辽宁省级气象通信单机备份系统的设计与实现

栾永明+刘金霞+李晶+王慧瑜+赵威

摘要：省级新一代气象通信集群系统维护期间将造成各类气象信息的传输中断。为确保气象业务系统的连续稳定运行，需要建立单机备份系统，承担维护期间通信业务。该文介绍了辽宁省级通信系统架构及主要功能，分析了单机系统的技术需求，提出了单机系统的设计思路，对单机备份系统的具体实现主备系统切换进行了阐述。单机备份系统作为新一代气象信息系统的应急备份措施，切换简单省时，对业务影响小，为保证实时气象业务不间断提供了重要保证。

关键词： 通信；传输；不间断；单机；备份

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）30-0024-02

The Design and Implementation of the Single Machine Backup System of Liaoning Provincial Meteorological Communication

LUAN Yong-ming，LIU Jin-xia，LI Jing，WANG Hui-yu，ZHAO Wei

（Liaoning Provincial Meteorological Information Center， Shenyang 110166， China）

Abstract： The maintenance of the new generation of the new generation communication cluster system will result in the interruption of all kinds of meteorological information. In order to ensure the continuous and stable operation of the meteorological service system， a single machine backup system is required， which is responsible for the maintenance of the communication service. This paper introduces the architecture and main functions of Liaoning provincial communication system， analyzes the technical requirements of the single machine system， and puts forward the design idea of the system. As a new generation of meteorological information system emergency backup measures， the single machine backup system is simple and time saving， and has little effect on the business， so as to provide an important guarantee for the real time meteorological service.

Key words： communication； transmission； continuous； single machine； backup

1 概述

随着国内气象观测的不断发展，气象资料种类和数量不断增加，各类气象业务对数据传输时效和质量要求也不断提高[1]。整合了CMACast系统的省级新一代通信系统承担省级上行气象信息的收集、向国家气象信息中心进行数据转发、省际共享、接收和处理国家气象信息中心下发的各类气象数据，向省内各级用户提供业务数据的任务。它采用集群架构，由多台计算机和网络设备组成。由于集群系统整体维护期间需要停机，时间长达2-3小时。由于气象通信业务属于实时不间断业务，因此必须要有备份措施确保维护期间实时业务不间断。

2 备份系统技术需求分析

IP地址需求。省级新一代通信系统以及CMACast系统的IP地址由中国气象局统一规划，各级气象台站、周边省、国家气象信息中心均通过该IP地址进行数据交换，因此，IP地址应不更换为宜。为避免地址冲突，备份系统离线期间采用新分配的地址，在线期间应采用与原系统一致的ftp服务地址。

网络连接需求。备份系统应与原系统同处于同一网段内，原系统维护期间应与备份系统完全隔离。因此，在网络物理连接上应便于切换。

系统分区需求。CMACast应用系统对系统分区有要求，文件系统挂载点应根据应用系统安装要求进行命名。

主机名需求。新一代通信系统应用软件会自动读取主机名进行自动配置，因此主机名应严格按照要求命名。

目录结构需求。各类资料的传输均按照一定的目录进行存储、交换，因此主备系统的目录结构及权限设置应完全一致。

ftp服务需求。各类气象信息均通过ftp（文件传输协议）进行传输，ftp服务以及对端口的设置也应与主系统相同。本系统除了缺省的21端口外，设置了12721、12821、12921端口。

用户需求。各级气象台站均采用不同的上传和下载用户名及密码，用户ftp访问的缺省目录和权限应与原系统相同。

服务器配置需求。存储空间应满足文件级存储和数据库存储的要求。内存应足够大，处理器速度和磁盘读写速度应足够大。

3 系统设计

2台高配置的服务器分别作为单机版新一代通信系统和单机版CMACast系统。单机版新一代通信系统承担新一代通信系统的上传业务、省际共享、以及存储CMACast系统分发来的数据，为用户提供数据服务。单机版CMACast系统既作为CMACast系统服务器，同时安装新一代通信系统软件，负责将接收的数据向新一代单机的分发。两台服务器均安装新一代通信系统软件，实现2台单机系统的互备。

