西南地區(qū)SIPDS系統(tǒng)負(fù)載均衡的配置

摘 要：SIPDS（Synthetical Information Process and Display System，綜合信息處理與顯示系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)稱SIPDS）是空管自動(dòng)化系統(tǒng)的輔助配套設(shè)施，為管制員提供航空氣象、航行情報(bào)、流量控制方案等信息，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。為保障空中交通安全，向西南區(qū)域管制中心提供穩(wěn)定的信息服務(wù)，管制中心的SIPDS系統(tǒng)使用集群構(gòu)建，并在該集群上搭建了負(fù)載均衡模塊，從而加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與效率。文章從實(shí)際出發(fā)，對(duì)SIPDS系統(tǒng)負(fù)載均衡進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：SIPDS；區(qū)域管制；集群系統(tǒng)；負(fù)載均衡

引言

繼我國(guó)在北京、上海、廣州先后修建了三個(gè)大型的民航區(qū)域管制中心之后，成都也建立了區(qū)域管制中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)西南地區(qū)的日益增長(zhǎng)的空中交通的更加安全和高效的管理。

除了飛機(jī)位置監(jiān)視和地空、地地通信兩個(gè)必要的手段，管制員的指揮決策還需要大量的輔助信息，這些信息包括航空氣象、航行情報(bào)、AFTN電報(bào)、空軍活動(dòng)、專機(jī)/重要飛行任務(wù)、通用航空飛行、校飛/試飛活動(dòng)、流量控制方案等。綜合信息顯示系統(tǒng)正是為了將信息流轉(zhuǎn)和業(yè)務(wù)流程有效管理起來(lái)而特別訂制的信息化集成系統(tǒng)。

成都區(qū)域管制中心SIPDS系統(tǒng)是空管自動(dòng)化系統(tǒng)的輔助配套設(shè)施，主要完成對(duì)氣象信息、航行情報(bào)信息、飛行計(jì)劃信息、空軍活動(dòng)信息、專機(jī)保障信息、通用航空信息和其他靜態(tài)航行資料信息的處理和顯示，以及班前準(zhǔn)備和交接班的服務(wù)功能，為管制員提供豐富詳實(shí)的航行情報(bào)信息、氣象情報(bào)信息以及各種靜態(tài)資料，并且將各種信息綜合到一個(gè)界面上切換顯示，方便管制人員對(duì)各種信息的獲取，減輕管制人員的勞動(dòng)負(fù)荷，提高工作效率，保障空中交通安全。系統(tǒng)用統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各種信息的歸一化，同時(shí)通過(guò)必要的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)保證責(zé)權(quán)明確，特定的席位處理特定的信息，承擔(dān)對(duì)應(yīng)的職責(zé)，避免一線管制員浪費(fèi)時(shí)間對(duì)信息進(jìn)行甄選，有效的提高工作效率。

1 系統(tǒng)概括

SIPDS作為雷達(dá)自動(dòng)化系統(tǒng)之外的管制業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)，一是實(shí)現(xiàn)了除雷達(dá)自動(dòng)化系統(tǒng)和內(nèi)話系統(tǒng)之外各種信息的綜合集成，二是能根據(jù)席位職能實(shí)現(xiàn)信息在不同席位間的有序流轉(zhuǎn)，三是實(shí)現(xiàn)管制員的辦公自動(dòng)化（管制排班、交接班、考勤管理等）。

SIPDS的建設(shè)主要包括了硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩大方面。其中硬件平臺(tái)包括：

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：提供系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備互連的局域網(wǎng)，以及到航空氣象系統(tǒng)、航行情報(bào)系統(tǒng)、AFTN電報(bào)處理系統(tǒng)等其他信息系統(tǒng)的連接。

核心服務(wù)系統(tǒng)：為整個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、Web訪問(wèn)服務(wù)、FTP服務(wù)等核心服務(wù)。包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群和磁盤(pán)陣列，Web/FTP服務(wù)器。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：提供數(shù)據(jù)的收集和分析、處理。包括氣象前置服務(wù)器、電報(bào)接口服務(wù)器、氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)、情報(bào)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)。

責(zé)任席位專用系統(tǒng)：用于氣象、計(jì)劃協(xié)調(diào)、軍航協(xié)調(diào)等責(zé)任席位的信息管理與發(fā)布。

終端席位：SIPDS系統(tǒng)的客戶端，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與一般管制用戶的信息交互。

維護(hù)支持系統(tǒng)：用于系統(tǒng)維護(hù)人員監(jiān)視網(wǎng)路狀態(tài)和業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)，以及網(wǎng)絡(luò)防毒等。

