第一篇:浅析数据中心复合式环境监控单元的设计与应用的论文
数据中心复合式环境监控单元的设计模型
数据中心复合式环境监控单元为数据中心最小监控单元,监控单元集成了环境传感器(温度、湿度、风速、烟雾等)、控制器(嵌入式系统)、执行器(电机、电磁阀等)三个主要部分,单元是为适应数据中心环境监控需求所设计的,其内部则为局部环境变量的闭环控制系统,会根据局部环境值的变化做出适当的调整。
许多数据中心将用于环境监测的传感器布置在场地中某个位置,由于机柜部署在不同的位置,所形成的冷热风道在场地中交替分布,单点传感器所获取的值并不能准确反映数据中心局部环境变化的实际情况,而且对于安装在机柜内部的某个具体设备而言,场地中某一点的环境数值对该设备实际控测毫无帮助,除非能连续监控该设备所在的局部空间的环境变量,即使在同一机柜内部,从底部到顶部也因安装了不同发热量的设备,环境数值也呈现出非均一性的变化特性,而复合式环境监控单元的设计满足了这一需求,单元的监控对象是局部空间而不是一点,而且是多种环境传感器的复合体,拥有独立的控制器与执行机构,除了完成数据中心局部空间环境变量的采集,并能根据局部变化做出微调,使得环境监控体系更为有效和精准。单元的组织与部署形式灵活,可在每个机柜中部署,也可在数据中心的某一空间中连续部署,有些采用紧耦合冷却的数据中心受限于场地形状,规划中不可避免产生超长型冷热风道和L 型风道,架空地板下可连续部署多个监控单元,这样不仅有助于了解风道的温度与风速的变化,并通过单元所控制的风机来自动维持风道出风口压力。
每个监控单元都有独立的控制器,控制器通常采用成本低、体积小、功耗低的嵌入式微控制器EMCU,EMCU 可以完成复杂的计算任务,但不需要运行复杂系统,拥有较高的稳定性与实时性,也可编程控制多路环境传感器的采集过程与采集数据处理。当多个单元协同工作时,控制器之间可采用以太网网、ZigBee、CAN 或其它工业总线等方式连接,尤其是采用ZigBee 无线连接的监控单元在部署方式上更为灵活。监控单元可以根据监控目标不同,灵活调整环境传感器的类型与数量,用于机柜的监测单元需要多路矩阵式温度传感器,而用于风道监测单元则需要烟雾传感器和风速传感器,数据中心所用的不同类型监控单元都可以做出适当的裁剪,避免不必要的资源浪费与系统开销。
监控单元的功能包括三个主要方面:传感器驱动、环境数据采集与控制、数据通讯协议,在数据中心中环境监控单元的大量使用,会导致采集数据量的大幅增长,因此单元程序设计的难点在于: 如何均衡传感器数据采集精度与单元执行效率的问题,当然数据通讯协议设计的是否合理也会影响到整个监控网络的效率。复合式环境监控单元总体架构
2.1 环境监控单元总体架构
整个数据中心环境监测单元采用多层架构,底层为采集层,由环境监控单元构成,这里采用ZigBee 控制系统,单元的主控程序运行于ZigBee 协议栈之上,单元与单元之间组成ZigBee 无线网络,ZigBee 无线网络具有:组网速度快、网络自恢复等优点,保障了环境数据采集的实时性与可靠性;上层为管理层,管理层主要职责是:向底层发出监控指令和收集监控单元所返回的环境数据,并对数据进行分析与存储。
2.2 环境监控单元部署方式
数据中心环境监控单元以上位机与下位机方式部署,上位机的主要作用就是控制下位机和管理环境数据,下位机系统则由Zigbee 协调器、ZigBee 节点(即环境监控制单元)组成,下位机的主要功能是采集各类环境数据,并实时推送给上位机。上位机与下位机的通讯可依赖于不同的物理途径,可以采用通用串行总线或以太网连接的方式。复合式环境监控单元硬件实现
复合式环境监控单元的硬件由单元控制器与复合式环境传感器组成,其中单元控制器可采用TI 公司主流的ZigBee 芯片CC2530,该芯片特点是兼容51 指令集,复合式环境传感器由多路数字温湿度传感器、数字烟雾传感器、以及风速传感器等组成,用于采集数字信号的环境数据。其中环境监控单元常用数字传感器列表如下:
3.1 监控单元中矩阵式温度传感器设计
DS18B20 是美国DALLAS 半导体公司推出的“单总线”接口的温度传感器,它具有微型化、低功耗、抗干扰强等优点,可直接将温度转化成单片机可读的数字信号,其测量的温度范围是-55~125℃,测温误差0.5℃,可编程分辨率9~12 位,其最大的优点是可在一条总线上挂接多个传感器分别读取测量值,鉴于缩短采集时间和保障传感器工作电流前提下,设计为一条总线上挂接4 个传感器,方便组成2×4 或4×4 矩阵式温度传感器组合。
3.2 监控单元中露点值测量方法
