IBM WebSphere MQ 技術(shù)在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：IBM消息中間件MQ以其獨(dú)特的安全機(jī)制、卓越不凡的穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和跨平臺(tái)性，以及強(qiáng)大的消息通訊能力，為不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互搭建了安全、穩(wěn)定、高效的橋梁，成為業(yè)界市場(chǎng)占有率最高的消息中間件產(chǎn)品。民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過引用該技術(shù)，使得全民航氣象部門之間的數(shù)據(jù)交換在廣域網(wǎng)環(huán)境中形成了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互平臺(tái)，在此平臺(tái)上全民航系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣象資料交換的可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性得到了良好的保障，對(duì)民航氣象保障工作起到了積極的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：消息中間件（MQ）；隊(duì)列；隊(duì)列管理器；通道；錯(cuò)誤日志

中圖分類號(hào)：P409 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 WebSphere MQ的概述

消息中間件（MQ）是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用系統(tǒng)借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，管理計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)通訊。它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)關(guān)鍵軟件，它能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的互連和互操作，能保證系統(tǒng)安全、可靠、高效的運(yùn)行。消息中間件位于用戶應(yīng)用和操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)軟件之間，它為應(yīng)用提供了公用的通信手段，并且獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)。

消息中間件（MQ）適用于任何需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，是基于消息隊(duì)列的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)通信的通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)或文件發(fā)送。 MQ在不同平臺(tái)及不同語言編寫的系統(tǒng)之間傳遞消息，只需簡單的調(diào)用幾個(gè)MQ的API（應(yīng)用程序接口），就可以實(shí)現(xiàn)互相通訊，并不需要考慮底層系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。MQ作為IBM的一個(gè)拳頭產(chǎn)品，雖然功能看上去簡單，就是個(gè)消息隊(duì)列，但它卻是IBM中間件的核心。MQ不僅有很高的性能，而且對(duì)各種平臺(tái)的支持極優(yōu)，幾乎你能想到的硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)以及編程語言，MQ都有專門的API支持。依靠這些優(yōu)勢(shì)，MQ 在消息類中間件市場(chǎng)上占領(lǐng)了統(tǒng)治地位，已經(jīng)成為事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在各類應(yīng)用中承擔(dān)了可靠的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)支撐。

2 WebSphere MQ的工作原理

MQ的工作原理如圖1所示：

2.1 本地通訊：應(yīng)用程序A和應(yīng)用程序B運(yùn)行于同一系統(tǒng)A，它們之間可以借助消息隊(duì)列技術(shù)進(jìn)行彼此的通訊：應(yīng)用程序A向隊(duì)列1發(fā)送一條信息，而當(dāng)應(yīng)用程序B需要時(shí)就可以得到該信息。

2.2 遠(yuǎn)程通訊：如果信息傳輸?shù)哪繕?biāo)改為在系統(tǒng)B上的應(yīng)用程序C，這種變化不會(huì)對(duì)應(yīng)用程序A產(chǎn)生影響，應(yīng)用程序A向隊(duì)列2發(fā)送一條信息，系統(tǒng)A的MQ 發(fā)現(xiàn)隊(duì)列2所指向的目的隊(duì)列實(shí)際上位于系統(tǒng)B，它將信息放到本地的一個(gè)特殊隊(duì)列-傳輸隊(duì)列（Transmission Queue）。我們建立一條從系統(tǒng)A到系統(tǒng)B的消息通道，消息通道代理將從傳輸隊(duì)列中讀取消息，并傳遞這條信息到系統(tǒng)B，然后等待確認(rèn)。只有MQ接到系統(tǒng) B成功收到信息的確認(rèn)之后，它才從傳輸隊(duì)列中真正將該信息刪除。如果通訊線路不通，或系統(tǒng)B不在運(yùn)行，信息會(huì)留在傳輸隊(duì)列中，直到被成功地傳送到目的地。 這是MQ最基本而最重要的技術(shù)--確保信息傳輸，并且是一次且僅一次（once-and-only-once）的傳遞。