軟件平臺(tái)包括：

數(shù)據(jù)處理軟件：包括各種數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件。前者部署在相應(yīng)的信息系統(tǒng)機(jī)房?jī)?nèi)，用于從某信息系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，并向后端提供數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)庫(kù)隔離和數(shù)據(jù)傳遞。后者部署在SIPDS端，與前置相對(duì)，接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)其進(jìn)行必要的處理，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)或其他文件系統(tǒng)中，以供管制終端使用。

責(zé)任席位專用系統(tǒng)：為氣象、計(jì)劃協(xié)調(diào)、軍航協(xié)調(diào)等責(zé)任席位提供對(duì)于氣象信息，軍航計(jì)劃，航行通告、通用航空計(jì)劃、專機(jī)計(jì)劃、試飛/校飛計(jì)劃、設(shè)備停機(jī)維護(hù)信息的發(fā)布和管理功能。

業(yè)務(wù)終端軟件：作為最終用戶直接使用的軟件系統(tǒng)，其核心就是通過(guò)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)各種信息的展示以及業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)。針對(duì)不同用戶身份，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加載不同的功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的合理性保護(hù)。此外，利用系統(tǒng)登錄記錄統(tǒng)計(jì)考勤情況，排班支持和完善的系統(tǒng)日志都是終端軟件的組成部分。

2 解決方案

負(fù)載均衡（1*）是由多臺(tái)服務(wù)器以對(duì)稱的方式組成一個(gè)服務(wù)器集合，每臺(tái)服務(wù)器都具有等價(jià)的地位，都可以單獨(dú)對(duì)外提供服務(wù)而無(wú)需其他服務(wù)器的輔助（2*）。TongWeb集群通過(guò)代理服務(wù)器上的TongWebDirector，將客戶端發(fā)送來(lái)的請(qǐng)求均勻分配到多臺(tái)內(nèi)部Web服務(wù)器之一上，從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的。而接收到請(qǐng)求的服務(wù)器獨(dú)立地回應(yīng)客戶的請(qǐng)求。SIPDS系統(tǒng)中負(fù)載均衡是通過(guò)Apache來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)客戶端請(qǐng)求訪問(wèn)Apache時(shí)，Apache會(huì)將請(qǐng)求按一定比例轉(zhuǎn)發(fā)到后臺(tái)多個(gè)TongWeb上，當(dāng)其中一個(gè)TongWeb出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，其余TongWeb還可以繼續(xù)接收客戶端的請(qǐng)求。

TongWeb應(yīng)用服務(wù)器支持集群和負(fù)載均衡。集群的負(fù)載均衡器通常有兩種類型（3*），一種是硬件（例如：F5），另一種是軟件（例如：Apache）。TongWeb服務(wù)器支持上述兩種負(fù)載均衡器。TongWeb應(yīng)用服務(wù)器支持節(jié)點(diǎn)的失敗和自動(dòng)恢復(fù)。當(dāng)集群中的某個(gè)TongWeb應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障（如：突然斷電、因負(fù)載過(guò)大而導(dǎo)致崩潰等）而停止服務(wù)時(shí)，負(fù)載均衡器會(huì)把原來(lái)分發(fā)給該節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到集群中其他工作正常的節(jié)點(diǎn)。該集群節(jié)點(diǎn)恢復(fù)正常時(shí)，負(fù)載均衡器再根據(jù)該節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值繼續(xù)向此節(jié)點(diǎn)分發(fā)請(qǐng)求。

在SIPDS中，負(fù)載均衡的配置使用了tomcat connectors（mod_jk）模塊（4*），需在WEB服務(wù)器上進(jìn)行配置如下。

2.1 Apache的配置

2.2 TongWeb配置

參數(shù)說(shuō)明：

通道名稱：AJP通道的唯一標(biāo)識(shí)。

監(jiān)聽(tīng)地址：AJP通道的監(jiān)聽(tīng)地址，通常默認(rèn)值即可。

監(jiān)聽(tīng)端口：AJP通道的監(jiān)聽(tīng)端口，與worker.properties配置端口對(duì)應(yīng)。

重定向端口：AJP通道的重定向端口，不需設(shè)置。

請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間：請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間，以秒為單位。

TCPNoDelay：設(shè)置TcpNoDelay的值，默認(rèn)為true。部署應(yīng)用，需要注意的是應(yīng)用部署時(shí)必須選擇默認(rèn)的虛擬主機(jī)“server”。

