虛擬帶庫在空中交通管理自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬義

【摘 要】記錄儀是空管自動化系統(tǒng)的重要組成部分，也是作為事件調(diào)查的重要依據(jù)，要求錄儀記錄時間要滿足要求，這同時要要求記錄儀存儲空間要足夠大。當(dāng)前多數(shù)自動化系統(tǒng)都存在記錄儀空間小的問題，如果靠硬件來解決，成本非常昂貴。筆者結(jié)合虛擬帶庫的特點(diǎn)，對這個問題提出了運(yùn)用虛擬帶庫解決的觀點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】“虛擬帶庫”；“自動化”；“記錄儀”

0.引言

空中交通管理（以下簡稱空管）是民用航空運(yùn)輸業(yè)運(yùn)行和安全的核心、空管對于保障飛行安全、提高飛機(jī)準(zhǔn)點(diǎn)以及促進(jìn)航空運(yùn)輸進(jìn)一步發(fā)展起決定性的至關(guān)重要的作用?？展茏詣踊到y(tǒng)是空管系統(tǒng)的核心組成部分。其主要功能是對多雷達(dá)信號進(jìn)行融合處理，并將雷達(dá)信號與飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，使管制員直觀地實(shí)時地了解航空器的速度、高度、方位以及未來的飛行趨勢。自動化系統(tǒng)記錄儀則是自動化系統(tǒng)中重要組成部分，其主要功能為24小時不間斷實(shí)時記錄大量的雷達(dá)數(shù)據(jù)和語音信息。并根據(jù)需求隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)、語音等業(yè)務(wù)的回放，作為事件調(diào)查的依據(jù)之一，同時也可以為模擬培訓(xùn)和案例講解提供真實(shí)的數(shù)據(jù)。當(dāng)前各類自動化記錄儀均遇到主機(jī)容量小、備份手段單一、磁盤陣列系統(tǒng)昂貴等問題，本文中，筆者對虛擬帶庫在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用提出見解。

1 .虛擬磁帶庫介紹

虛擬磁帶庫VTL（Virtual Tape Library）通常為一種專用的計(jì)算工具，它可以仿真物理磁帶庫的驅(qū)動器和）在磁盤上存儲備份映像。虛擬磁帶庫由三部分組件構(gòu)成： 計(jì)算機(jī)硬件，通常為Intel處理器（基于Linux操作系統(tǒng)且由該系統(tǒng)供電），或者相近的變體； 應(yīng)用軟件（用于仿真磁帶庫和磁帶驅(qū)動器）； 和一組基于RAID技術(shù)的磁盤驅(qū)動器（在硬盤失效時它們可避免丟失任何數(shù)據(jù)）。

虛擬磁帶庫不僅具有緩存的功能，并且與備份管理軟件的兼容性也較好，還具有不改變備份流程、提高設(shè)備性能、可擴(kuò)展性高和利用率高等特點(diǎn)。磁盤通過軟件仿真成物理磁帶庫，雖然其內(nèi)部構(gòu)造、外觀、速度和物理磁帶庫截然不同，但對于備份軟件和主機(jī)系統(tǒng)而言，VTL具有磁帶識別的特征，可被認(rèn)作物理磁帶庫設(shè)備。這使得設(shè)備在可用性及備份的可靠性等方面都得到大幅提升，并無縫、平滑地集成到原有系統(tǒng)環(huán)境中，配合傳統(tǒng)的備份軟件和物理磁帶庫，提高設(shè)備使用率和備份性能。

2 .空管自動化系統(tǒng)記錄儀現(xiàn)狀

2.1 空管自動化記錄儀情況介紹

某空管自動化記錄儀使用的主機(jī)是DRU工控機(jī)的，有AB兩臺主機(jī)互為主備，主要功能是記錄的空管自動化屏幕信息，類似考屏文件，記錄下來的文件會在記錄機(jī)的磁盤存放 30小時，30小時后的文件被歸檔存放到主機(jī)連接的 DDS-3 磁帶機(jī)上。如果數(shù)據(jù)需要回放，30小時內(nèi)的直接會在磁盤上找到。30小時外的，用回放機(jī)讀取磁帶。B是記錄備份機(jī)，內(nèi)容和A完全一樣，平時只記錄數(shù)據(jù)，A機(jī)宕后，B機(jī)頂替。所備份的文件以日期為單位存放在磁帶上，所有過程由自動化軟件完成。

