論南京地鐵機(jī)場線AFC核心系統(tǒng)雙機(jī)集群改造的設(shè)計(jì)思路

孫亞

【摘要】既有南京地鐵機(jī)場線ZLC系統(tǒng)不具備核心服務(wù)器集群功能，發(fā)生單臺(tái)服務(wù)器故障時(shí)，無法進(jìn)行熱備切換，造成系統(tǒng)宕機(jī)。綜合對(duì)比傳統(tǒng)雙機(jī)熱備與新的設(shè)計(jì)思路，從ZLC系統(tǒng)目前既有框架、改造成本等方面考慮，本次設(shè)計(jì)思路結(jié)合老線雙機(jī)熱備和新線負(fù)載平衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，加上ZLC實(shí)現(xiàn)雙機(jī)集群的必要性?？紤]到既有ZLC機(jī)房環(huán)境的局限性，從實(shí)際出發(fā)，充分利用當(dāng)前設(shè)備，在成本最小化的前提下，從設(shè)備物理連接方式、集群技術(shù)、業(yè)務(wù)邏輯等方面考慮，設(shè)計(jì)出一套完整的并具實(shí)施可行性的雙機(jī)集群模式。

【關(guān)鍵詞】ZLC系統(tǒng);MSCS集群;集群管理;

隨著南京地鐵線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，南京機(jī)場線線路中心已由接入1條機(jī)場線發(fā)展為接入機(jī)場線、寧高、寧溧3條線的區(qū)域線路中心ZLC，需同時(shí)處理三條線路的設(shè)備監(jiān)控、文件處理、參數(shù)下發(fā)等主要功能。一旦ZLC通訊處理業(yè)務(wù)服務(wù)器或文件處理業(yè)務(wù)服務(wù)器發(fā)生宕機(jī)，故障期間會(huì)嚴(yán)重影響三條線路的設(shè)備正常監(jiān)控、線路數(shù)據(jù)文件的處理及上傳等核心功能。

1.設(shè)計(jì)思路驅(qū)動(dòng)

通過充分對(duì)比傳統(tǒng)和雙機(jī)集群的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定實(shí)施雙機(jī)集群方案。

①傳統(tǒng)方案：就是將服務(wù)器安裝成互為備份的兩臺(tái)服務(wù)器，并且在同一時(shí)間內(nèi)只有一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行。當(dāng)正在運(yùn)行的主服務(wù)器出現(xiàn)故障無法工作時(shí)，另一臺(tái)備用服務(wù)器會(huì)立即啟動(dòng)并運(yùn)行，從而保證AFC中央系統(tǒng)的業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。針對(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境，文件處理服務(wù)器和通訊服務(wù)器需各自增加一臺(tái)。

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)改造難度小，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行影響不大。

缺點(diǎn)：需額外增加2臺(tái)服務(wù)器，改造成本大，浪費(fèi)現(xiàn)場可用資源。

②雙機(jī)集群方案：充分利用現(xiàn)有機(jī)房環(huán)境和設(shè)備，通過資源整合，將兩臺(tái)服務(wù)器的業(yè)務(wù)部署到其中一臺(tái)上，另一臺(tái)作為備用服務(wù)器，利用現(xiàn)場磁盤陣列部分空間作為共享存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)集群的功能。

優(yōu)點(diǎn)：最大化節(jié)省成本，充分調(diào)用既有設(shè)備資源，系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定可靠。

缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)思路復(fù)雜，現(xiàn)場部署施工難度大。

2.物理連接設(shè)計(jì)

①傳統(tǒng)方案：通訊服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器分別采用2臺(tái)服務(wù)器作為主備。

②雙機(jī)集群方案：為實(shí)現(xiàn)MSCS集群，需要將兩臺(tái)通訊服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器分別連接到2臺(tái)SAN交換機(jī)和2臺(tái)核心交換機(jī)，除此之外，每臺(tái)服務(wù)器還需增加1根網(wǎng)線至核心交換機(jī)用于管理口連接，合計(jì)每臺(tái)通信服務(wù)器需增加3根網(wǎng)線，2對(duì)（1收1發(fā)為1對(duì)）光纖。

考慮MessageServer、FileServer都需要與ACC通信，建議保持對(duì)外服務(wù)172.180.20.115和172.180.20.116對(duì)外服務(wù)地址不變，增加172.180.20.111和172.180.20.112作為新設(shè)通信服務(wù)器1/2的本機(jī)地址，增加172.180.20.110作為MSCS集群管理地址。

3.業(yè)務(wù)邏輯處理設(shè)計(jì)

當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，MSCS集群將會(huì)把相應(yīng)的對(duì)外服務(wù)地址及共享磁盤切換至另一節(jié)點(diǎn)，另一臺(tái)服務(wù)器通過腳本自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)，確保服務(wù)不間斷運(yùn)行。

對(duì)于共享方式，核心業(yè)務(wù)放在共享的存儲(chǔ)設(shè)備上。當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器兩個(gè)核心業(yè)務(wù)正常運(yùn)行時(shí)，直接在磁盤陣列劃分的專用存儲(chǔ)空間上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。而當(dāng)服務(wù)器故障后，系統(tǒng)自動(dòng)切換，另一臺(tái)服務(wù)器也同樣讀取該存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)，這種方式由于數(shù)據(jù)的一致性由共享存儲(chǔ)設(shè)備來保障，不占用系統(tǒng)資源，而且沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。具體業(yè)務(wù)邏輯如下圖：

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

目前ZLC的通訊處理MessageServer和文件處理FileServer都部署于本地D盤，在新的設(shè)計(jì)方案中，須將相關(guān)軟件部署于各自的共享磁盤（E盤為通訊處理MessageServer共享磁盤，F(xiàn)盤為文件處理FileServer共享磁盤）。目前SC連接ZLC的ftp目錄均指向本地D盤，需要修改所有車站ftp配置，將新的路徑指向各自共享磁盤（E盤為MessageServer共享磁盤，F(xiàn)盤為FileServer共享磁盤）。

另外實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，需要將MessageServer、FileServer的自啟停腳本加入到集群腳本中。

結(jié)束語

核心服務(wù)器雙機(jī)集群模式通過最小成本實(shí)現(xiàn)了機(jī)場線ZLC區(qū)域中心所轄3條線路的穩(wěn)定運(yùn)營。

在單臺(tái)服務(wù)器故障后實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)正常無縫無差別繼續(xù)運(yùn)行，保證了中央系統(tǒng)對(duì)各車站設(shè)備狀態(tài)的正常監(jiān)控，數(shù)據(jù)正常接收解析，收益客流數(shù)據(jù)正常上報(bào)等，實(shí)現(xiàn)了ZLC核心服務(wù)器發(fā)生故障對(duì)業(yè)務(wù)和現(xiàn)場零影響的效果，顯著提高了AFC專業(yè)現(xiàn)場服務(wù)質(zhì)量。

在以后新線建設(shè)中，各專業(yè)的服務(wù)均可借鑒本次改造的方案，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的集中部署，集群管理，即提高了應(yīng)用的可靠性，也復(fù)用了服務(wù)器資源，為公司節(jié)約新線建設(shè)開支，減少故障量。

參考文獻(xiàn)：

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