3 MQ在民航氣象數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

3.1 MQ在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的總體架構(gòu)

如圖2所示氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一套分級(jí)式的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，通過ATM高速交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)共享。以北京為主中心、地區(qū)中心為分中心構(gòu)成了核心的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)MQ起到了橋梁的作用，各航站只能與所屬地區(qū)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，各地區(qū)分中心與北京主中心進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)交換。

3.2 MQ在航站級(jí)民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的架構(gòu)

下面以本航站（ZYTL）為例，對(duì)MQ在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

（1）以圖3的數(shù)據(jù)流程來對(duì)民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中航站與中心之間MQ的通訊原則進(jìn)行說明：

①每個(gè)分中心所管理的航站通信分系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)方式將本航站生成的數(shù)據(jù)資料（包括報(bào)文和產(chǎn)品）傳送到分中心的交換服務(wù)器通信系統(tǒng)，交換服務(wù)器通信系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)（除了請(qǐng)求報(bào)）全部上傳到二期主業(yè)務(wù)通信分系統(tǒng)；②每個(gè)分中心二期主業(yè)務(wù)通信分系統(tǒng)將收到的所有數(shù)據(jù)分別傳送到本分中心的所有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（包括交換服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）；③每個(gè)分中心二期主業(yè)務(wù)通信分系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)用戶的指定，將需要分發(fā)的數(shù)據(jù)發(fā)送到交換服務(wù)器通信系統(tǒng)；④交換服務(wù)器通信系統(tǒng)收到二期主業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)發(fā)來的數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶事先的指定進(jìn)行分發(fā)；⑤交換服務(wù)器通信系統(tǒng)收到請(qǐng)求報(bào)，將檢索交換服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)答。

（2）由圖3可知MQ在航站與中心通訊過程中數(shù)據(jù)流有三個(gè)單向、二個(gè)雙向。

單向： 預(yù)報(bào)平臺(tái) 雙向：（即發(fā)又收） 航站通信服務(wù)器

航站通信服務(wù)器 DB00 中心交換服務(wù)器

DB01 中心二期主業(yè)務(wù)

4 MQ常見故障分析與處理

任何一種軟件都會(huì)存在一定的系統(tǒng)管理工作，MQ當(dāng)然也不例外，下面我就對(duì)日常維護(hù)工作中常見的故障進(jìn)行分析闡述。其實(shí)MQ為我們提供了豐富的故障分析手段，MQ錯(cuò)誤日志即是一種簡單易行、快速有效的手段，另外MQ還提供了其它方式方法，如：MQ的系統(tǒng)管理命令、MQ的TRACE、FFST等途徑，都是用來對(duì)錯(cuò)誤信息進(jìn)行追蹤和記錄，從而幫助解決問題。

4.1 錯(cuò)誤日志分析

當(dāng)MQ運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題時(shí)，第一個(gè)應(yīng)該采取的行動(dòng)便是查看MQ的錯(cuò)誤日志。MQ在各種層次上，為用戶提供了豐富的日志文件，這些日志文件包含了所有被啟動(dòng)的隊(duì)列管理器、有關(guān)對(duì)MQ的隊(duì)列管理器操作、以及被啟動(dòng)的通道的相關(guān)信息，當(dāng)隊(duì)列管理器和通道等運(yùn)行時(shí)，有關(guān)信息包括出現(xiàn)異常情況時(shí)的信息都將在日志文件中有所體現(xiàn)。

日志文件：當(dāng)系統(tǒng)建立了隊(duì)列管理器以后，該隊(duì)列管理器所需的日志文件隨之即在/var/mqm/qmgr/QmgrName/errors子目錄下會(huì)產(chǎn)生三個(gè)日志文件：