2.2 現(xiàn)狀分析

由于自動化系統(tǒng)存儲節(jié)點(diǎn)的備份設(shè)備為物理磁帶機(jī)，我們從三個方面來說明傳統(tǒng)磁帶機(jī)存在的弊端。（1）數(shù)據(jù)可靠性，由于磁帶的損壞會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的幾率偏高，并且由于物理磁帶機(jī)是機(jī)械結(jié)構(gòu)，使用一段時間后，會發(fā)生機(jī)械故障，卡帶等問題；（2）數(shù)據(jù)可恢復(fù)性，磁帶存儲由于磁帶磁粉脫落、粘連、消磁、磁頭粘污等原因會在需要恢復(fù)數(shù)據(jù)時無法獲得數(shù)據(jù)，因此磁帶的可恢復(fù)性不會是100%。備份恢復(fù)能力不佳，恢復(fù)往往涉及多帶查找，抓帶、使應(yīng)用端被迫因此延長待機(jī)時間；（3）容量限制性，現(xiàn)階段所使用的磁帶容量僅為12/24GB，需手動定期重復(fù)更換磁帶，存在一定的風(fēng)險。

3. 虛擬帶庫在空管自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)組成

存儲系統(tǒng)由三臺服務(wù)器、一臺SureSave VTL虛擬帶庫、一個光纖交換機(jī)、一個以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及相應(yīng)的光纖、UTP網(wǎng)線連接而成。購置一套SureSave VTL，通過相應(yīng)的軟件將其配置；同時，在用作數(shù)據(jù)備份/恢復(fù)的三臺Alpha 主機(jī)上添加光纖存儲卡（FC HBA），通過光纖交換機(jī)將虛擬磁帶庫（VTL）和三臺Alpha主機(jī)用光纖將它們連接在一起，組成虛擬存儲系統(tǒng)。

根據(jù)系統(tǒng)日常需要，實(shí)現(xiàn)將指定兩臺Alpha主機(jī)的每日數(shù)據(jù)備份到虛擬磁帶庫（VTL）所設(shè)置的不同虛擬磁帶上。同時，還可以實(shí)現(xiàn)在另一臺Alpha主機(jī)上，將所備份在虛擬磁帶庫上的某日數(shù)據(jù)恢復(fù)出來；另外，還可以視情況需要，將虛擬磁帶庫上某些指定日期的數(shù)據(jù)備份到指定的磁帶機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久離線備份并保存。為實(shí)現(xiàn)主機(jī)到虛擬磁帶庫（VTL）的直接備份，我們首先需要配置標(biāo)準(zhǔn)共享磁盤陣列的所有步驟。同時，還需要配置虛擬磁帶庫（VTL），告訴VTL應(yīng)該模擬多少個虛擬磁帶驅(qū)動器、多少虛擬盒式磁帶，讓VTL軟件能自動實(shí)現(xiàn)配置，為虛擬磁帶合理分配磁盤數(shù)。

3.2 功能實(shí)現(xiàn)

VTL虛擬帶庫虛擬出三臺磁帶機(jī)A、B和C，分別指定給1#、2#和3#服務(wù)器使用。其中，A、B兩臺磁帶機(jī)各自分配了31盤虛擬磁帶（因?yàn)槊總€月最多不超過31天），每盤虛擬磁帶的容量目前配置為12G，與原記錄儀所使用的DDS-3磁帶機(jī)的容量相同。

1#和2#服務(wù)器專門用來備份相關(guān)指揮席位的應(yīng)用數(shù)據(jù)，3#服務(wù)器則用來回放1#和2#服務(wù)器所備份的數(shù)據(jù)，它所掛載的磁帶機(jī)C沒有分配專門的磁帶，而是根據(jù)客戶的需要，用命令的方式選擇1#或2#服務(wù)器所備份的某天的磁帶，將其放入磁帶機(jī)C，讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

光纖存儲網(wǎng)絡(luò)主要用于服務(wù)器和VTL帶庫之間的應(yīng)用數(shù)據(jù)交換。1#和2#記錄服務(wù)器向VTL虛擬帶庫發(fā)送需要備份數(shù)據(jù)，3#回放服務(wù)器則從VTL虛擬帶庫中讀取所選取備份帶的備份數(shù)據(jù)。

由于取消了原設(shè)計(jì)的用于1#、2#和3#服務(wù)器向VTL虛擬帶庫發(fā)送VTL控制命令的以太網(wǎng)絡(luò)，需要人工執(zhí)行更換、選擇虛擬磁帶的工作。為實(shí)現(xiàn)手工更換虛擬磁帶，需要將一臺Windows主機(jī)，通過以太網(wǎng)線直接與VTL虛擬帶庫的管理以太網(wǎng)口直連，來實(shí)時監(jiān)控和管理VTL虛擬帶庫的工作狀態(tài)。

4.結(jié)束語

通過虛擬帶庫系統(tǒng)的建立，發(fā)揮其的特點(diǎn)，可以解決目前自動化系統(tǒng)記錄儀中存儲的問題。且虛擬帶庫系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程復(fù)制提供數(shù)據(jù)容災(zāi)保護(hù)，結(jié)合重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，大幅降低數(shù)據(jù)傳輸帶寬需求、高可靠性降低數(shù)據(jù)風(fēng)險、總體擁有成本降低等優(yōu)勢。