硬盤克隆技術在變電站類Unix操作系統監控服務器的應用分析

李　挺，鄧　科，蔡　昂，劉曉華，李　煒，洪　葉，謝　鵬，閔鐵軍

(國網湖北省電力公司檢修公司，武漢　430050)

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硬盤克隆技術在變電站類Unix操作系統監控服務器的應用分析

李挺，鄧科，蔡昂，劉曉華，李煒，洪葉，謝鵬，閔鐵軍

(國網湖北省電力公司檢修公司，武漢430050)

摘要：湖北電網大型變電站及水力、火力發電廠的監控系統服務器均為類unix操作系統。由于存在操作復雜、不具普遍性等原因，造成作為重要設備的監控系統服務器重裝效率低，出錯率高，工作難度大。為此，摒棄傳統裝機方法及軟件克隆方式，利用硬盤對拷機的克隆功能，對類unix系統服務器硬盤實現完整精確復制，并通過修改少量參數來適應現場各種裝機的工作需要。制訂了詳細的工作方案，在保障安全的前提下，降低工作難度，提高工作效率，為類unix系統服務器的維護及檢修工作提供一種便捷有效的新途徑。

關鍵詞：硬盤；克隆；操作系統；監控系統

1背景

監控系統是變電站(水力、火力發電廠)的“眼睛”，對各站端的運行狀態進行實時監控。監控服務器作為站端重要設備，當遇到系統崩潰、硬盤損壞等嚴重缺陷時需要重裝系統，卻由于類unix操作系統(各種傳統的unix系統以及與傳統unix類似的系統，諸如solarisunix、linux等操作系統)存在操作復雜(以指令操作為主)、不具普遍性(相對于windows家用操作系統)及監控程序設置步驟繁多(多達100步以上)等因素，導致現場工作難度大、耗時長、出錯率高，嚴重影響缺陷處理的工作效率。本文摒棄傳統裝機方法(逐步安裝操作系統，再進行監控程序安裝)及軟件克隆方式(采用ghost軟件制作引導盤的形式，大量復雜指令操作，且克隆文件大小受引導盤容量的限制)，采用硬盤對拷機的脫機對拷功能對硬盤進行克隆，有效解決了以上問題，將原本需要業務能力較強的廠家專業人員忙碌至少4h以上、出錯率較高的工作，變成了非專業人員可在1.5h內輕松精準完成的傻瓜式操作。同時，對硬盤對拷機的基本功能進行了闡述，針對變電站現場不同情況，制定了完整的工作方案，對現場危險點及防范措施、操作方法、驗收步驟均有詳細說明，確保了工程的安全可控。

2硬盤對拷機基本功能

本文以Orico6629硬盤對拷機為例，進行簡要功能介紹。

2.1“硬盤脫機克隆”功能

硬盤對拷機可將2塊硬盤進行脫機對拷。設硬盤A作為源盤，硬盤B作為目標盤，將2塊硬盤同時插入硬盤對拷機插槽中，按“克隆”開啟按鈕，先自動對B硬盤進行格式化操作，再進行硬盤克隆操作。

2.2“拷貝進度”指示功能

有拷貝進度指示燈顯示拷貝進度。當拷貝完成時，會發出提示聲。整個拷貝時間根據源盤大小決定。

2.3“目標盤容量不當”告警功能

目標盤為能克隆源盤全部數據，應保證目標盤容量不小于源盤大小，否則，會發出告警提示，且自動閉鎖克隆操作。

3現場工作方案

根據硬盤對拷機的基本功能及類unix系統服務器的不同現場工作需要，制定工作方案。首先對現場危險點進行分析，擬定相關防范措施；然后，制定不同情況下的工作操作方法，以便對其進行規范管理；最后，制定相關驗收步驟，對工作結果的正確性進行驗證。

3.1現場危險點分析及防范措施

1) 雙機同時失電。現場類unix系統服務器均為雙重化配置，互為備用。如果將2臺監控服務器同時失電，將會導致變電站監控系統失效，使運行人員無法有效監視站內各設備運行情況，一旦發生電網設備異常，則無法及時處理，造成嚴重電網事故。在工作中應嚴禁服務器雙機同時失電，并注意工作時勿碰其他運行服務器電源，以免造成其他服務器設備非正常失電。

2) 網絡地址沖突。服務器IP地址設置不當可能引起網絡地址沖突的現象，造成整個站端局域網上其他服務器設備非正常運行。因此，在工作前應將服務器設備的網線拔掉再進行工作，待配置完成后，對本機所有IP地址逐一驗證(在相同網絡上的另一臺服務器設備上利用“ping”命令核對本機所有IP地址是否已存在)無誤后，方可將網線恢復。同時，密切監視其他服務器運行狀態，一旦發現異常，應立即斷開網線。

