短信平臺雙機(jī)互備體系研究

顧同江+++安金鵬+++弋才勇

摘 要：目前各企業(yè)在線運(yùn)行著多套業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，并且在逐步增多，如郵件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)控管理系統(tǒng)等，隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用部署規(guī)模的擴(kuò)大，接入業(yè)務(wù)數(shù)量的不斷增多，普通的單一的短信服務(wù)架構(gòu)已不能滿足業(yè)務(wù)需求，出現(xiàn)短信收發(fā)延遲時間過長甚至收發(fā)失敗的情況，失去通知、監(jiān)控類短信收發(fā)的重要意義。通過短信平臺雙機(jī)互備體系的研究，提出一種新的短信平臺架構(gòu)模式，有效避免因服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫異常造成短信無法發(fā)送的問題。根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展情況分析，使用短信平臺進(jìn)行業(yè)務(wù)往來的系統(tǒng)會逐步增加，需要保證短信的穩(wěn)定性和時效性，因此對短信平臺的體系結(jié)構(gòu)升級改造勢在必行。

關(guān)鍵詞：短信平臺；雙機(jī)互備；負(fù)載均衡

1 系統(tǒng)相關(guān)背景

由于業(yè)務(wù)需求，應(yīng)用短信的程度日益加大。傳統(tǒng)的單一服務(wù)器短信平臺系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)需求，所以在此提出一種新的短信平臺體系——雙機(jī)互備體系。通過對該體系的研究探討，考究該體系的可行性和應(yīng)用價值。

2 雙機(jī)互備體系的介紹

該短信平臺雙機(jī)互備系統(tǒng)為B/S結(jié)構(gòu)，由負(fù)載均衡連接兩臺短信服務(wù)器，由負(fù)載均衡將接收用戶請求并將請求分?jǐn)偟街?、備服?wù)器上。分別在兩臺服務(wù)器上搭建數(shù)據(jù)庫，主、備數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時同步。再由三臺網(wǎng)關(guān)服務(wù)器發(fā)送至運(yùn)營商。

對現(xiàn)短信平臺軟件進(jìn)行升級，分別對三大運(yùn)營商的接口通道升級為網(wǎng)關(guān)API的收發(fā)。按照分層的方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與承載的分離，通過具有業(yè)務(wù)路由功能的功能層可以實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的透明訪問，和業(yè)務(wù)模塊之間的有機(jī)集成，從而提供靈活多樣的業(yè)務(wù)接入能力和業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力，并且可以通過業(yè)務(wù)支撐單元的外部開放接口可以提供簡便、安全、可靠、易于擴(kuò)展的第三方業(yè)務(wù)的透明接入系統(tǒng)途徑。

對現(xiàn)短信平臺硬件進(jìn)行改造，通過負(fù)載均衡將訪問流量分配到主、備短信服務(wù)器，數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫集群，數(shù)據(jù)庫集群采用主從互備的機(jī)制實(shí)現(xiàn)，在將數(shù)據(jù)通過三臺網(wǎng)關(guān)服務(wù)器分發(fā)到各運(yùn)營商。

3 雙機(jī)互備體系的優(yōu)勢

（1）利用負(fù)載均衡來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量和并發(fā)能力，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。利用負(fù)載均衡和兩臺主、備服務(wù)器，能有效解決由于傳輸數(shù)據(jù)量過大導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題，降低服務(wù)器單節(jié)點(diǎn)風(fēng)險，提高系統(tǒng)的整體性能。

（2）短信平臺利用雙服務(wù)器主從互備的特點(diǎn)，能有效增加系統(tǒng)的容錯性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)庫集群主、從互備，能夠使數(shù)據(jù)做到實(shí)時同步，可以有效避免因數(shù)據(jù)庫異常造成的短信無法發(fā)送以及數(shù)據(jù)丟失的問題。

（3）采用開放式的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和負(fù)載動態(tài)均衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，保證系統(tǒng)容量的動態(tài)增長和功能的完善和升級，適應(yīng)信息管理技術(shù)不斷進(jìn)步的需要，并為新技術(shù)的發(fā)展提供應(yīng)有的可行空間。

（4）軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)范化標(biāo)識，保證軟件的可維護(hù)性要求，當(dāng)系統(tǒng)軟件局部功能模塊發(fā)生故障時，不影響其他模塊的正常運(yùn)行。

4 雙機(jī)互備體系的具體建設(shè)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是基于中間件的三層客戶機(jī)/服務(wù)器模式，將業(yè)務(wù)層、功能層和傳輸層分為三個不同的部分。短信數(shù)據(jù)的收發(fā)是通過傳輸層進(jìn)行的；短信數(shù)據(jù)的完整性與一致性是功能層來保證的；各業(yè)務(wù)系統(tǒng)與業(yè)務(wù)層對接，只負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的處理。

業(yè)務(wù)層：提供的用戶通過多種接入方式接入系統(tǒng)后，向用戶提供的短信收發(fā)服務(wù)。

功能層：也就是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層，是由接口和短信平臺、數(shù)據(jù)庫共同完成，功能層與用戶終端訪問方式無關(guān)。

