分布式系統集中式國產化改造實施最佳實踐研究

馮汝康

摘 要：行業“一號工程”項目于2003年建成，運行及使用至今已有近20年，部分工控機使用也有多年歷史，軟硬件配置相對落后。而當前使用的一號工程打掃碼系統在適應硬件升級方面存在明顯不足，無法在新版操作系統上穩定運行，嚴重影響了正常的生產運營。因此，對于“一號工程”進行分布式系統集中式國產化改造已經迫在眉睫，文章就改造實施最佳的實踐方案進行分析與研究，旨在為分布式系統應用于國產化改造起到一定的參考作用。

關鍵詞：分布式系統;集中式;國產化改造;實施方案

中圖分類號：TP306.2文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）09-007-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.004

隨著業務規模擴大和系統運行時間的增長，傳統集中式架構應用體現出越來越多的問題，如單位成本高、并發數受限、無法彈性部署、業務模塊間可用性耦合等，而且無論是應用程序變更還是數據庫臨時故障，該時間窗口內整套系統均無法對外提供有效服務，系統可用性已受到較大影響。因此，對大規模集中式應用系統進行輕量化改造，將其轉變為性價比和吞吐量高、跨平臺性好、可自動化彈性伸縮且便于快速響應的分布式系統，提高負載能力和可用性，勢在必行[1]。

1 分布式系統介紹

1.1 分布式系統的基本要素

分布式應用系統的基本要素是在子應用充分解耦的基礎上，使各應用能高效地自動發現其他應用及其提供的所有交易與服務，并根據配置、權限許可和目標子應用的負載情況，進行最合適的請求分發[2]。同時，要有相應的保障體系用于分析和監控系統運行情況。業界成熟的復雜分布式系統，通常還會考慮服務降級、熔斷等一些高級特性，但由于這些特性對一般集中式系統來說不是必須的，在此方案中便不涉及這些內容。

1.2 行業統一平臺綜合管理內容

行業統一平臺是對決策管理系統的繼承、完善和發展，是實現行業數據交換、信息共享的基礎平臺，也是承載各類行業性應用、實現兩級建設主體有效集成協同共享的行業信息化基礎平臺[3]。行業統一平臺由云環境、傳輸環境、集成環境和數據環境四個部分組成。為確保統一平臺的安全可控，運維可管，國家煙草專賣局于2015年實施了安全運維一體化管控平臺項目，繼而提升了整體安全保障和運維保障水平。

順應泛在化、可視化、智能化的信息化發展趨勢，遵循國家網絡安全及國產化相關要求，按照技術先進、標準統一、布局合理、架構安全的建設原則，行業統一平臺建設采用國際領先的架構設計和先進成熟的國產化產品，綜合運用商品化和開源化技術，統一設計、統一建設、統一管理、統一運維，構建先進高效、安全穩定、柔性可擴展的基礎技術平臺[4]，實現傳統技術架構向開放、靈活、彈性的新一代技術架構的轉變，實現對核心技術架構和平臺的自主掌控，為CT—155發展藍圖的落地提供強大的技術支撐能力。

行業生產經營決策管理系統為三級部署架構，在總公司、省級（中煙）公司、地市（生產點）公司分別搭建服務器，部署生產經營決策管理系統的應用，系統總體架構如圖1所示。

2 項目概況及改造目標

2.1 項目概況

根據指導意見，升級改造的對象主要是部署在地市級單位機房的用于部署一號工程及其拓展應用的基礎環境，包括服務器、存儲設備、網絡和安全設備及配套基礎軟件，包括用于部署行業數據中心系統的通信服務器以及部署在生產車間、倉庫的工控機、掃描機等設備。

2.2 項目改造目標

保證一號工程及其拓展應用，在整體升級改造過程中的平穩過渡和系統的穩定運行，是首要目標。在此基礎上，還需實現國家局對地市級前置環境可視、可控和協管三種能力，省級單位對地市級前置環境須具備可視、可控和可管三大功能，以強化安全管控機制，落實一體化管理目標。協管是指具備可管所含的能力，特殊情況才開放可管功能。

具體管理指標如表1所示。

3 項目實施方案

3.1 技術方案

此次改造采用省級集中部署方案，是指將計算、存儲和網絡資源集中部署在省級單位前置環境，為地市級前置環境劃分出獨立的地市級單位資源池[5]。其統一運管中心運營圖如圖2所示。

集中部署方案改造的主體不是在市級公司，需將遷移范圍內的行業應用系統從市級單位整體遷移到省級公司機房，在市級機房中屬于行業數據中心項目建設的通信服務器，包括數據中心應用服務、中間件服務和數據庫服務，也需整體遷移到省級公司機房。同樣部署在市級生產車間的工控設備、打掃碼設備等一號工程的終端設備，保持不變。

集中部署方案改造的內容集中在省級公司機房，具體包括服務器、存儲和網絡設備的擴容改造。

3.2 實施內容

根據國家局批復的方案，我省采用集中部署方案框架，并根據實際資源需求采購了軟硬件設備，在此基礎上開展具體技術方案的設計與實施工作。

3.2.1 遷移范圍內的應用系統和歷史數據的遷移設計與實施工作

完成“一號工程”及拓展應用和歷史數據的遷移工作，在方案層面確保遷移所需的環境準備充足、人員分工明確、遷移方法得當、應急保障機制全面等，確保我省地市升級改造項目整體平穩。

3.2.2 行業統一平臺資源納管工作

完成行業統一平臺資源的統一納管工作，將資源對接到行業統一云管理平臺，實現國家局對整體資源的可視、可控和協管，省局對整體資源的可視、可控、可管的三大功能。

3.2.3 安全運維管控的實施與對接工作

確保在國家局統一安全運維一體化管控框架下，實現地市前置環境的整體網絡安全防護的提升，利用省級單位在安全運維一體化管控項目中采購的安全設備和數據采集系統，實現安全運維對接工作。

3.2.4 地市打掃碼軟件安全加固

對11個商業掃碼軟件進行升級改造（包括商業到貨入庫掃碼系統、商業分揀領用出庫掃碼系統、商業退貨出庫掃碼系統、商業移庫出庫掃碼系統、商業移庫入庫掃碼系統、商商調劑出庫掃碼系統、商商調劑退貨入庫掃碼系統、零售戶退貨系統、分揀領用退回系統、商業損溢掃碼系統、備貨系統），對不適應新操作系統的證書U盤控件、數據庫操作控件、部分界面控件、部分底層控件等進行重新開發，對系統性能進行優化升級，確保能完全適應最新版操作系統和最新版數據庫。

本次掃碼系統改造應兼容標準模式和區域物流模式，同時商業分揀領用出庫掃碼系統的改造還應同時兼容實時分揀模式。

參考文獻

[1] 賈森·艾博年，布萊恩·曼寧，邵真等.商業新模式：企業數字化升級之路[M].北京：中國人民大學出版社，2017.

[2] 田豐，崔昊等.云戰略：企業數字化升級行動路線圖[M].北京：中信出版社，2018.

[3] 劉繼承.“互聯網+”時代的IT戰略、架構與治理 傳統企業信息化升級的頂層設計[M].北京：機械工業出版社，2016.

[4] 林子雨.大數據技術原理與應用：概念、存儲、處理、分析與應用[M].北京：人民郵電出版社，2017.

[5] 李穎.分布式數據庫安全機制的研究及實現[D].南京：南京理工大學，2019.