遼寧省級氣象通信單機(jī)備份系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

欒永明+劉金霞+李晶+王慧瑜+趙威

摘要：省級新一代氣象通信集群系統(tǒng)維護(hù)期間將造成各類氣象信息的傳輸中斷。為確保氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需要建立單機(jī)備份系統(tǒng)，承擔(dān)維護(hù)期間通信業(yè)務(wù)。該文介紹了遼寧省級通信系統(tǒng)架構(gòu)及主要功能，分析了單機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)需求，提出了單機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，對單機(jī)備份系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)主備系統(tǒng)切換進(jìn)行了闡述。單機(jī)備份系統(tǒng)作為新一代氣象信息系統(tǒng)的應(yīng)急備份措施，切換簡單省時(shí)，對業(yè)務(wù)影響小，為保證實(shí)時(shí)氣象業(yè)務(wù)不間斷提供了重要保證。

關(guān)鍵詞： 通信；傳輸；不間斷；單機(jī)；備份

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）30-0024-02

The Design and Implementation of the Single Machine Backup System of Liaoning Provincial Meteorological Communication

LUAN Yong-ming，LIU Jin-xia，LI Jing，WANG Hui-yu，ZHAO Wei

（Liaoning Provincial Meteorological Information Center， Shenyang 110166， China）

Abstract： The maintenance of the new generation of the new generation communication cluster system will result in the interruption of all kinds of meteorological information. In order to ensure the continuous and stable operation of the meteorological service system， a single machine backup system is required， which is responsible for the maintenance of the communication service. This paper introduces the architecture and main functions of Liaoning provincial communication system， analyzes the technical requirements of the single machine system， and puts forward the design idea of the system. As a new generation of meteorological information system emergency backup measures， the single machine backup system is simple and time saving， and has little effect on the business， so as to provide an important guarantee for the real time meteorological service.

Key words： communication； transmission； continuous； single machine； backup

1 概述

隨著國內(nèi)氣象觀測的不斷發(fā)展，氣象資料種類和數(shù)量不斷增加，各類氣象業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效和質(zhì)量要求也不斷提高[1]。整合了CMACast系統(tǒng)的省級新一代通信系統(tǒng)承擔(dān)省級上行氣象信息的收集、向國家氣象信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、省際共享、接收和處理國家氣象信息中心下發(fā)的各類氣象數(shù)據(jù)，向省內(nèi)各級用戶提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的任務(wù)。它采用集群架構(gòu)，由多臺計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。由于集群系統(tǒng)整體維護(hù)期間需要停機(jī)，時(shí)間長達(dá)2-3小時(shí)。由于氣象通信業(yè)務(wù)屬于實(shí)時(shí)不間斷業(yè)務(wù)，因此必須要有備份措施確保維護(hù)期間實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)不間斷。

2 備份系統(tǒng)技術(shù)需求分析

IP地址需求。省級新一代通信系統(tǒng)以及CMACast系統(tǒng)的IP地址由中國氣象局統(tǒng)一規(guī)劃，各級氣象臺站、周邊省、國家氣象信息中心均通過該IP地址進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此，IP地址應(yīng)不更換為宜。為避免地址沖突，備份系統(tǒng)離線期間采用新分配的地址，在線期間應(yīng)采用與原系統(tǒng)一致的ftp服務(wù)地址。

網(wǎng)絡(luò)連接需求。備份系統(tǒng)應(yīng)與原系統(tǒng)同處于同一網(wǎng)段內(nèi)，原系統(tǒng)維護(hù)期間應(yīng)與備份系統(tǒng)完全隔離。因此，在網(wǎng)絡(luò)物理連接上應(yīng)便于切換。

系統(tǒng)分區(qū)需求。CMACast應(yīng)用系統(tǒng)對系統(tǒng)分區(qū)有要求，文件系統(tǒng)掛載點(diǎn)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)安裝要求進(jìn)行命名。

主機(jī)名需求。新一代通信系統(tǒng)應(yīng)用軟件會(huì)自動(dòng)讀取主機(jī)名進(jìn)行自動(dòng)配置，因此主機(jī)名應(yīng)嚴(yán)格按照要求命名。

