双机双机热备

高可靠安全监控系统双机热备方法郭江涛1,2,杨娟1,2(1.
中国煤炭科工集团重庆研究院,重庆400039;2.
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037)摘要:针对煤矿监控系统对数据完整性要求,提出了通过数据库同步解决2台计算机之间双机热备方法,详细介绍了数据库同步软件配置、实现流程以及对计算机配置要求,并对实现功能及流程进行了阐述.
实验与应用案例证明,方法符合相关行业安全标准并具备现实可行性.
关键词:煤矿;磁盘阵列;数据库同步;双机热备中图分类号:TD76文献标志码:B文章编号:1003-496X(2012)11-0118-03HotStandbyMethodofHighReliableSafetyMonitoringSystemGUOJiang-tao1,2,YANGJuan1,2(1.
ChongqingResearchInstituteofChinaCoalTechnologyandEngineeringGroup,Chongqing400039,China;2.
StateKeyLaboratoryofGasDisasterMonitoringandEmergencyTechnology,Chongqing400039,China)Abstract:Inviewofminemonitoringsystemondataintegrityrequirements,thepaperputsforwardthemethodofusingdatabasesyn-chronizationtosolvehotstandbyproblembetween2computers,introducesthedatabasesynchronizationsoftwareconfiguration,imple-mentationprocessandcomputerconfigurationrequirementindetail,andelaboratestherealizedfunctionandprocess.
Theexperimentandapplicationcasesprovethatthemethodisconsistentwiththerelevantsafetystandardsoftheindustryandhasactualfeasibility.
Keywords:coalmine;diskarray;databasesynchronization;hotstandby安全监控系统在煤矿作用越来越重要,安全监控系统必须实现双机或多机备份功能,且故障切换时间应小于5min[1-2].
通过双机热备功能可以方便实现短时间主备机切换,在实际使用中,通常使用的方法有2种,一是使用磁盘阵列柜实现数据备份,多台计算机同时向阵列柜中写数据,通过备份硬盘,实现数据备份;二是通过软件实现数据备份[3],主机写数据库,通过数据库同步的方法将数据备份到备机上实现数据备份.
针对用户来说,如何选择性价比高、故障率低的使用方法最为关键.
1双机热备方法与性能双机热备可以通过2种简单方式实现,一是磁盘阵列加心跳软件,另一种是通过纯软件功能实现.
磁盘阵列加心跳软件的实现流程如图1.
使用磁盘整列读写速度快、容量大,所有数据写入各自数据区,不用考虑数据同步.
心跳软件除监测操作系统外,还监测数据库运行是否正常.
缺点是资金投入多,维护工作量较大.
使用纯软件实现双机热备需要2台服务器,通过1个心跳软件实时监测2台监控服务器工作状态.
通过数据库同步的方式将主机数据同步到备机图1磁盘阵列加心跳线上,实现2台服务器数据一致性.
数据库同步软件(DataBaseSynchronized,以下简称DBS)是解决主计算机与备用计算机之间数据一致性的问题.
DBS独立于各个应用子系统(瓦斯、人员定位等),维护了最新的数据信息,保证双机在服务切换后数据的一致性、可靠性和有效性.
数据库同步具有连接简单、投入少、可靠性高等优点.
2数据库同步技术实现方法2.
1DBS介绍数据库同步(DBS)主要有3大功能:①配置管·811·(第43卷第11期)设计·开发DOI:10.
13347/j.
cnki.
mkaq.
2012.
11.
037理,同步频度、同步周期、同步数据表的设置与管理;②数据同步,根据配置进行数据库的同步操作,在后台执行,用户不可见;③异常管理,对同步中出现的异常情况的处理.
主要辅助功能模块为:①日志,记录每次发生同步的操作日志;②帮助,提供软件相关的帮助文档.
2.
2DBS对硬件要求通过数据库同步方法实现双机热备,要求硬件必须具备以下基本功能:①2台配置大致相同的服务器,要求可以单独承担监控系统运行及应用;②在同一个局域网内部,可以互相通讯;③每台服务器配备2块网卡,1块对外提供服务,1块用做心跳(即2台计算机直接用对等线连接).
2.
3DBS配置及数据流图配置管理是对DBS的基本配置信息进行修改,主要包括对主/备机IP地址、同步的频度(每间隔多久同步1次)、同步的宽度(同步多少天范围内的数据)、所需同步的数据表等参数的设置.
异常管理是对同步操作时产生的异常数据(主要是主/备机数据库中相同的数据)进行人工手动处理.
数据流图的操作分3个步骤:①同步操作将异常数据加入数据库;②异常处理模块提取某条异常,将其插入同步数据库中;③同步数据库返回操作状态,如插入成功,则删除相关异常数据.