至此TongWeb配置完成。

3 驗(yàn)證集群配置及測(cè)試

通過(guò)前面對(duì)Apache和TongWeb的配置，就完成了SIPDS負(fù)載均衡的所有設(shè)置，配置好后可以通過(guò)以下步驟查看師傅配置成功：

（1）啟動(dòng)Apache和TongWeb，無(wú)先后啟動(dòng)順序要求。

（2）輸入地址：http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status，查看Apache與TongWeb之間的連接狀態(tài)是否為OK或OK/IDLE。

圖7 Apache與TongWeb連接狀態(tài)

（3）在訪問(wèn)時(shí)，同一瀏覽器的訪問(wèn)會(huì)被始終定位到同一臺(tái)TongWeb上，如果不是這樣，說(shuō)明配置不正確，jvmRoute參數(shù)值與workers.properties中配置不對(duì)應(yīng)。當(dāng)重新打開(kāi)一個(gè)新的瀏覽器時(shí)，訪問(wèn)才有可能被定位到另一臺(tái)TongWeb上。

（4）停止其中一臺(tái)TongWeb，應(yīng)用可以繼續(xù)訪問(wèn)。

（5）通過(guò)http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status頁(yè)面可以監(jiān)控到訪問(wèn)狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

SIPDS能快速為管制員提供航空氣象、航行情報(bào)、AFTN電報(bào)、空軍活動(dòng)、專機(jī)/重要飛行任務(wù)、通用航空飛行、校飛/試飛活動(dòng)、流量控制方案等信息。一定程度上提高了管制員的工作效率，得到了管制人員的普遍認(rèn)可。負(fù)載均衡模塊作為SIPDS系統(tǒng)中的重要模塊，為SIPDS擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加了吞吐量、加強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力、提高了系統(tǒng)的靈活性和可用性，有助于我們提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的空中交通管制服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛軍，李增智，王云嵐.負(fù)載均衡技術(shù)的發(fā)展[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2003，12：2100-2103.

[2]程洪，錢樂(lè)秋，洪圓.基于Linux集群的Web服務(wù)的研究和構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40（34）：158-161.

[3]高昂，慕德俊，胡延蘇.Web集群的區(qū)分服務(wù)與負(fù)載均衡策略研究[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2011，33（3）：555-562.

[4]陳文超.淺析TomcatWeb服務(wù)器基于Apache的集群與負(fù)載均衡[J].科技資訊，2012（6）：28-30.

作者簡(jiǎn)介：李歡（1988-），女，工作于中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心，主要從事數(shù)字信息化系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)的工作。

監(jiān)聽(tīng)地址：AJP通道的監(jiān)聽(tīng)地址，通常默認(rèn)值即可。

監(jiān)聽(tīng)端口：AJP通道的監(jiān)聽(tīng)端口，與worker.properties配置端口對(duì)應(yīng)。

重定向端口：AJP通道的重定向端口，不需設(shè)置。

請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間：請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間，以秒為單位。

TCPNoDelay：設(shè)置TcpNoDelay的值，默認(rèn)為true。部署應(yīng)用，需要注意的是應(yīng)用部署時(shí)必須選擇默認(rèn)的虛擬主機(jī)“server”。

至此TongWeb配置完成。

3 驗(yàn)證集群配置及測(cè)試

通過(guò)前面對(duì)Apache和TongWeb的配置，就完成了SIPDS負(fù)載均衡的所有設(shè)置，配置好后可以通過(guò)以下步驟查看師傅配置成功：

（1）啟動(dòng)Apache和TongWeb，無(wú)先后啟動(dòng)順序要求。

（2）輸入地址：http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status，查看Apache與TongWeb之間的連接狀態(tài)是否為OK或OK/IDLE。

圖7 Apache與TongWeb連接狀態(tài)

（3）在訪問(wèn)時(shí)，同一瀏覽器的訪問(wèn)會(huì)被始終定位到同一臺(tái)TongWeb上，如果不是這樣，說(shuō)明配置不正確，jvmRoute參數(shù)值與workers.properties中配置不對(duì)應(yīng)。當(dāng)重新打開(kāi)一個(gè)新的瀏覽器時(shí)，訪問(wèn)才有可能被定位到另一臺(tái)TongWeb上。

（4）停止其中一臺(tái)TongWeb，應(yīng)用可以繼續(xù)訪問(wèn)。

（5）通過(guò)http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status頁(yè)面可以監(jiān)控到訪問(wèn)狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

