貴州交警 “六合一”系統(tǒng)500天零故障

路沙

Gartner曾報告，2016年全球云服務(wù)市場規(guī)模達到654.8億美元，到2020年將持續(xù)平穩(wěn)增長。Gartner預(yù)計，2020年全球云服務(wù)市場規(guī)模將達到1435.3億美元，年復(fù)合增長率將達到21.7%。 而我國云計算整體市場增長態(tài)勢，高于全球平均水平。

云計算的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為企業(yè)業(yè)務(wù)的創(chuàng)新提供了強大的支撐能力。

目前，云計算正在從游戲、電商等互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)轉(zhuǎn)向交通、醫(yī)療、政府等傳統(tǒng)行業(yè)，而政府則是傳統(tǒng)行業(yè)云化轉(zhuǎn)型的主要突破口之一。

目前國內(nèi)大部分企業(yè)在信息化建設(shè)上仍然處于初級階段，信息化建設(shè)剛剛起步，主要面臨的問題是系統(tǒng)的集中與整合。

目前很多政府單位都在進行信息化建設(shè)的探索與實踐，搭建基于云計算的底層基礎(chǔ)架構(gòu)平臺，將傳統(tǒng)的政務(wù)應(yīng)用遷移到云平臺上，提高政府部門的服務(wù)效率和能力。 最終目的是讓信息多跑腿，群眾少跑路。

基于這樣的架構(gòu)理念，貴州交管局首先從存儲層面的云化出發(fā)，構(gòu)建了基于分布式平臺，將貴州智慧交通的核心系統(tǒng)集成到一起，形成公安交通綜合業(yè)務(wù)平臺，通過云平臺的建設(shè)以及大數(shù)據(jù)、智能化模塊的導(dǎo)入，推動貴州交管局信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

貴州交管局系統(tǒng)架構(gòu)亮點所在

1.“六合一”系統(tǒng)從集中到融合，撐起智慧交通核心平臺。

集機動車登記系統(tǒng)、駕駛證管理系統(tǒng)、違法處理系統(tǒng)、事故處理系統(tǒng)、交警隊信息平臺以及劇毒品公路運輸六大業(yè)務(wù)系統(tǒng)為一體，實現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)從分散到集中到融合，撐起貴州省智慧交通服務(wù)的核心平臺。

2.x86分布式架構(gòu)實現(xiàn)高性能低成本資源整合。

以x86分布式架構(gòu)為基礎(chǔ)，通過軟硬件資源統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)了高效管理和資源整合。保證彈性保障數(shù)據(jù)橫向、大規(guī)模擴展，同時IOPS每秒提升到三百萬級響應(yīng)能力。

3.閃存智能緩存的虛擬化技術(shù)結(jié)合云平臺的智能調(diào)度和均衡算法，提高資源整體利用率，實現(xiàn)資源分配價值的最大化。

4.由zData配合Oracle的ASM通過鏡像和條帶來實現(xiàn)IO訪問的均勻分布和存儲安全。

5.數(shù)據(jù)架構(gòu)新突破。從數(shù)據(jù)架構(gòu)的設(shè)計評審、方案論證、升級改造、遷移切割、性能優(yōu)化、運行保障、監(jiān)控維護、容災(zāi)構(gòu)建、云化備份全方位多角度的去精細化實施，分布式部署，建立完善規(guī)范化數(shù)據(jù)庫管理體系，形成數(shù)據(jù)架構(gòu)層面的新突破。

在云和恩墨技術(shù)專家的協(xié)助下，最終貴州交管局從IT架構(gòu)新變革、數(shù)據(jù)架構(gòu)新突破、應(yīng)用架構(gòu)新創(chuàng)新、管理規(guī)范新舉措四大系統(tǒng)層面為引導(dǎo)，旨在構(gòu)建系統(tǒng)化、分層維度的全面革新體系，把信息化建設(shè)提升到當(dāng)前業(yè)界最領(lǐng)先的架構(gòu)水平，全力支撐業(yè)務(wù)跨越發(fā)展，滿足爆發(fā)式業(yè)務(wù)增長條件下，保持良好感知的健康運營狀態(tài)，打造出一套基于分布式存儲金融系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的政務(wù)云平臺。

目前，該系統(tǒng)已經(jīng)零故障平穩(wěn)運行500天。對于交管局，除了實現(xiàn)32TB的大規(guī)模數(shù)據(jù)遷移之外，實際運行中也取得了顯著效果，在構(gòu)建高可用、高冗余、高性能的數(shù)據(jù)環(huán)境的同時，還進一步降低了TCO。

據(jù)負責(zé)該項目的技術(shù)專家介紹，通過基于zDATA的軟件定義存儲分布式架構(gòu)，重構(gòu)后數(shù)據(jù)庫的主要指標(biāo)性能提升比率超過了100%。

具體來說，系統(tǒng)業(yè)務(wù)高峰期間CPU整體開銷在5%以內(nèi)，相比過去老舊架構(gòu)CPU每日85%～95%，應(yīng)用快速響應(yīng)得到了飛躍性的提升。

1.DB TIME重構(gòu)前，每日最高單個小時為3563.15。重構(gòu)后，每日最高單個小時DB TIME為199.68，性能效果提升了178倍。

2.重構(gòu)前，平均響應(yīng)I/O的請求時間為10.07毫秒；重構(gòu)后，平均響應(yīng)I/O的請求時間縮短為0.01毫秒，IO效果提升1007倍。