目錄結(jié)構(gòu)需求。各類資料的傳輸均按照一定的目錄進(jìn)行存儲、交換，因此主備系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)及權(quán)限設(shè)置應(yīng)完全一致。

ftp服務(wù)需求。各類氣象信息均通過ftp（文件傳輸協(xié)議）進(jìn)行傳輸，ftp服務(wù)以及對端口的設(shè)置也應(yīng)與主系統(tǒng)相同。本系統(tǒng)除了缺省的21端口外，設(shè)置了12721、12821、12921端口。

用戶需求。各級氣象臺站均采用不同的上傳和下載用戶名及密碼，用戶ftp訪問的缺省目錄和權(quán)限應(yīng)與原系統(tǒng)相同。

服務(wù)器配置需求。存儲空間應(yīng)滿足文件級存儲和數(shù)據(jù)庫存儲的要求。內(nèi)存應(yīng)足夠大，處理器速度和磁盤讀寫速度應(yīng)足夠大。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2臺高配置的服務(wù)器分別作為單機(jī)版新一代通信系統(tǒng)和單機(jī)版CMACast系統(tǒng)。單機(jī)版新一代通信系統(tǒng)承擔(dān)新一代通信系統(tǒng)的上傳業(yè)務(wù)、省際共享、以及存儲CMACast系統(tǒng)分發(fā)來的數(shù)據(jù)，為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。單機(jī)版CMACast系統(tǒng)既作為CMACast系統(tǒng)服務(wù)器，同時(shí)安裝新一代通信系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)將接收的數(shù)據(jù)向新一代單機(jī)的分發(fā)。兩臺服務(wù)器均安裝新一代通信系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)2臺單機(jī)系統(tǒng)的互備。

單機(jī)系統(tǒng)采用新分配的IP地址，業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)通過設(shè)置虛擬網(wǎng)絡(luò)端口將業(yè)務(wù)ftp服務(wù)地址添加到單機(jī)系統(tǒng)中。

網(wǎng)絡(luò)連接。備份系統(tǒng)與原系統(tǒng)共同連接到同一交換機(jī)相同網(wǎng)段內(nèi)，備份系統(tǒng)應(yīng)用期間，將集群系統(tǒng)的各服務(wù)器共同連接到另外的交換機(jī)上，實(shí)現(xiàn)與在線系統(tǒng)的隔離。CMACast單機(jī)系統(tǒng)應(yīng)配置2塊網(wǎng)卡，其中1塊網(wǎng)卡與新一代通信系統(tǒng)網(wǎng)段相同，另一塊網(wǎng)卡與衛(wèi)星接收交換機(jī)同一網(wǎng)段。

為CMACast系統(tǒng)預(yù)留4個(gè)以上分區(qū)，主機(jī)命名、目錄結(jié)構(gòu)、ftp服務(wù)配置、用戶等與原系統(tǒng)一致。

由于系統(tǒng)的目錄及用戶多，手動(dòng)完成容易遺漏和出錯(cuò)，因此，通過編寫shell腳本來實(shí)現(xiàn)。也可以在重復(fù)安裝時(shí)使用，也便于檢查用戶及目錄創(chuàng)建的正確性，尤其是用戶的密碼和目錄的權(quán)限。

單機(jī)系統(tǒng)要與原業(yè)務(wù)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及軟件環(huán)境完全兼容。

配置時(shí)鐘同步。配置并啟動(dòng)時(shí)鐘同步服務(wù)，使之與省級授時(shí)系統(tǒng)校時(shí)。重新開機(jī)后也應(yīng)檢查時(shí)鐘。Linux系統(tǒng)的時(shí)鐘分為系統(tǒng)時(shí)鐘和軟件時(shí)鐘，兩者也要同步。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)平臺

安裝suse linux 10、vsftp、Tomcat、Mysql、ssh。應(yīng)注意操作系統(tǒng)與硬件平臺的兼容性。IBM X3850 X5 服務(wù)器安裝Suse 10 sp2出現(xiàn)了系統(tǒng)不穩(wěn)定，開關(guān)機(jī)異常的情況，升級到sp4以后正常。