SIPDS能快速為管制員提供航空氣象、航行情報(bào)、AFTN電報(bào)、空軍活動(dòng)、專機(jī)/重要飛行任務(wù)、通用航空飛行、校飛/試飛活動(dòng)、流量控制方案等信息。一定程度上提高了管制員的工作效率，得到了管制人員的普遍認(rèn)可。負(fù)載均衡模塊作為SIPDS系統(tǒng)中的重要模塊，為SIPDS擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加了吞吐量、加強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力、提高了系統(tǒng)的靈活性和可用性，有助于我們提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的空中交通管制服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛軍，李增智，王云嵐.負(fù)載均衡技術(shù)的發(fā)展[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2003，12：2100-2103.

[2]程洪，錢樂(lè)秋，洪圓.基于Linux集群的Web服務(wù)的研究和構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40（34）：158-161.

[3]高昂，慕德俊，胡延蘇.Web集群的區(qū)分服務(wù)與負(fù)載均衡策略研究[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2011，33（3）：555-562.

[4]陳文超.淺析TomcatWeb服務(wù)器基于Apache的集群與負(fù)載均衡[J].科技資訊，2012（6）：28-30.

作者簡(jiǎn)介：李歡（1988-），女，工作于中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心，主要從事數(shù)字信息化系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)的工作。

監(jiān)聽(tīng)地址：AJP通道的監(jiān)聽(tīng)地址，通常默認(rèn)值即可。

監(jiān)聽(tīng)端口：AJP通道的監(jiān)聽(tīng)端口，與worker.properties配置端口對(duì)應(yīng)。

重定向端口：AJP通道的重定向端口，不需設(shè)置。

請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間：請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間，以秒為單位。

TCPNoDelay：設(shè)置TcpNoDelay的值，默認(rèn)為true。部署應(yīng)用，需要注意的是應(yīng)用部署時(shí)必須選擇默認(rèn)的虛擬主機(jī)“server”。

至此TongWeb配置完成。

3 驗(yàn)證集群配置及測(cè)試

通過(guò)前面對(duì)Apache和TongWeb的配置，就完成了SIPDS負(fù)載均衡的所有設(shè)置，配置好后可以通過(guò)以下步驟查看師傅配置成功：

（1）啟動(dòng)Apache和TongWeb，無(wú)先后啟動(dòng)順序要求。

（2）輸入地址：http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status，查看Apache與TongWeb之間的連接狀態(tài)是否為OK或OK/IDLE。

圖7 Apache與TongWeb連接狀態(tài)

（3）在訪問(wèn)時(shí)，同一瀏覽器的訪問(wèn)會(huì)被始終定位到同一臺(tái)TongWeb上，如果不是這樣，說(shuō)明配置不正確，jvmRoute參數(shù)值與workers.properties中配置不對(duì)應(yīng)。當(dāng)重新打開(kāi)一個(gè)新的瀏覽器時(shí)，訪問(wèn)才有可能被定位到另一臺(tái)TongWeb上。

（4）停止其中一臺(tái)TongWeb，應(yīng)用可以繼續(xù)訪問(wèn)。

（5）通過(guò)http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status頁(yè)面可以監(jiān)控到訪問(wèn)狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

SIPDS能快速為管制員提供航空氣象、航行情報(bào)、AFTN電報(bào)、空軍活動(dòng)、專機(jī)/重要飛行任務(wù)、通用航空飛行、校飛/試飛活動(dòng)、流量控制方案等信息。一定程度上提高了管制員的工作效率，得到了管制人員的普遍認(rèn)可。負(fù)載均衡模塊作為SIPDS系統(tǒng)中的重要模塊，為SIPDS擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加了吞吐量、加強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力、提高了系統(tǒng)的靈活性和可用性，有助于我們提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的空中交通管制服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛軍，李增智，王云嵐.負(fù)載均衡技術(shù)的發(fā)展[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2003，12：2100-2103.

[2]程洪，錢樂(lè)秋，洪圓.基于Linux集群的Web服務(wù)的研究和構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40（34）：158-161.

[3]高昂，慕德俊，胡延蘇.Web集群的區(qū)分服務(wù)與負(fù)載均衡策略研究[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2011，33（3）：555-562.

[4]陳文超.淺析TomcatWeb服務(wù)器基于Apache的集群與負(fù)載均衡[J].科技資訊，2012（6）：28-30.

作者簡(jiǎn)介：李歡（1988-），女，工作于中國(guó)民用航空西南地區(qū)空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心，主要從事數(shù)字信息化系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)的工作。