3.而針對違法審批報表SQL執(zhí)行，在重構(gòu)前同一SQL執(zhí)行完成需要10206.1秒；重構(gòu)后，同一SQL執(zhí)行完成只需要87.07秒，SQL執(zhí)行效率提升了117倍。

企業(yè)上云的五大關(guān)鍵點

隨著企業(yè)數(shù)據(jù)庫數(shù)量的大量增加，更多企業(yè)通過整合數(shù)據(jù)庫形成私有云數(shù)據(jù)庫來簡化IT架構(gòu)，減少運維復(fù)雜度，降低IT系統(tǒng)總體。數(shù)據(jù)庫整合后，單個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量大量增加，這對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的彈性、可靠性、擴展性和性能都有著非常高的需求。

因此，企業(yè)上云的時候需要關(guān)注以下五大關(guān)鍵點：系統(tǒng)彈性伸縮，在線快速擴容、處理能力線性擴展、故障時自動接管；應(yīng)用集群化部署：把大應(yīng)用拆分為多個小應(yīng)用，部署在集群中實現(xiàn)高可靠；應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離，將數(shù)據(jù)分成不同級別，各個級別的數(shù)據(jù)采用存儲、數(shù)據(jù)等級保護的方式也都有所不同；分布式部署，對不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)、不同類型的數(shù)據(jù)進行規(guī)劃部署，實現(xiàn)數(shù) 據(jù)分布存儲，通過路由規(guī)則路由訪問特定的數(shù)據(jù)庫，提高數(shù)據(jù)訪問的效率和可用性；數(shù)據(jù)平臺化，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問層，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享訪問。

為此，貴州交管局采用了分布式存儲和基于x86的PC服務(wù)器，在成本降低的情況下，還能大幅度提升系統(tǒng)性能，保持系統(tǒng)的擴展性和敏捷響應(yīng)能力。

zData方案和架構(gòu)的優(yōu)點

架構(gòu)的先進性：以x86服務(wù)器、SSD固態(tài)硬盤、PCIe閃存卡和軟件定義存儲為核心的架構(gòu)，符合IT基礎(chǔ)架構(gòu)的趨勢，領(lǐng)先于傳統(tǒng)的集中式存儲架構(gòu)和單純的去小型機的架構(gòu)。

這樣的核心架構(gòu)解決了傳統(tǒng)集中式存儲擴容操作復(fù)雜和擴容成本高、擴容周期長的問題，也解決了傳統(tǒng)存儲擴容后只是容量增加而性能沒有增加的問題。

架構(gòu)的高性能：在磁盤訪問上三大關(guān)鍵性能指標(biāo)（吞吐量、IOPS、訪問延遲）優(yōu)于相同成本的傳統(tǒng)存儲陣列的10倍以上。

系統(tǒng)使用基于Infiniband的RDMA協(xié)議，降低IO訪問延遲的同時，能夠減少CPU的消耗。

系統(tǒng)所有存儲鏈路均是雙活狀態(tài)，保證了帶寬高效利用。數(shù)據(jù)庫節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬為112Gbps，并采用RDS協(xié)議，充分發(fā)揮了多節(jié)點RAC數(shù)據(jù)庫的并發(fā)處理能力，能夠有效增加企業(yè)在業(yè)務(wù)高峰期的高負載處理能力。

另外，系統(tǒng)同時支持使用PCIe閃存卡緩存經(jīng)常隨機訪問的數(shù)據(jù)塊，有利于提供系統(tǒng)性能。

架構(gòu)的可擴展性：由于采用開放的x86架構(gòu)，以及高帶寬和低延時的Infiniband網(wǎng)絡(luò)，可以隨時在線增加存儲容量、存儲節(jié)點和數(shù)據(jù)庫節(jié)點，以實現(xiàn)隨時擴容，以及擴容后系統(tǒng)性能和處理能力近線性增加。

架構(gòu)的安全性和可靠性：全冗余結(jié)構(gòu)，任何一個部件的損壞或故障不影響系統(tǒng)的可用性和性能。存儲的數(shù)據(jù)也是2到3份冗余，保證了數(shù)據(jù)的安全。

人性化的管理和監(jiān)控：zData提供良好的監(jiān)控和可管理性，出現(xiàn)故障可第一時間通過多種方式進行告警通知，強大的命令行方便維護管理操作。

zData的架構(gòu)主要針對數(shù)據(jù)庫特別是Oracle應(yīng)用進行了優(yōu)化，在IO能力上優(yōu)于傳統(tǒng)存儲10倍，在這種情況下，不管是處理OLTP業(yè)務(wù)，還是OLAP分析型業(yè)務(wù)，以及混合型業(yè)務(wù)系統(tǒng)（通常的業(yè)務(wù)系統(tǒng)均帶有批處理）、包括即席查詢均能勝任。

未來，在企業(yè)云化的路上，通過分布式計算技術(shù)將大量x86服務(wù)器的本地存儲介質(zhì)進行整合，實現(xiàn)高可靠、強易用性、低成本、具有良好的擴展性的分布式存儲架構(gòu)，將成為企業(yè)的最佳之選。