傳輸層：構(gòu)架平臺的最底層，主要是由應(yīng)用服務(wù)器、WEB應(yīng)用中間件與數(shù)據(jù)庫組成。

其中關(guān)鍵步驟有：

（1）數(shù)據(jù)庫體系基于容量和時間雙約束的溢出檢測和自適應(yīng)的日志運(yùn)行可靠性設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)庫Master-Slave模式，一臺Slave承受不住讀請求壓力時，可以添加多臺，進(jìn)行負(fù)載均衡，分散讀壓力。還可以對多臺Slave進(jìn)行分工，服務(wù)于不同的系統(tǒng)，因?yàn)椴煌到y(tǒng)的查詢需求不同，對Slave分工后，可以創(chuàng)建不同的索引，使其更好的服務(wù)于目標(biāo)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫Master-Master模式互相將對方作為自己的Master，自己作為對方的Slave來進(jìn)行復(fù)制，但對外來講，還是一個主和一個從。當(dāng)主Master下線時，備Master切換為主Master，當(dāng)原來的主Master上線后，因?yàn)樗涗浟俗约寒?dāng)前復(fù)制到對方的什么位置了，就會自動從之前的位置開始重新復(fù)制，不需要人為地干預(yù)，大大提升了效率。

數(shù)據(jù)庫體系采用mysql主動模式的Master-Master（Master-Master in Active-Active Mode）模式，Master-Master復(fù)制的兩臺服務(wù)器，既是master，又是另一臺服務(wù)器的slave。這樣，任何一方所做的變更，都會通過復(fù)制應(yīng)用到另外一方的數(shù)據(jù)庫中。

通過短信業(yè)務(wù)應(yīng)用的特性，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布（Data distribution）、負(fù)載平衡（load balancing）、備份（Backups）、高可用性和容錯行 （High availability and failover），對比后采用Master-Master模式。

（2）接口監(jiān)控基于Watchdog的監(jiān)視和自啟復(fù)活的可靠性設(shè)計(jì)：采用watchdog模式對應(yīng)用和短信平臺的接口程序進(jìn)程進(jìn)行24小時自動監(jiān)控，出現(xiàn)問題后及時重啟接口進(jìn)程及服務(wù)告警。

watchdog 實(shí)際上是模式核心是一個用于接口進(jìn)程服務(wù)主動重啟的計(jì)時器機(jī)制，在指定時間內(nèi)對/dev/watchdog列表中接口進(jìn)程服務(wù)進(jìn)程進(jìn)行一次檢查，如果進(jìn)程正常則歸零計(jì)時器，重新倒計(jì)時。如果在指定時間內(nèi)接口進(jìn)程進(jìn)程異常，watchdog便認(rèn)為接口進(jìn)程服務(wù)進(jìn)程發(fā)生嚴(yán)重故障，主動重啟接口進(jìn)程服務(wù)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)接口進(jìn)程的監(jiān)視和自啟復(fù)活，以求自救而不是等死。

（3）基于雙機(jī)熱備和負(fù)載均衡的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過雙機(jī)熱互備技術(shù)，采用的active/standby 方式，active服務(wù)器處于工作狀態(tài)；而standby服務(wù)器處于監(jiān)控準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)active服務(wù)器出現(xiàn)故障的時候，通過軟件診測或手工方式將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時間內(nèi)完全恢復(fù)正常使用。結(jié)合mysql數(shù)據(jù)庫集群主從互備技術(shù)，采用主動的Master-Master模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性；從而構(gòu)建短信平臺雙機(jī)互備體系。通過設(shè)置虛擬服務(wù)地址（IP），將位于同一地域（Region）的多臺服務(wù)器虛擬成一個高性能、高可用的應(yīng)用服務(wù)池；再根據(jù)應(yīng)用指定的方式，將來自客戶端的網(wǎng)絡(luò)請求分發(fā)到服務(wù)器池中。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡會檢查服務(wù)器池中后端服務(wù)器的健康狀態(tài)，自動隔離異常狀態(tài)的后端服務(wù)器，從而解決了單臺后端服務(wù)器的單點(diǎn)問題，同時提高了應(yīng)用的整體服務(wù)能力。

雙機(jī)互備采用F5負(fù)載均衡來接收用戶的請求，由負(fù)載均衡將請求分?jǐn)偟街?、備服?wù)器上。主、備服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境為Redhat Linux 5.0，應(yīng)用服務(wù)為Apache，基于Application Platform平臺進(jìn)行集成開發(fā)，使用 Mysql 5.0數(shù)據(jù)庫，基于PHP，Perl開發(fā)語言的面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)模式。

數(shù)據(jù)庫體系采用mysql主動模式的Master-Master（Master-Master in Active-Active Mode）模式，避免因單數(shù)據(jù)庫或硬盤容量占用率過大等異常造成短信無法發(fā)送；對數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)主備模式、增加系統(tǒng)的容錯性和穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

系統(tǒng)增加冗余備份、擁塞控制、狀態(tài)報告、優(yōu)先級、調(diào)度機(jī)制、消息跟蹤等模塊，優(yōu)化接口管理、網(wǎng)關(guān)吞吐量模塊，提高程序的穩(wěn)定性和短信發(fā)送效率。

通過具有業(yè)務(wù)路由的功能層實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的透明訪問，和業(yè)務(wù)模塊之間的有機(jī)集成，從而提供靈活多樣的業(yè)務(wù)接入能力和業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力，并且可以通過業(yè)務(wù)支撐單元的外部開放接口可以提供簡便、安全、可靠、易于擴(kuò)展的第三方業(yè)務(wù)的透明接入系統(tǒng)途徑。提供了webservice，url，socket，中間庫等多種接口。

短信平臺雙機(jī)互備體系非常適合對短信業(yè)務(wù)需求較高的企業(yè)和單位，提升效率的同時也能有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯性。