3) 硬盤插槽損壞。采用硬盤對拷機克隆硬盤時，需要將硬盤拆除及重新安裝。對于硬盤接口應避免用力不當或反插造成的接口損壞。在拆除硬盤前對接口處的數據線應做好標記，以便于還原；拆除或安裝硬盤時應均勻用力，安裝后應檢查是否緊固。

4) 硬盤對拷機插槽位置不當。硬盤對拷機在對拷數據時，先將目標盤格式化，然后將目標盤數據克隆為源盤。當目標盤和源盤插槽位置弄反時，就會將源盤數據格式化，造成實際需要的數據丟失，無法完成對拷工作。因此，應將源盤和目標盤分別做好詳細標記，在將硬盤插入插槽前應仔細核對位置，避免硬盤插錯位置。

5) 對拷機工作時晃動機身。硬盤對拷機在進行硬盤克隆工作時，硬盤磁片處于高速轉動的狀態，當硬盤對拷機受到震動時，會連同硬盤一起受到震動，這時對于機械硬盤來說，可能造成硬盤磁頭損壞和磁片劃傷產生壞道，甚至整個硬盤損壞的現象。因此硬盤對拷機工作時，應置于平整牢固的平面上，工作時保持機身的平穩。

6) 硬盤工作時發生異響。機械硬盤工作時發生異響，極大可能是磁頭損壞，這時如果持續工作，可能會造成硬盤磁片高速運轉的同時與錯位的磁頭發生嚴重磨損，致使該硬盤數據難以修復。當硬盤工作時發生異響時，應立即停止工作，送至專業機構進行維修，多數時候更換磁頭即可恢復正常。

3.2不同情況下的工作操作方法

現場監控服務均為雙重化配置，互為備用，且硬件配置完全相同。設2臺服務器主機中1臺為scada1,1臺為scada2。

1)scada1故障，scada1已克隆。當服務器需重裝系統時，為了省去復雜的安裝步驟，實現快速處理，應在服務器設備良好時采用和服務器硬盤容量相同或更大的硬盤提前使用硬盤對拷機進行硬盤克隆操作。當系統需重裝時，直接將提前克隆好的硬盤更換即可。

2)scada2故障，scada1已克隆。現場雙重化配置的服務器硬件配置及型號均完全一致(必須完全一致方可采用“克隆后修改參數的替代”操作)，唯一不同的是網絡地址和機器名。只需對scada1已克隆的硬盤數據中的機器名及網絡地址進行修改，就可實現對scada2服務器硬盤數據的快速恢復。所涉及的修改內容僅與操作系統有關，與各廠家的監控程序無關。因此，在相同操作系統下的修改方法是一致的，該方法對于不同監控廠家設備具有通用性。本文針對硬盤對拷工作中遇到的“修改網絡地址和機器名”問題，制定了具體操作流程，操作步驟不超過7步，并對該步驟的正確性和可行性進行了實際現場驗證。下面分別對solarisunix和linux這兩種常見操作系統下的修改方法進行闡述。

硬盤對拷，配置設置：(如scada1配置需要更改成scada2)

3.2.1Solarisunix操作系統下配置修改方法

本文以HP機器為例，主機名為sun1，主網卡hostname.e1000g0名字為sun1，副網卡hostname.e1000g1名字為sun1-2，主網卡IP為10.100.100.1，子網掩碼為255.255.255.0，副網卡IP為11.100.100.1，子網掩碼為255.255.255.0。

1) 使用超級用戶登錄計算機。例如：許繼的超級用戶為root，密碼為root

2) 進入文件管理程序文件夾。如圖1所示，在桌面點擊右鍵，選擇文件并進入文件管理程序。

圖1　進入文件管理程序文件夾

3) 修改網卡名。如圖2、3所示，打開etc文件夾，打開網卡配置hostname.e1000g0、hostname.e1000g1，把所有網卡的名字均修改為需要的網卡名。

圖2　修改網卡名

圖3　修改網卡名

4) 修改網卡IP及網卡名。如圖4所示，打開hosts文件，對各個網卡IP及網卡名進行修改，其中網卡名應與第3步一致。

圖4　修改網卡IP及網卡名

5) 修改IP網段及子網掩碼。如圖5所示，打開netmasks，修改IP網段及子網掩碼。

圖5　修改IP網段及子網掩碼

6) 修改主機名字。如圖6所示，打開nodename，修改主機名字，即登陸時的主機名字。

圖6　修改主機名字

7) 重啟電腦。重啟電腦后，修改后的配置方可生效。

3.2.2Linux操作系統下配置修改方法

Linux操作系統由于界面相對友好，其配置修改方法相比在solarisunix系統下的修改要簡單很多，可在網絡配置選項中對IP設置及機器名稱進行統一修改。如圖7、8所示。

