信息中心數據存儲及網絡架構改進

張俊杰（天津天鐵冶金集團有限公司計控電訊廠，河北涉縣056404）

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信息中心數據存儲及網絡架構改進

張俊杰
（天津天鐵冶金集團有限公司計控電訊廠，河北涉縣056404）

［摘要］為滿足信息化建設要求，將數據改進為集中存儲方式，采用先進的磁盤陣列柜、磁帶庫等存儲設備以及SAN架構的存儲環境，保證了數據的安全存儲和高效交換；采用三層網絡結構，降低了核心交換機負載，提升了網絡交換速率，保證了網絡的安全性和穩定性。

［關鍵詞］數據；集中存儲；網絡；架構；接口；交換機

1　引言

近幾年，冶金行業對企業信息化建設重視程度越來越高，企業信息化建設速度在逐漸加快，隨著公司產銷一體化一期、二期等系統的投運，目前天鐵集團內部網規模擴展到主干光纜180 km，交換機160臺左右，客戶端計算機1 000臺左右，范圍覆蓋所有廠、礦、處室及子公司，業務系統33個。公司所有業務系統，如財務、設材、生產管理、計量、原燃料、質量管理系統都需要網絡支持，因此對網絡的穩定性和安全性要求比較高。由于內部網采用接入層、核心層兩層結構，只能在核心交換機上啟用路由，對核心網絡負載壓力也越來越大。并且大量業務系統數據的存儲與安全也是不可忽視的問題，一旦因負載過大造成核心交換機宕機或者因為系統服務器故障造成數據丟失，對公司造成的損失將無法估量。

2　總體設計

2.1數據集中存儲

對新鐵區生產數據進行集中存儲及實時畫面發布，以保證公司領導及生產管理部門了解生產情況。為滿足鐵前新區生產需求，需要將質量系統中燒結礦、焦炭、球團、噴吹煤粉、生鐵、爐渣、高爐煤氣、入廠煤等相關物料的質量數據通過接口導入鐵前三級系統。

采用先進的存儲設備，如磁盤陣列柜、磁帶庫等，再配合自動備份軟件，均可以實現對不同系統數據的集中備份與存儲。

2.2網絡結構優化

加強網絡管理和網絡安全，優化網絡結構，使得公司內部網能夠穩定、高效運行。實現快速定位與排除故障，把故障限制在某一區域內，不影響整個網絡運行，把現有二層網絡結構（見圖1）改為核心層、匯聚層、接入層三層結構。

核心層：兩臺Cisco6509交換機組成雙機熱備系統，負責客戶端和服務器高速數據交換。

匯聚層：作為接入層交換機的匯聚點，啟用路由功能實現客戶端對核心層服務器的訪問。

圖1　二層網絡結構

接入層：直接用于用戶計算機連接。

3　改進過程

3.1數據發布

采用IP地址映射技術，把鐵前新區工控數據發布服務器直接接到防火墻上，映射為公司內部網IP地址，實現在公司內部網的發布。此方式為同行業普遍采用方式，并且此方式不需要項目投資，通過技術改進即可實現，并且通過防火墻的攔截，可以有效降低生產網接入管理網的風險。

鐵前MES實時數據上傳到公司級服務器，利用該數據在公司內部網增加畫面發布服務器，對高爐本體、槽下、熱風爐、TRT等生產過程進行實時同步監控，根據生產要求，如果還需要使用鐵前MES的生產報表，實績查詢等其它應用功能，可將鐵前MES完整數據上傳至公司內部網的服務器。

3.2數據接口

實現質量系統將鐵前新區需要的數據，通過接口發送到信息中心服務器的相關數據庫中，主要數據有：

燒結檢化驗數據：燒結進場原料質量數據，燒結礦檢驗數據。

高爐檢化驗數據：外購焦成分數據，球團礦檢驗數據，生鐵礦檢驗數據，噴吹煤粉分析數據，爐塵成分數據，爐渣成分數據，槽下焦炭水分數據，高爐煤氣成分數據。

焦化檢化驗數據：入廠煤質量，煤氣質量，焦炭質量。

實現質量系統通過接口，將鐵前新區發送到信息中心服務器的數據，提取到質量系統數據庫中，主要數據有：熒光+化學+CS儀器數據，工業分析儀+紅外測S儀，氣相色譜。

3.3數據轉換與導入

因為質量系統和鐵前系統設計上完全不同，數據表和數據格式完全不一致，所以需要兩個子接口進行數據交換。質量系統通過子接口IO_1，將鐵前新區需要的質量數據，從質量系統數據庫定時同步到信息中心服務器的相關數據庫中；質量系統通過子接IO_2，將鐵前新區在信息中心服務器中增加的數據獲取，并導入到質量系統數據庫中。

