信息中心数据存储及网络架构改进

张俊杰（天津天铁冶金集团有限公司计控电讯厂，河北涉县056404）



信息中心数据存储及网络架构改进

张俊杰
（天津天铁冶金集团有限公司计控电讯厂，河北涉县056404）

［摘要］为满足信息化建设要求，将数据改进为集中存储方式，采用先进的磁盘阵列柜、磁带库等存储设备以及SAN架构的存储环境，保证了数据的安全存储和高效交换；采用三层网络结构，降低了核心交换机负载，提升了网络交换速率，保证了网络的安全性和稳定性。

［关键词］数据；集中存储；网络；架构；接口；交换机

1　引言

近几年，冶金行业对企业信息化建设重视程度越来越高，企业信息化建设速度在逐渐加快，随着公司产销一体化一期、二期等系统的投运，目前天铁集团内部网规模扩展到主干光缆180 km，交换机160台左右，客户端计算机1 000台左右，范围覆盖所有厂、矿、处室及子公司，业务系统33个。公司所有业务系统，如财务、设材、生产管理、计量、原燃料、质量管理系统都需要网络支持，因此对网络的稳定性和安全性要求比较高。由于内部网采用接入层、核心层两层结构，只能在核心交换机上启用路由，对核心网络负载压力也越来越大。并且大量业务系统数据的存储与安全也是不可忽视的问题，一旦因负载过大造成核心交换机宕机或者因为系统服务器故障造成数据丢失，对公司造成的损失将无法估量。

2　总体设计

2.1数据集中存储

对新铁区生产数据进行集中存储及实时画面发布，以保证公司领导及生产管理部门了解生产情况。为满足铁前新区生产需求，需要将质量系统中烧结矿、焦炭、球团、喷吹煤粉、生铁、炉渣、高炉煤气、入厂煤等相关物料的质量数据通过接口导入铁前三级系统。

采用先进的存储设备，如磁盘阵列柜、磁带库等，再配合自动备份软件，均可以实现对不同系统数据的集中备份与存储。

2.2网络结构优化

加强网络管理和网络安全，优化网络结构，使得公司内部网能够稳定、高效运行。实现快速定位与排除故障，把故障限制在某一区域内，不影响整个网络运行，把现有二层网络结构（见图1）改为核心层、汇聚层、接入层三层结构。

核心层：两台Cisco6509交换机组成双机热备系统，负责客户端和服务器高速数据交换。

汇聚层：作为接入层交换机的汇聚点，启用路由功能实现客户端对核心层服务器的访问。

图1　二层网络结构

接入层：直接用于用户计算机连接。

3　改进过程

3.1数据发布

采用IP地址映射技术，把铁前新区工控数据发布服务器直接接到防火墙上，映射为公司内部网IP地址，实现在公司内部网的发布。此方式为同行业普遍采用方式，并且此方式不需要项目投资，通过技术改进即可实现，并且通过防火墙的拦截，可以有效降低生产网接入管理网的风险。

铁前MES实时数据上传到公司级服务器，利用该数据在公司内部网增加画面发布服务器，对高炉本体、槽下、热风炉、TRT等生产过程进行实时同步监控，根据生产要求，如果还需要使用铁前MES的生产报表，实绩查询等其它应用功能，可将铁前MES完整数据上传至公司内部网的服务器。

3.2数据接口

实现质量系统将铁前新区需要的数据，通过接口发送到信息中心服务器的相关数据库中，主要数据有：

烧结检化验数据：烧结进场原料质量数据，烧结矿检验数据。

高炉检化验数据：外购焦成分数据，球团矿检验数据，生铁矿检验数据，喷吹煤粉分析数据，炉尘成分数据，炉渣成分数据，槽下焦炭水分数据，高炉煤气成分数据。

焦化检化验数据：入厂煤质量，煤气质量，焦炭质量。

实现质量系统通过接口，将铁前新区发送到信息中心服务器的数据，提取到质量系统数据库中，主要数据有：荧光+化学+CS仪器数据，工业分析仪+红外测S仪，气相色谱。

3.3数据转换与导入

因为质量系统和铁前系统设计上完全不同，数据表和数据格式完全不一致，所以需要两个子接口进行数据交换。质量系统通过子接口IO_1，将铁前新区需要的质量数据，从质量系统数据库定时同步到信息中心服务器的相关数据库中；质量系统通过子接IO_2，将铁前新区在信息中心服务器中增加的数据获取，并导入到质量系统数据库中。