圖7　激活eth0

1) 修改網絡配置。在系統→管理→網絡，出現網絡配置界面，選擇“設備”頁進行IP地址、子網掩碼、默認網關地址設置。圖7為激活eth0的網絡配置界面。雙擊eth0，出現如下界面，見圖8。

圖8　網絡配置

首先在“硬件設備”中查看mac地址，然后確定。可以將“別名”修改為常用的MMSA網或者MMSB網，必須將“當計算機啟動時激活設備”項打勾確定。把IP地址和子網掩碼設為需要的參數。

2) 修改機器名。“主機”選項里修改機器名稱，例如，scada2。

3) 重啟電腦。重啟電腦后，修改后的配置方可生效。

3.3驗收步驟

硬盤對拷工作的正確性驗證是整個工作的重點。對服務器操作系統與監控系統程序之間的特性進行分析，并制定相應的驗收策略。

3.3.1操作系統正確性驗證。

1) 系統啟動功能驗證。觀察系統是否能正常開機啟動，有無異常報文(類Unix操作系統如果安裝不正確，通常無法正常啟動并進入操作系統)。

2) 本機IP地址配置核對。首先，核對機器名及網絡地址后，通過輸入“ifconfig-a”命令驗證IP地址在本機上是否生效；然后，在另外一臺相同網絡的服務器上輸入“pingIP地址”命令驗證所有本機IP地址是否已在該網絡中存在，防止網絡沖突。

3.3.2監控系統正確性驗證。

1) 監控程序啟動驗證。檢查是否能在類Unix操作系統下啟動，并打開監控系統程序查看有無錯誤報文；

2) 監控數據核對。將網線接入，恢復服務器與站端網絡的連接，查看監控系統各數據(遙信、遙測、遙脈)是否刷新，且應與另一臺互為備用的服務器狀態一致。

4結束語

本文給出的方法已經南京南瑞繼保電氣有限公司及許繼集團有限公司國內兩大頂級監控廠家測試認可，在500kV咸寧變電站進行了掛網運行試驗。2014年10月，采用該方法安全高效地處理了發生在500kV十堰變電站的“監控系統服務器A機系統崩潰”事故。該服務器已安全穩定運行1年，經受了現場實際考驗。該工作方案將在湖北電網所有500kV變電站進行推廣。方法中所涉及的主體思路及相關技術不僅適用于我國電力行業，同樣適用于其他多個行業，對類Unix系統服務器維護與檢修工作有一定的借鑒價值。

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(責任編輯楊黎麗)

Hard Disk Cloning Technology in Substation Unix-Like OperationApplicationAnalysisofSystemMonitoringServer

LI Ting, DENG Ke, CAI Ang, LIU Xiao-hua,LIWei,HONGYe,XIEPeng,MINTie-jun

(Maintenance Company of State Grid Hubei Electric Power Company, Wuhan 430050, China)

Abstract:Themonitoringsystemoflargepowersubstation,hydraulicandthermalpowerplantofHubeipowernetworkisUnix-likeoperatingsystem.Becauseofthecomplexityoftheoperationandthenonuniversality,themonitoringsystemofimportantequipmenthaslowreloadingeffciency,highprobabilityoferrorandworkdifficulty.Weabandonedthetraditionalmethodandthemethodofsoftwarecloning,andusedcloningfunctionoftheharddiskcopiermachinetoachievecompleteandaccuratecopyofUnix-likesystemserverharddiskandtoadapttovariousfieldinstalledworkneedbymodifyingafewparameters.ThispaperhasworkedoutadetailedworkplanwhichprovidesaconvenientandeffectivewayfortheInspectionandrepairoftheUnix-likesystemunderthepremiseofensuringsafety,reducingworkdifficultyandimprovingworkefficiency.

Keywords:harddisk;clone;operatingsystem;monitoringsystem

收稿日期：2016-01-16

基金項目：國網湖北省電力公司科技項目(2015修-1525)

作者簡介：李挺(1982—)，男，湖北武漢人，碩士研究生，主要從事電力系統繼電保護及自動化研究。

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2016.06.021

中圖分類號：TP277

文獻標識碼：A

文章編號：1674-8425(2016)06-0125-05

引用格式：李挺,鄧科,蔡昂，等.硬盤克隆技術在變電站類Unix操作系統監控服務器的應用分析[J].重慶理工大學學報(自然科學)，2016(6):125-129.

Citationformat：LITing,DENGKe,CAIAng,etal.HardDiskCloningTechnologyinSubstationUnix-LikeOperationApplicationAnalysisofSystemMonitoringServer[J].JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)，2016(6):125-129.