論南京地鐵機場線AFC核心系統雙機集群改造的設計思路

孫亞

【摘要】既有南京地鐵機場線ZLC系統不具備核心服務器集群功能，發生單臺服務器故障時，無法進行熱備切換，造成系統宕機。綜合對比傳統雙機熱備與新的設計思路，從ZLC系統目前既有框架、改造成本等方面考慮，本次設計思路結合老線雙機熱備和新線負載平衡系統的設計理念，加上ZLC實現雙機集群的必要性。考慮到既有ZLC機房環境的局限性，從實際出發，充分利用當前設備，在成本最小化的前提下，從設備物理連接方式、集群技術、業務邏輯等方面考慮，設計出一套完整的并具實施可行性的雙機集群模式。

【關鍵詞】ZLC系統;MSCS集群;集群管理;

隨著南京地鐵線網規模的不斷擴大，南京機場線線路中心已由接入1條機場線發展為接入機場線、寧高、寧溧3條線的區域線路中心ZLC，需同時處理三條線路的設備監控、文件處理、參數下發等主要功能。一旦ZLC通訊處理業務服務器或文件處理業務服務器發生宕機，故障期間會嚴重影響三條線路的設備正常監控、線路數據文件的處理及上傳等核心功能。

1.設計思路驅動

通過充分對比傳統和雙機集群的優缺點，最終確定實施雙機集群方案。

①傳統方案：就是將服務器安裝成互為備份的兩臺服務器，并且在同一時間內只有一臺服務器運行。當正在運行的主服務器出現故障無法工作時，另一臺備用服務器會立即啟動并運行，從而保證AFC中央系統的業務正常運行。針對現場生產環境，文件處理服務器和通訊服務器需各自增加一臺。

優點：技術改造難度小，對現場設備運行影響不大。

缺點：需額外增加2臺服務器，改造成本大，浪費現場可用資源。

②雙機集群方案：充分利用現有機房環境和設備，通過資源整合，將兩臺服務器的業務部署到其中一臺上，另一臺作為備用服務器，利用現場磁盤陣列部分空間作為共享存儲，實現雙機集群的功能。

優點：最大化節省成本，充分調用既有設備資源，系統運行更穩定可靠。

缺點：設計思路復雜，現場部署施工難度大。

2.物理連接設計

①傳統方案：通訊服務器和數據處理服務器分別采用2臺服務器作為主備。

②雙機集群方案：為實現MSCS集群，需要將兩臺通訊服務器和數據處理服務器分別連接到2臺SAN交換機和2臺核心交換機，除此之外，每臺服務器還需增加1根網線至核心交換機用于管理口連接，合計每臺通信服務器需增加3根網線，2對（1收1發為1對）光纖。

考慮MessageServer、FileServer都需要與ACC通信，建議保持對外服務172.180.20.115和172.180.20.116對外服務地址不變，增加172.180.20.111和172.180.20.112作為新設通信服務器1/2的本機地址，增加172.180.20.110作為MSCS集群管理地址。

3.業務邏輯處理設計

當一個節點發生故障，MSCS集群將會把相應的對外服務地址及共享磁盤切換至另一節點，另一臺服務器通過腳本自動啟動對應業務，確保服務不間斷運行。

對于共享方式，核心業務放在共享的存儲設備上。當其中一臺服務器兩個核心業務正常運行時，直接在磁盤陣列劃分的專用存儲空間上進行數據讀寫。而當服務器故障后，系統自動切換，另一臺服務器也同樣讀取該存儲設備上的數據，這種方式由于數據的一致性由共享存儲設備來保障，不占用系統資源，而且沒有數據傳輸的延遲。具體業務邏輯如下圖：

4.系統軟件設計

目前ZLC的通訊處理MessageServer和文件處理FileServer都部署于本地D盤，在新的設計方案中，須將相關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盤為FileServer共享磁盤）。

另外實現自動切換，需要將MessageServer、FileServer的自啟停腳本加入到集群腳本中。

結束語

核心服務器雙機集群模式通過最小成本實現了機場線ZLC區域中心所轄3條線路的穩定運營。

在單臺服務器故障后實現核心業務正常無縫無差別繼續運行，保證了中央系統對各車站設備狀態的正常監控，數據正常接收解析，收益客流數據正常上報等，實現了ZLC核心服務器發生故障對業務和現場零影響的效果，顯著提高了AFC專業現場服務質量。

在以后新線建設中，各專業的服務均可借鑒本次改造的方案，實現應用的集中部署，集群管理，即提高了應用的可靠性，也復用了服務器資源，為公司節約新線建設開支，減少故障量。

參考文獻：

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