AMQERR01.LOG、AMQERR02.LOG、AMQERR03.LOG。它們是以循環(huán)方式存儲(chǔ)錯(cuò)誤消息，因此，最新的錯(cuò)誤信息總是存儲(chǔ)在AMQERR01.LOG中，歷史信息存儲(chǔ)AMQERR02.LOG 和 AMQERR03.LOG中。我們應(yīng)該按照該順序查看錯(cuò)誤信息，并從該文件中獲取信息，根據(jù)它的提示采取相應(yīng)的措施。

4.2 常見故障分析

如果查看錯(cuò)誤日志經(jīng)初步分析無法解決問題，則必須更近一步的查找原因，應(yīng)對(duì)如下問題進(jìn)行深入分析。

MQSeries的通道是MQ的重要組成部分，是MQ的難點(diǎn)和精華，它運(yùn)行正常與否對(duì)MQ系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著致關(guān)重要的作用，并且在MQ的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，相當(dāng)數(shù)量的異常問題與通道有關(guān)，因此，相比而言，對(duì)MQ通道的維護(hù)工作是MQ系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理工作的重點(diǎn)。

通道狀態(tài)異常時(shí)應(yīng)采取的措施：

（1）查看網(wǎng)絡(luò)連接是否暢通MQ的通訊是建立在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常的基礎(chǔ)之上的，當(dāng)通道不通時(shí)，要首先檢查網(wǎng)絡(luò)連接是否正常?？梢允褂貌僮飨到y(tǒng)ping命令，也可以采用ftp方式，在兩個(gè)主機(jī)之間嘗試進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以判斷網(wǎng)絡(luò)是否正常。（2）查看通道定義是否正確。通道所使用的傳輸隊(duì)列定義是否正確，通道兩端的定義是否匹配，如兩條通道最大傳輸?shù)南㈤L度，Message sequence number wrap是否一致。若不一致，要重新定義通道，可使用腳本命令DEFINE CHANNEL。（3）查看通道的狀態(tài)。用以下命令來判斷通道狀態(tài)：dis chstatus（ChannelName）或dis chs（ChannelName） 其中，ChannelName代表通道的名稱。（4）查看通道的當(dāng)前消息序列號(hào)。用dis chstatus（ChannelName）或dis chs（ChannelName）查看通道的當(dāng)前一些屬性值，在通道的屬性值中，current sequence number代表通道當(dāng)前的消息序列號(hào)值，若消息序列號(hào)不一致，則可用MQSC命令RESET CHANNEL命令來將消息序列號(hào)重新置1。

5 結(jié)束語

過通實(shí)踐驗(yàn)證在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中引用MQ技術(shù)，極大優(yōu)化了系統(tǒng)的架構(gòu)。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換過程中選擇基于隊(duì)列等候的MQ 通信方式極大增強(qiáng)了信息的實(shí)時(shí)性，信息通過隊(duì)列可以瞬時(shí)完成檢索和發(fā)送；同時(shí)安全可靠性方面也很到了極大的保障，MQ 通訊不存在忽略或丟失信息的危險(xiǎn)，只有證實(shí)信息已經(jīng)從隊(duì)列中取出并到達(dá)接收端之后，信息才會(huì)從發(fā)送系統(tǒng)中刪除。一旦信息放到MQ Series 手中，那么交付任務(wù)便可保證絕對(duì)成功。如果通信過程發(fā)生中斷，信息仍會(huì)安全存放在隊(duì)列中，一旦連接恢復(fù)，信息便一次發(fā)送過去，對(duì)業(yè)務(wù)的集成不會(huì)產(chǎn)生任何影響；日常維護(hù)方面MQ日志文件提供較為全面的信息，使機(jī)務(wù)人員對(duì)系統(tǒng)的日常維護(hù)和排故工作更加容易開展。MQ所特具的這些先進(jìn)性、安全性、可管理性和易于維護(hù)開發(fā)等優(yōu)勢(shì)，使民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到了極大的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘荃，婁麗軍.《IBM WebSphere MQ 基礎(chǔ)教程》[M].電子工業(yè)出版社，2004.

[2]陳宇翔.精通WebSphere MQ[M].合肥，安徽科學(xué)技術(shù)出版社.