淺談民航弱電系統(tǒng)災(zāi)備方案

摘要：近幾年，無論是機(jī)場還是空域隨著航班量的增加愈來愈繁忙，而對國內(nèi)外民用航空飛行安全保障能力的要求也更加具體化，本文簡要分析民航弱電系統(tǒng)的具體災(zāi)備方案。

關(guān)鍵詞：民航；弱電系統(tǒng)；災(zāi)備方案

1 災(zāi)備環(huán)境建設(shè)意義

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，像IBM的HACMP高可用集群多處理技術(shù)，容錯(cuò)服務(wù)器等可以在局域網(wǎng)范圍內(nèi)解決大部分的硬件和軟件引起的系統(tǒng)不可用問題，但是由地震、洪水、火災(zāi)、戰(zhàn)爭等天災(zāi)人禍或由于軟硬件故障而使生產(chǎn)環(huán)境整體無法正常工作等情況所造成的損失依然可以輕而易舉地摧毀機(jī)場的IT系統(tǒng)。所以，建立災(zāi)備環(huán)境便成了機(jī)場必然的選擇。為了能在生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生故障后，災(zāi)備環(huán)境能快速上線運(yùn)行，支持機(jī)場正常進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)營，需要①主機(jī)：操作系統(tǒng)運(yùn)行正常，業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署正常，能迅速啟用業(yè)務(wù)系統(tǒng)。②業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：通過存儲災(zāi)備技術(shù)實(shí)時(shí)將生產(chǎn)環(huán)境的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步到災(zāi)備環(huán)境的存儲系統(tǒng)。③網(wǎng)絡(luò)：能透明地為用戶提供業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)。達(dá)到以上三點(diǎn)，那么，災(zāi)備環(huán)境可以在生產(chǎn)環(huán)境故障后迅速上線，并且不丟失數(shù)據(jù)。

2 民航弱電系統(tǒng)災(zāi)備方案

2.1 數(shù)據(jù)災(zāi)備

通常說來，對于災(zāi)難恢復(fù)方案建議用戶建立兩個(gè)應(yīng)用環(huán)境，生產(chǎn)環(huán)境和災(zāi)備環(huán)境。正常情況下，應(yīng)用運(yùn)行在生產(chǎn)環(huán)境的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)也存放在生產(chǎn)環(huán)境的存儲系統(tǒng)中。當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境由于斷電，火災(zāi)甚至地震等災(zāi)難無法工作時(shí)，則立即采取一系列相關(guān)措施，將網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用切換至災(zāi)備環(huán)境，并且利用災(zāi)備環(huán)境計(jì)算機(jī)系統(tǒng)重新啟動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的磁帶備份方式一般采取定點(diǎn)備份，而當(dāng)系統(tǒng)崩潰時(shí)。距最近一次備份時(shí)間之間的數(shù)據(jù)將全部丟失，無法恢復(fù)。而且磁盤備份恢復(fù)時(shí)間比較長。由于速度慢，缺乏實(shí)時(shí)性，無法滿足用戶大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)恢復(fù)及數(shù)據(jù)庫連續(xù)性，實(shí)時(shí)性的要求。

而現(xiàn)在流行的災(zāi)難恢復(fù)方案主要是采用實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)備份的方式。它的主要原理是通過通信線路，實(shí)時(shí)地將生產(chǎn)環(huán)境更新數(shù)據(jù)拷貝至災(zāi)備環(huán)境存儲系統(tǒng)中，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)一致性。當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境無法工作時(shí)，備份中心可以立即接管業(yè)務(wù)，并且確保數(shù)據(jù)的最大完整性。

2.2 應(yīng)用災(zāi)備

災(zāi)備環(huán)境中的主機(jī)，處于“就緒”狀態(tài)，操作系統(tǒng)運(yùn)行正常，應(yīng)用軟件與生產(chǎn)環(huán)境保持一致性。一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生災(zāi)難性故障，災(zāi)備環(huán)境中的主機(jī)，啟動(dòng)應(yīng)用程序，就能快速上線，為機(jī)場的生產(chǎn)運(yùn)營提供信息系統(tǒng)的支撐。應(yīng)用切換是指生產(chǎn)環(huán)境由于發(fā)生災(zāi)難而癱瘓時(shí)，可由災(zāi)備環(huán)境的備用服務(wù)器提供業(yè)務(wù)接管，確保業(yè)務(wù)運(yùn)行的高連續(xù)性。