2.
4数据同步功能数据同步主要是将主备计算机中数据库一致化,根据配置信息判断主/备机数据库连接状态(在连接异常次数范围内);如连接状态正常,判断某个数据表的存在情况;根据数据表存在状态进行同步操作,下发同步操作命令,记录操作日志;根据表状态的不通,有2类同步操作命令,即整个表复制和表中部分数据复制.
时间同步处理,备用计算机与主计算机本地时间保持一致(操作间隔5min).
DBS主要难点在于同步操作功能,以下是该流程图的操作步骤:①获取某个数据表(简称A表),并分别判断主备机中A表的状态;②若A表在主/备机中均不存在,则A表不进行同步,操作结束;③若A表仅在1台计算机中存在,则将A表从存在的计算机复制到不存在的计算机,操作结束;④若A表在主/备机中均存在,则继续分析A表中有无需要同步的数据;⑤若主备机的A表中均没有需要同步的数据,则操作结束;⑥如主备机中仅有1台计算机(C1)有需要同步的数据,则将这些数据插入到另1台计算机(C2)中,再将合并后的表A整个从C2复制到C1,操作结束;⑦如主备机中均有需要同步的数据,则将主机的同步数据插入到备机数据库中,再将合并后的表A整个备机数据复制到主机,操作结束.
其流程图如图2.
图2同步逻辑·911·设计·开发(2012-11)3软件配置界面在使用数据库同步软件前首先应该对其参数进行配置.
在软件配置界面中地位是指选择本计算机是主机还是备机;切换时间间隔表示当主机关闭,备用机的备用软件自动开启时间,建议切换时间不要低于10s,并且小于200s;应用程序路径为中心站所在路径;关联IP选择"是",表示当中心站应用程序在哪一台电脑上运行则所填的虚拟IP将自动添加在该电脑的对应的网络接口的网卡上,通常宽带平台的中心站软件必须选择是,对串口通讯的中心站软件选择"否";网络接口名称:即网络接口的名字,在桌面上选中"网上邻居"->单击鼠标右键->选中"属性"打开网络连接,罗列出了所有的网络接口名称,虚拟IP地址将添加到该网络接口名称的网卡上;虚拟IP:即为需要自动切换的IP地址,它是关联中心站的,中心站哪一台电脑开启将添加该IP地址,否则将删除该IP地址;本地通讯IP:表示通过交换机连接起来的那张网卡的本地电脑的IP地址,远程通讯IP即为另一台电脑的IP地址;心跳属性:选择网络,端口选择可用的没有被占用的端口号;本地心跳:2台计算机直接连接起来的那张网卡上的本地的IP地址,远程心跳:另一台计算机上的IP地址;在只有一张网卡的时候,本地通讯IP和本地心跳的IP地址设置成一样,远程通讯IP和远程心跳IP设置成一样.
确认配置无误后点击"确认",完成自动切换的设置.
其配置界面如图3.
图3软件配置界面4应用注意事项①在调试的时候,请运行有中心站软件运行的那台电脑的双机热备软件;②要保证双机热备软件在2台电脑上同时开启;③当其它计算机无法访问终端网页时,请先确定是否能拼通终端计算机,然后确定终端能否访问监控主机的数据库,查看配置是否正确.
监控主、备机公用IP地址是否存在;④要保证2台监控主机的数据库正常,通讯正常,否则可能导致数据库不能同步;⑤双机热备软件配置完毕后不要对计算机上的计算机名、开机密码和IP地址进行更改;⑥系统时间为5的整数倍时,建议不要关闭中心站软件操作,这样可能导致这5min的曲线丢失.
5结语通过数据库同步实现主备机数据一致性,既节约投入,软件操作简单,又不影响监控系统运行效率,从而有效避免人工干预的不及时及可靠性,具有很高的性价比.
通过数据库实现双机热备的方法具有一定的通用性,特别适合于中小型煤矿使用.
参考文献:[1]国家安全监督管理总局.
AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范[S].
北京:煤炭工业出版社,2007.
[2]国家安全监督管理总局.
AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求[S].
北京:煤炭工业出版社,2006.
[3]郭进伟,吴明发.
基于中小煤矿的双机热备数据库同步系统[J].
煤炭科学技术,2009,37(7):97-100.
作者简介:郭江涛(1977-),男,陕西兴平人,工程师,硕士,2002年毕业于重庆工商大学,中煤科工集团重庆研究院测控分院监控所所长,现主要从事煤矿安全监控技术方面研究工作,发表论文9篇.
(收稿日期:2012-04-01;责任编辑:李力欣)·021·(第43卷第11期)设计·开发