4.2 軟件平臺

兩臺單機(jī)均安裝新一代通信系統(tǒng)單機(jī)版軟件，CMACast單機(jī)還要安裝衛(wèi)星接收軟件。

1）配置信息同步。配置文件較多，不能遺漏，細(xì)致做好配置文件的參數(shù)調(diào)整。

2）數(shù)據(jù)庫同步。數(shù)據(jù)庫環(huán)境變量要正確設(shè)置，對數(shù)據(jù)庫的配置文件進(jìn)行檢查，數(shù)據(jù)庫表的同步通過腳本導(dǎo)出再導(dǎo)入新的數(shù)據(jù)庫。

3）一體化快速質(zhì)控模塊安裝和配置。

4）本地化程序檢查。要重點(diǎn)檢查程序執(zhí)行權(quán)限、目錄特別是臨時(shí)目錄存在性檢查，定時(shí)作業(yè)要進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行檢查，以檢查出環(huán)境變量設(shè)置的正確性。有些程序在單機(jī)上需作調(diào)整。

5 主備系統(tǒng)切換

5.1 切換前準(zhǔn)備

準(zhǔn)備便攜式計(jì)算機(jī)和一條網(wǎng)線，便于管理集群及網(wǎng)絡(luò)測試等；做好各配置信息的備份和數(shù)據(jù)備份；測試各服務(wù)器的管理員口令，熟練掌握集群管理命令，熟練掌握數(shù)據(jù)補(bǔ)傳方法。檢查單機(jī)系統(tǒng)上行的各接口目錄及中間臨時(shí)目錄及所有子目錄下是否有殘留文件，避免將過時(shí)文件傳到國家局或應(yīng)用于業(yè)務(wù)中；檢查地址配置是否正確；檢查時(shí)鐘是否正確設(shè)置；檢查文件系統(tǒng)空間是否足夠；檢查vsftp服務(wù)是否正常。檢查應(yīng)用是否已經(jīng)啟動(dòng)；檢查定時(shí)作業(yè)是否加載；檢查隊(duì)列狀態(tài)；檢查主機(jī)狀態(tài)。檢查網(wǎng)絡(luò)連通情況。

5.2 業(yè)務(wù)切換

將單機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)線拔掉，使其斷網(wǎng)，避免與集群系統(tǒng)的IP沖突；

將預(yù)先準(zhǔn)備的網(wǎng)線與交換機(jī)連接，確保集群系統(tǒng)不斷網(wǎng)，逐個(gè)將集群內(nèi)各服務(wù)器的網(wǎng)線從原交換機(jī)拔掉連接到集群內(nèi)部交換機(jī)上。

將集群系統(tǒng)的網(wǎng)線從交換機(jī)上拔掉，將單機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)線連接到交換機(jī)上。將CMACast系統(tǒng)原服務(wù)器上192網(wǎng)段的網(wǎng)線拔掉，接到單機(jī)CMACast系統(tǒng)上。

此時(shí)，集群系統(tǒng)與局域網(wǎng)和氣象廣域網(wǎng)完全隔離，單機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行業(yè)務(wù)。

業(yè)務(wù)切回

拔掉單機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)線，使之脫離網(wǎng)絡(luò)；

集群系統(tǒng)開機(jī)并檢查集群運(yùn)行情況、查看ftp是否正常訪問、檢查時(shí)鐘和校時(shí)服務(wù)。

在單機(jī)上卸載ftp地址；

將所有網(wǎng)絡(luò)連線恢復(fù)到以前。

6 結(jié)束語

單機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具備新一代集群系統(tǒng)和CMACast系統(tǒng)的全部功能，可在一定時(shí)間內(nèi)承擔(dān)臺站-省、省-省、省-國家局之間的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，并可為省內(nèi)氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)。在2014年省級新一代通信系統(tǒng)維護(hù)的150分鐘期間，單機(jī)系統(tǒng)在線運(yùn)行，氣象信息傳輸沒有中斷，滿足數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)服務(wù)的要求，為氣象業(yè)務(wù)的順利進(jìn)行提供了基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王甫棣.國內(nèi)氣象通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012， 32（S2）：220-225.