)置的日終程序運(yùn)行時(shí)間后，將啟動(dòng)日終程序。運(yùn)營結(jié)程序應(yīng)至少包括：

1、交易、審計(jì)和事件文件流水號(hào)連續(xù)性檢查;

2、如果文件流水號(hào)不連續(xù)，索取設(shè)備文件;

3、備份交易數(shù)據(jù);

4、對(duì)超過保存日期的數(shù)據(jù)進(jìn)行清理。

6.結(jié)束語

車站在線容災(zāi)備份系統(tǒng)通過最小成本實(shí)現(xiàn)了車站服務(wù)器故障時(shí)線路的穩(wěn)定運(yùn)營。

車站計(jì)算機(jī)故障時(shí)，技術(shù)人員進(jìn)行確認(rèn)后斷開車站服務(wù)器連接。災(zāi)備系統(tǒng)提供配置界面，技術(shù)人員對(duì)災(zāi)備系統(tǒng)進(jìn)行配置修改后，接入AFC系統(tǒng)即可。

車站計(jì)算機(jī)故障修復(fù)，技術(shù)人員將備份系統(tǒng)斷開，原車站計(jì)算機(jī)繼續(xù)工作，可將災(zāi)備系統(tǒng)在故障期間的交易恢復(fù)至車站計(jì)算及，對(duì)原系統(tǒng)不產(chǎn)生影響。

設(shè)備故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)車站業(yè)務(wù)正常無縫無差別繼續(xù)運(yùn)行，保證了對(duì)車站設(shè)備狀態(tài)的正常監(jiān)控，數(shù)據(jù)正常接收解析，收益客流數(shù)據(jù)正常上報(bào)等，實(shí)現(xiàn)了SC服務(wù)器發(fā)生故障對(duì)業(yè)務(wù)和現(xiàn)場零影響的效果，災(zāi)備系統(tǒng)對(duì)設(shè)備交易文件提供補(bǔ)傳機(jī)制，確保交易文件上傳，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率不低于99.99%。

在以后新線建設(shè)中，各專業(yè)的服務(wù)均可借鑒本次改造的方案，實(shí)現(xiàn)在線容災(zāi)備份，，即提高了服務(wù)器系統(tǒng)的可靠性，也復(fù)用了服務(wù)器資源，為公司節(jié)約新線建設(shè)成本，降低故障影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉韞暉，宋茂強(qiáng).基于消息同步的雙機(jī)熱備份系統(tǒng)[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，1998， 21（2）