西南地区SIPDS系统负载均衡的配置

2014-12-24李欢

科技创新与应用 2014年36期

摘要：SIPDS（Synthetical Information Process and Display System，综合信息处理与显示系统，以下简称SIPDS）是空管自动化系统的辅助配套设施，为管制员提供航空气象、航行情报、流量控制方案等信息，系统的稳定性和效率至关重要。为保障空中交通安全，向西南区域管制中心提供稳定的信息服务，管制中心的SIPDS系统使用集群构建，并在该集群上搭建了负载均衡模块，从而加强数据处理能力，提高系统稳定性与效率。文章从实际出发，对SIPDS系统负载均衡进行了详细的阐述。

关键词：SIPDS；区域管制；集群系统；负载均衡

引言

继我国在北京、上海、广州先后修建了三个大型的民航区域管制中心之后，成都也建立了区域管制中心，实现了对西南地区的日益增长的空中交通的更加安全和高效的管理。

除了飞机位置监视和地空、地地通信两个必要的手段，管制员的指挥决策还需要大量的辅助信息，这些信息包括航空气象、航行情报、AFTN电报、空军活动、专机/重要飞行任务、通用航空飞行、校飞/试飞活动、流量控制方案等。综合信息显示系统正是为了将信息流转和业务流程有效管理起来而特别订制的信息化集成系统。

成都区域管制中心SIPDS系统是空管自动化系统的辅助配套设施，主要完成对气象信息、航行情报信息、飞行计划信息、空军活动信息、专机保障信息、通用航空信息和其他静态航行资料信息的处理和显示，以及班前准备和交接班的服务功能，为管制员提供丰富详实的航行情报信息、气象情报信息以及各种静态资料，并且将各种信息综合到一个界面上切换显示，方便管制人员对各种信息的获取，减轻管制人员的劳动负荷，提高工作效率，保障空中交通安全。系统用统一平台实现各种信息的归一化，同时通过必要的业务流转保证责权明确，特定的席位处理特定的信息，承担对应的职责，避免一线管制员浪费时间对信息进行甄选，有效的提高工作效率。

1 系统概括

SIPDS作为雷达自动化系统之外的管制业务支撑系统，一是实现了除雷达自动化系统和内话系统之外各种信息的综合集成，二是能根据席位职能实现信息在不同席位间的有序流转，三是实现管制员的办公自动化（管制排班、交接班、考勤管理等）。

SIPDS的建设主要包括了硬件平台和软件平台两大方面。其中硬件平台包括：

网络系统：提供系统内部设备互连的局域网，以及到航空气象系统、航行情报系统、AFTN电报处理系统等其他信息系统的连接。

核心服务系统：为整个系统提供数据库服务、Web访问服务、FTP服务等核心服务。包括数据库服务器集群和磁盘阵列，Web/FTP服务器。

数据处理系统：提供数据的收集和分析、处理。包括气象前置服务器、电报接口服务器、气象数据网关机、情报数据网关机。

责任席位专用系统：用于气象、计划协调、军航协调等责任席位的信息管理与发布。

终端席位：SIPDS系统的客户端，实现系统与一般管制用户的信息交互。

维护支持系统：用于系统维护人员监视网路状态和业务运行状态，以及网络防毒等。

软件平台包括：

数据处理软件：包括各种数据接入系统和数据处理软件。前者部署在相应的信息系统机房内，用于从某信息系统中获取数据，并向后端提供数据接口，实现两个不同业务系统间的数据库隔离和数据传递。后者部署在SIPDS端，与前置相对，接收相应的数据信息，并对其进行必要的处理，然后根据系统设计将处理后的数据存储到数据库或其他文件系统中，以供管制终端使用。

责任席位专用系统：为气象、计划协调、军航协调等责任席位提供对于气象信息，军航计划，航行通告、通用航空计划、专机计划、试飞/校飞计划、设备停机维护信息的发布和管理功能。