異構數據庫導數實現方式，Sql server 2000TO Oracle10G數據庫通過DBlink鏈接服務器和Java+JDBC驅動的方式實現。

3.4網絡架構優化

核心層規劃：2臺Cisco6509交換機組成雙機熱備系統，所有業務系統服務器、小型機均與核心交換機連接。

匯聚層規劃：每個主體廠設一個匯聚點，無主體廠的按區域設置匯聚點。

由于三層網絡結構（見圖2）在匯聚層即開啟了路由功能，能夠大大減輕核心設備的負擔，并且每個匯聚層及其下屬接入層交換機都組成一個單獨的區域。即使在這個區域內發生廣播風暴，也不影響整個網絡。匯聚層設備采用雙鏈路連接，能夠做到有一條備用鏈路，一旦在用鏈路中斷，可以馬上切換到備用鏈路，能夠最大限度減少網絡中斷時間，甚至做到零停時。

圖2　三層網絡結構

4　實現功能

4.1拓撲圖管理

實現網絡拓撲結構的自動發現與實時更新，能夠顯示已接入的所有網絡設備的實際連接情況和工作狀態。

4.2報警管理

實現對網絡設備與鏈路的實時監控，并在拓撲圖上實時顯示鏈路的流量、負載情況以及設備的通、斷，便于管理人員及時發現網絡隱患。

4.3設備管理

能夠對已接入的網絡設備進行直接配置與管理，不需要通過輸入命令進行操作，方便了管理人員，提高工作效率，縮短了故障處理時間。

4.4網絡接入管理

基于地址簿獲取的信息，提供網絡接入控制功能，及時發現非法占用IP資源，內部設備非法跨網段接入，以及外部設備非法接入內部網絡，并進一步定位到設備端口，實現實時接入監控，保障全網的IP管理秩序和網絡接入安全。

4.5日志管理

實現完備的操作日志管理、故障日志管理，支持按不同時段、不同對象查尋日志，支持日志打印輸出、報表輸出。記錄和查詢系統管理員和各級操作員的所有操作。信息包括用戶名稱、用戶登錄時間、操作內容等；并且提供有關指定設備的最近故障日志查詢，可以查詢某臺設備或所有設備某時段或所有時段日志記錄，可以打印輸出，對全網運維做完整的操作審計。

4.6集中存儲

對新鐵區生產數據及IBM小型機上運行的產銷、財務系統數據分別進行集中存儲、備份。

4.7實時冗余

采用高可靠性SAN光纖存儲系統（見圖3），包括2臺SAN光纖交換機、2臺高性能陣列柜，陣列柜采用雙電源、雙控制器，做到7×24×365連續無故障運行，保證數據的安全存儲。

圖3　SAN光纖存儲系統

4.8高效共享

將新鐵區數據上傳服務器、產銷、財務系統小型機分別用光纖通道卡連接至SAN環境下，直接將系統數據存儲至光纖陣列柜，服務器上只安裝操作系統及應用、數據庫軟件，這樣可以大大提高數據存儲速度及服務器故障恢復時間。

5　應用效果

數據集中存儲采用高可靠性SAN光纖存儲系統，包括2臺SAN光纖交換機、2臺高性能陣列柜，陣列柜采用雙電源、雙控制器的冗余配置，實現連續無故障運行，保證數據的安全存儲和高效交換。

現有二層網絡結構改為三層結構，匯聚層開啟路由功能，與其下屬接入層交換機組成一個單獨的區域，即使在這個區域內發生廣播風暴，也不影響整個網絡。匯聚層設備采用雙鏈路連接，能夠做到有一條備用鏈路，一旦在用鏈路中斷，可以馬上切換到備用鏈路，最大限度見少網絡中斷時間，甚至做到零停時。

6　結束語

數據集中存儲，結束了原來服務器分散獨立存儲數據的原始方式，配合SAN架構的存儲環境，具有高效、穩定、安全的特點，并為今后實現消除信息孤島打下基礎。通過網絡架構的優化，使用三層網絡結構代替了原來大規模星型網絡結構，具有降低核心交換機負載，提升網絡交換速率的優勢，為數據集中存儲和高效交換提供保障，最重要的是杜絕了網絡風暴對二層網絡結構致命的沖擊，提升了網絡的安全性和穩定性。

參考文獻

［1］孫曉南.網絡存儲與數據備份［M］.北京：清華大學出版社：353.

［2］胡道元.網絡安全［M］.2版.北京：清華大學出版社：482.

［3］法利.SAN存儲區域網絡［M］.孫功星，譯.北京：機械工業出版社：397.

Improvement on Information Center Data Storage and Network Architecture

ZHANG Jun-jie
（Computerized Telecommunication Factory，Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co.，Ltd.，She County，Hebei Province，China 056404）

AbstractIn order to meet the information construction requirement，data storage was changed into consolidated storage，the advanced storage equipment of disc array cabinets，tape libraries and SAN architecture storage environment were adopted to ensure safe data storage and high efficient exchange. Three tiered network structure was adopted to lower the load of core switch which increases network exchanging speed and ensures the safety and stability of the network.

Key wordsdata；consolidated storage；network；architecture；interface；switch

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.014

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者簡介：張俊杰（1983—），男，本科，工程師，主要從事計算機方面的研究工作。