2.2.1 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用切換的前提條件

數(shù)據(jù)已經(jīng)從生產(chǎn)環(huán)境同步到災(zāi)備環(huán)境；災(zāi)備環(huán)境配置與生產(chǎn)環(huán)境對應(yīng)的應(yīng)用軟件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和中間件服務(wù)器等，且運(yùn)行正常；災(zāi)備環(huán)境網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常或能夠?qū)崿F(xiàn)正常切換。

2.2.2 應(yīng)用切換技術(shù)

（1）雙活數(shù)據(jù)庫技術(shù)

部分?jǐn)?shù)據(jù)庫復(fù)制容災(zāi)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)中心和災(zāi)備環(huán)境數(shù)據(jù)庫雙活，即災(zāi)備環(huán)境的備份數(shù)據(jù)庫也處于Open狀態(tài)，客戶端可對災(zāi)備數(shù)據(jù)庫進(jìn)行只讀訪問。生產(chǎn)環(huán)境和災(zāi)備環(huán)境數(shù)據(jù)庫保持雙活，可提高災(zāi)備環(huán)境的資源利用率，分擔(dān)生產(chǎn)環(huán)境的業(yè)務(wù)負(fù)擔(dān)，在發(fā)生災(zāi)難時(shí)，自然也可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和業(yè)務(wù)的接管。

這種方式的缺點(diǎn)之一是只適合于特定的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，不適合文件系統(tǒng)等應(yīng)用，有一定的局限性。

（2）遠(yuǎn)程集群技術(shù)

遠(yuǎn)程集群是指通過在生產(chǎn)中心和災(zāi)備環(huán)境的應(yīng)用服務(wù)器上安裝遠(yuǎn)程集群軟件（例如Veritas Storage Foundation中的GCO組件），實(shí)現(xiàn)跨廣域的多服務(wù)器狀態(tài)的監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器的自動(dòng)切換。

這種方式的主要弊端在于，多種潛在因素（例如集群服務(wù)器心跳線中斷、網(wǎng)絡(luò)短時(shí)間中斷、應(yīng)用服務(wù)器響應(yīng)不及時(shí)等）容易導(dǎo)致在生產(chǎn)中心實(shí)際運(yùn)行正常情況下進(jìn)行誤切換，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)高。我們知道，災(zāi)備環(huán)境的應(yīng)用接管是一個(gè)管理和決策的過程，需要人為參與，無法完全交給機(jī)器和軟件來替代完成的。

其次，對于存在多應(yīng)用情況下，采用自動(dòng)切換，可能導(dǎo)致部分應(yīng)用出現(xiàn)故障時(shí)切換，由災(zāi)備環(huán)境接管，而其它應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行正常，沒有切換，最終產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)中心同時(shí)運(yùn)行，造成數(shù)據(jù)混亂。

另外，需要注意的是，即使實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用服務(wù)器（或者數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）的自動(dòng)切換，也并不等同于應(yīng)用的自動(dòng)切換。一般來說，一個(gè)應(yīng)用由應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成，前者提供前端客戶端的直接讀寫請求，并通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行真實(shí)的讀寫操作，應(yīng)用服務(wù)器本身并不進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲操作，而數(shù)據(jù)庫服務(wù)器才是真正和存儲系統(tǒng)打交道的服務(wù)器。采用集群技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的自動(dòng)切換，但是應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間往往存在著依賴關(guān)系，它們之間連接關(guān)系的建立，一般無法自動(dòng)完成，因此也無法實(shí)現(xiàn)真正的應(yīng)用自動(dòng)切換。

（3）手動(dòng)切換方式

手動(dòng)切換方式實(shí)現(xiàn)較簡單，總體成本低，適用范圍廣，而且較可靠。采用這種方式時(shí)，災(zāi)備環(huán)境部署與生產(chǎn)環(huán)境相對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，安裝相應(yīng)軟件。在正常情況下，災(zāi)備環(huán)境服務(wù)器可選擇不運(yùn)行或者處于就緒狀態(tài)但對外不可訪問；發(fā)生災(zāi)難時(shí)，可在人為決策后，將災(zāi)備環(huán)境服務(wù)器啟動(dòng)或恢復(fù)對外訪問，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速切換。