业务终端软件：作为最终用户直接使用的软件系统，其核心就是通过人机交互实现各种信息的展示以及业务流转。针对不同用户身份，系统会自动加载不同的功能模块，实现对信息的合理性保护。此外，利用系统登录记录统计考勤情况，排班支持和完善的系统日志都是终端软件的组成部分。

2 解决方案

负载均衡（1*）是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无需其他服务器的辅助（2*）。TongWeb集群通过代理服务器上的TongWebDirector，将客户端发送来的请求均匀分配到多台内部Web服务器之一上，从而达到负载均衡的目的。而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。SIPDS系统中负载均衡是通过Apache来实现的，当客户端请求访问Apache时，Apache会将请求按一定比例转发到后台多个TongWeb上，当其中一个TongWeb出现问题时，其余TongWeb还可以继续接收客户端的请求。

TongWeb应用服务器支持集群和负载均衡。集群的负载均衡器通常有两种类型（3*），一种是硬件（例如：F5），另一种是软件（例如：Apache）。TongWeb服务器支持上述两种负载均衡器。TongWeb应用服务器支持节点的失败和自动恢复。当集群中的某个TongWeb应用服务器节点出现故障（如：突然断电、因负载过大而导致崩溃等）而停止服务时，负载均衡器会把原来分发给该节点的请求转发到集群中其他工作正常的节点。该集群节点恢复正常时，负载均衡器再根据该节点的权重值继续向此节点分发请求。

在SIPDS中，负载均衡的配置使用了tomcat connectors（mod_jk）模块（4*），需在WEB服务器上进行配置如下。

2.1 Apache的配置

2.2 TongWeb配置

参数说明：

通道名称：AJP通道的唯一标识。

监听地址：AJP通道的监听地址，通常默认值即可。

监听端口：AJP通道的监听端口，与worker.properties配置端口对应。

重定向端口：AJP通道的重定向端口，不需设置。

请求超时时间：请求超时时间，以秒为单位。

TCPNoDelay：设置TcpNoDelay的值，默认为true。部署应用，需要注意的是应用部署时必须选择默认的虚拟主机“server”。

至此TongWeb配置完成。

3 验证集群配置及测试

通过前面对Apache和TongWeb的配置，就完成了SIPDS负载均衡的所有设置，配置好后可以通过以下步骤查看师傅配置成功：

（1）启动Apache和TongWeb，无先后启动顺序要求。

（2）输入地址：http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status，查看Apache与TongWeb之间的连接状态是否为OK或OK/IDLE。

图7 Apache与TongWeb连接状态

（3）在访问时，同一浏览器的访问会被始终定位到同一台TongWeb上，如果不是这样，说明配置不正确，jvmRoute参数值与workers.properties中配置不对应。当重新打开一个新的浏览器时，访问才有可能被定位到另一台TongWeb上。

（4）停止其中一台TongWeb，应用可以继续访问。

（5）通过http：//Apache_IP：Apache_port/tong_status页面可以监控到访问状态。

4 结束语

SIPDS能快速为管制员提供航空气象、航行情报、AFTN电报、空军活动、专机/重要飞行任务、通用航空飞行、校飞/试飞活动、流量控制方案等信息。一定程度上提高了管制员的工作效率，得到了管制人员的普遍认可。负载均衡模块作为SIPDS系统中的重要模块，为SIPDS扩展了网络设备和服务器的带宽、增加了吞吐量、加强了系统数据处理能力、提高了系统的灵活性和可用性，有助于我们提供更加安全、优质的空中交通管制服务。

参考文献

[1]薛军，李增智，王云岚.负载均衡技术的发展[J].小型微型计算机系统，2003，12：2100-2103.

[2]程洪，钱乐秋，洪圆.基于Linux集群的Web服务的研究和构建[J].计算机工程与应用，2004，40（34）：158-161.

[3]高昂，慕德俊，胡延苏.Web集群的区分服务与负载均衡策略研究[J].电子与信息学报，2011，33（3）：555-562.