单机系统采用新分配的IP地址，业务应用时通过设置虚拟网络端口将业务ftp服务地址添加到单机系统中。

网络连接。备份系统与原系统共同连接到同一交换机相同网段内，备份系统应用期间，将集群系统的各服务器共同连接到另外的交换机上，实现与在线系统的隔离。CMACast单机系统应配置2块网卡，其中1块网卡与新一代通信系统网段相同，另一块网卡与卫星接收交换机同一网段。

为CMACast系统预留4个以上分区，主机命名、目录结构、ftp服务配置、用户等与原系统一致。

由于系统的目录及用户多，手动完成容易遗漏和出错，因此，通过编写shell脚本来实现。也可以在重复安装时使用，也便于检查用户及目录创建的正确性，尤其是用户的密码和目录的权限。

单机系统要与原业务系统的操作系统及软件环境完全兼容。

配置时钟同步。配置并启动时钟同步服务，使之与省级授时系统校时。重新开机后也应检查时钟。Linux系统的时钟分为系统时钟和软件时钟，两者也要同步。

4 系统实现

4.1 系统平台

安装suse linux 10、vsftp、Tomcat、Mysql、ssh。应注意操作系统与硬件平台的兼容性。IBM X3850 X5 服务器安装Suse 10 sp2出现了系统不稳定，开关机异常的情况，升级到sp4以后正常。

4.2 软件平台

两台单机均安装新一代通信系统单机版软件，CMACast单机还要安装卫星接收软件。

1）配置信息同步。配置文件较多，不能遗漏，细致做好配置文件的参数调整。

2）数据库同步。数据库环境变量要正确设置，对数据库的配置文件进行检查，数据库表的同步通过脚本导出再导入新的数据库。

3）一体化快速质控模块安装和配置。

4）本地化程序检查。要重点检查程序执行权限、目录特别是临时目录存在性检查，定时作业要进行自动运行检查，以检查出环境变量设置的正确性。有些程序在单机上需作调整。

5 主备系统切换

5.1 切换前准备

准备便携式计算机和一条网线，便于管理集群及网络测试等；做好各配置信息的备份和数据备份；测试各服务器的管理员口令，熟练掌握集群管理命令，熟练掌握数据补传方法。检查单机系统上行的各接口目录及中间临时目录及所有子目录下是否有残留文件，避免将过时文件传到国家局或应用于业务中；检查地址配置是否正确；检查时钟是否正确设置；检查文件系统空间是否足够；检查vsftp服务是否正常。检查应用是否已经启动；检查定时作业是否加载；检查队列状态；检查主机状态。检查网络连通情况。

5.2 业务切换

将单机系统的网线拔掉，使其断网，避免与集群系统的IP冲突；

将预先准备的网线与交换机连接，确保集群系统不断网，逐个将集群内各服务器的网线从原交换机拔掉连接到集群内部交换机上。

将集群系统的网线从交换机上拔掉，将单机系统网线连接到交换机上。将CMACast系统原服务器上192网段的网线拔掉，接到单机CMACast系统上。

此时，集群系统与局域网和气象广域网完全隔离，单机系统运行业务。

业务切回

拔掉单机系统网线，使之脱离网络；

集群系统开机并检查集群运行情况、查看ftp是否正常访问、检查时钟和校时服务。

在单机上卸载ftp地址；

将所有网络连线恢复到以前。

6 结束语

单机系统的设计，具备新一代集群系统和CMACast系统的全部功能，可在一定时间内承担台站-省、省-省、省-国家局之间的数据传输任务，并可为省内气象业务应用提供数据服务。在2014年省级新一代通信系统维护的150分钟期间，单机系统在线运行，气象信息传输没有中断，满足数据传输和数据服务的要求，为气象业务的顺利进行提供了基础保障。

参考文献：

[1] 王甫棣.国内气象通信系统的设计与实现[J]. 计算机应用，2012， 32（S2）：220-225.