通過對以上應(yīng)用切換技術(shù)的分析，建議首選手動(dòng)切換方式，針對個(gè)別核心數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，也可選擇數(shù)據(jù)庫雙活技術(shù)，提高災(zāi)備環(huán)境的利用率。

3 容災(zāi)系統(tǒng)的管理

3.1 組織機(jī)構(gòu)

容災(zāi)備份系統(tǒng)需要由專門機(jī)構(gòu)（指定現(xiàn)有相關(guān)部門或者設(shè)立新機(jī)構(gòu)）負(fù)責(zé)日常的管理、維護(hù)、以及災(zāi)難發(fā)生后的系統(tǒng)恢復(fù)等工作。該機(jī)構(gòu)的主要職責(zé)、職能主要包括：

（1）備份系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，確保當(dāng)前備份系統(tǒng)是正常、有效的、以及數(shù)據(jù)備份的完整性、一致性；

（2）測試及研究工作。測試工作包括對當(dāng)前備份系統(tǒng)、備份數(shù)據(jù)有效性、可用性的測試、以及對應(yīng)用軟件的升級測試等；研究與容災(zāi)備份相關(guān)的技術(shù)方案優(yōu)化以及相關(guān)制度、規(guī)程的完善；

（3）日常管理、協(xié)調(diào)職能。負(fù)責(zé)本部門的日常管理工作，并負(fù)責(zé)與主用中心、以及相關(guān)方面的協(xié)調(diào)工作；

（4）災(zāi)難發(fā)生后的系統(tǒng)恢復(fù)以及生產(chǎn)組織職能。

3.2 管理制度和操作規(guī)程

容災(zāi)備份系統(tǒng)的管理、維護(hù)、系統(tǒng)恢復(fù)、生產(chǎn)組織等需要完善的管理制度和嚴(yán)密的操作規(guī)程予以約束、規(guī)范，以確保備份系統(tǒng)的可用性和生產(chǎn)恢復(fù)的有效性。

在建設(shè)容災(zāi)備份系統(tǒng)的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合自身情況建立并不斷完善相關(guān)的管理制度、操作規(guī)程，其中包括：容災(zāi)備份工作的領(lǐng)導(dǎo)與組織分工；容災(zāi)備份中心機(jī)構(gòu)的職能、職責(zé)；人員崗位責(zé)任制度；日常維護(hù)管理制度和操作規(guī)程；測試管理制度；（包括備份系統(tǒng)有效性測試、應(yīng)用軟件升級測試等）災(zāi)難/故障的監(jiān)測與分析、報(bào)告制度、以及審批流程規(guī)定；系統(tǒng)恢復(fù)/切換的操作流程和規(guī)范；備份系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行后的生產(chǎn)組織制度；（其中應(yīng)包含數(shù)據(jù)的安全與備份）主用系統(tǒng)重新恢復(fù)工作的管理與組織制度。

3.3 災(zāi)難的預(yù)防

系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案的不斷優(yōu)化，在不斷提升系統(tǒng)自身安全可靠性的同時(shí)，使系統(tǒng)和數(shù)據(jù)備份的實(shí)施、管理、操作更簡便、運(yùn)行更可靠；容災(zāi)備份策略和技術(shù)方案的不斷完善，不斷提高備份數(shù)據(jù)的一致性、完整性，縮短系統(tǒng)運(yùn)行中斷的時(shí)間；相關(guān)管理制度、操作流程和規(guī)程的不斷完善、改進(jìn)；努力減少系統(tǒng)的安全隱患；可能也包括備份系統(tǒng)機(jī)房地點(diǎn)的合理選擇等。

4 結(jié)語

總而言之，維護(hù)民航弱電系統(tǒng)的安全性、完整性及可用性是民航各部門的職責(zé)，民航管理部門必然認(rèn)真做好災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)工作，以備不測之需。

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作者簡介：李穎，1984，男，漢族，四川，本科，助理工程師，研究方向：民航軟件開發(fā)與測試。

（作者單位：民航成都信息技術(shù)有限公司）