异构数据库导数实现方式，Sql server 2000TO Oracle10G数据库通过DBlink链接服务器和Java+JDBC驱动的方式实现。

3.4网络架构优化

核心层规划：2台Cisco6509交换机组成双机热备系统，所有业务系统服务器、小型机均与核心交换机连接。

汇聚层规划：每个主体厂设一个汇聚点，无主体厂的按区域设置汇聚点。

由于三层网络结构（见图2）在汇聚层即开启了路由功能，能够大大减轻核心设备的负担，并且每个汇聚层及其下属接入层交换机都组成一个单独的区域。即使在这个区域内发生广播风暴，也不影响整个网络。汇聚层设备采用双链路连接，能够做到有一条备用链路，一旦在用链路中断，可以马上切换到备用链路，能够最大限度减少网络中断时间，甚至做到零停时。

图2　三层网络结构

4　实现功能

4.1拓扑图管理

实现网络拓扑结构的自动发现与实时更新，能够显示已接入的所有网络设备的实际连接情况和工作状态。

4.2报警管理

实现对网络设备与链路的实时监控，并在拓扑图上实时显示链路的流量、负载情况以及设备的通、断，便于管理人员及时发现网络隐患。

4.3设备管理

能够对已接入的网络设备进行直接配置与管理，不需要通过输入命令进行操作，方便了管理人员，提高工作效率，缩短了故障处理时间。

4.4网络接入管理

基于地址簿获取的信息，提供网络接入控制功能，及时发现非法占用IP资源，内部设备非法跨网段接入，以及外部设备非法接入内部网络，并进一步定位到设备端口，实现实时接入监控，保障全网的IP管理秩序和网络接入安全。

4.5日志管理

实现完备的操作日志管理、故障日志管理，支持按不同时段、不同对象查寻日志，支持日志打印输出、报表输出。记录和查询系统管理员和各级操作员的所有操作。信息包括用户名称、用户登录时间、操作内容等；并且提供有关指定设备的最近故障日志查询，可以查询某台设备或所有设备某时段或所有时段日志记录，可以打印输出，对全网运维做完整的操作审计。

4.6集中存储

对新铁区生产数据及IBM小型机上运行的产销、财务系统数据分别进行集中存储、备份。

4.7实时冗余

采用高可靠性SAN光纤存储系统（见图3），包括2台SAN光纤交换机、2台高性能阵列柜，阵列柜采用双电源、双控制器，做到7×24×365连续无故障运行，保证数据的安全存储。

图3　SAN光纤存储系统

4.8高效共享

将新铁区数据上传服务器、产销、财务系统小型机分别用光纤通道卡连接至SAN环境下，直接将系统数据存储至光纤阵列柜，服务器上只安装操作系统及应用、数据库软件，这样可以大大提高数据存储速度及服务器故障恢复时间。

5　应用效果

数据集中存储采用高可靠性SAN光纤存储系统，包括2台SAN光纤交换机、2台高性能阵列柜，阵列柜采用双电源、双控制器的冗余配置，实现连续无故障运行，保证数据的安全存储和高效交换。

现有二层网络结构改为三层结构，汇聚层开启路由功能，与其下属接入层交换机组成一个单独的区域，即使在这个区域内发生广播风暴，也不影响整个网络。汇聚层设备采用双链路连接，能够做到有一条备用链路，一旦在用链路中断，可以马上切换到备用链路，最大限度见少网络中断时间，甚至做到零停时。

6　结束语

数据集中存储，结束了原来服务器分散独立存储数据的原始方式，配合SAN架构的存储环境，具有高效、稳定、安全的特点，并为今后实现消除信息孤岛打下基础。通过网络架构的优化，使用三层网络结构代替了原来大规模星型网络结构，具有降低核心交换机负载，提升网络交换速率的优势，为数据集中存储和高效交换提供保障，最重要的是杜绝了网络风暴对二层网络结构致命的冲击，提升了网络的安全性和稳定性。

参考文献

［1］孙晓南.网络存储与数据备份［M］.北京：清华大学出版社：353.

［2］胡道元.网络安全［M］.2版.北京：清华大学出版社：482.

［3］法利.SAN存储区域网络［M］.孙功星，译.北京：机械工业出版社：397.

Improvement on Information Center Data Storage and Network Architecture

ZHANG Jun-jie
（Computerized Telecommunication Factory，Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co.，Ltd.，She County，Hebei Province，China 056404）

AbstractIn order to meet the information construction requirement，data storage was changed into consolidated storage，the advanced storage equipment of disc array cabinets，tape libraries and SAN architecture storage environment were adopted to ensure safe data storage and high efficient exchange. Three tiered network structure was adopted to lower the load of core switch which increases network exchanging speed and ensures the safety and stability of the network.

Key wordsdata；consolidated storage；network；architecture；interface；switch

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.014

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者简介：张俊杰（1983—），男，本科，工程师，主要从事计算机方面的研究工作。