温湿度传感器SHT10 是由瑞士Sensirion 推出的数字温湿度传感器,具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性,全量程标定,两线数字接口,可与单片机直接相连,湿度测量精度:±4.5% RH(20~80% RH)温度测量精度:±0.5℃,露点是数据中心环境的重要指标,当温度冷却到露点,空气变得饱和,就会出现结露现象,对设备所造成的危害不言而喻,在监控单元设计中,将STH10 分别部署在机柜冷风或热风口,露点可以通过STH10 所测得的温湿度值计算得到:LogEW=(0.66077+7.5×T/(237.3+T)+(log10(RH)-2)T 为温度值,RH 为湿度值。露点:Dp=((0.66077-logEW)×237.3/(logEW-8.16077)
3.3 在线式风速传感器的设计
数据中心的空气流动有两个重要特点:风向稳定、风速较低,鉴于测量精度要求不高,则采用微型叶轮式分速传感器,其优点是:体积小、成本低、结构稳定、适合做数据中心风速的长期在线监测使用,其间的空气流动带动叶轮旋转,产生电压信号,经过放大后由CC2530 做ADC 转换为相应的数值,传感器在使用时需要在标准风洞中做初始标定。
3.4 烟雾传感器的设计
采用双路MS5100 烟雾传感器组合,分别监测机柜上部与下部空间的烟雾气体变化情况,MS5100 属于半导体烟雾传感器,体积小、灵敏度高,可以探测0~2000ppm 范围的烟气,在机房架空地板下或其他密闭空间中,可连续部署多组烟雾传感器,形成密集型的复合监测单元。环境监控单元程序设计
监控单元的程序设计目标是在ZigBee 协议栈基础上建立多种环境传感器复合的无线网络采集系统,使用IAR 单片机的开发环境,程序可运行在CC2530 的主控制芯片上,其主要功能如下:
(1)监控单元管理(协调器、路由器、终端设备),包括设备初始、设备自检、设备重启等;
(2)ZigBee 无线网络管理,包括监控单元绑定管理、自组网管理、信号强度监测等;
(3)各类传感器驱动管理、初始化、复位等;
(4)传感器数据采集、传输、存储的过程控制。结束语
数据中心复合式环境监测单元的软硬件部分已经设计完成,与数据中心运维管理系统联合部署,复合式环境监测单元的提出为数据中心精细化管理提供了新的工具与方法,但在实际应用过程中还需开展工程化验证。
第二篇:大型港口视频监控系统设计与应用分析
大型港口视频监控系统设计与应用分析
第1页:港口视频监控系统需求分析
前言
随着全球一体化进程的加快和国际经济活动的日趋频繁以及供应链管理思想的兴起,现代港口特别是大型枢纽港的地位越来越突出,如何加强对大型港口调度、安保等各方面的管理成为建设和管理者需要面对的严峻问题。
天地伟业大型港口视频监控系统是采用传统视频技术与现代通信技术相结合的技术手段,对远端场景进行传感成像、信号传输、集中监视、图像记录以及联动控制的安全技术防范和管理系统。由于其直观的效果,日益成为现代大型港口管理的重要组成部分。
按照港口数字化视频监控系统的总体规划和设计要求,建立和完善港区各作业区域,锚地、航道、泊位、堆场、门卫、公安交通、环境监测等数字化视频监控系统十分必要。在码头各作业区域建立视频监控系统的基础上,为海关、港口公安局、海事局、边防等其他协作单位,提供监控点及相应的控制手段,与以上单位建立统一和共享的视频监控网络,逐步完成港口的数字化视频监控系统建设。
港口视频监控系统需求分析
监控范围
集装箱码头、保税仓库等货物集散地的监控;海关监管的重点场所;帮助海关边检部门掌握辖区动态,开展反偷渡工作;码头前沿的船港界面;危险货物作业过程;重大危险源;引航;港口设施保安计划落实情况;进出港车辆、人员、船舶、货物。
港口视频监控常见问题
1.建设周期长,设备部分老化。以某大型港口一期为例,该码头自1998年开始建设监控系统,10年间曾经历过多次系统改造和维修,但是基础的线路、一些设备连接和承载系统都还是旧的,接触不良的故障时有发生,因光缆老化和外力中断的故障在最近4年间就发生过3起。其他码头这样的情况也不少见。
2.各码头监控系统建设各自为政,建设标准不统一。全港对于监控系统的建设没有一个统一的标准,各码头公司都有自己一套独立的系统结构。在海关的监控室可以看到四五个码头公司提供的视频监控系统,各个系统都不一样,各系统资源不能共享,使用、维护和修理,非常麻烦。
3.各联检专网之间设备重复投资,信息无法共享。目前各口岸联检单位都有通过网络进行视频监控的需求,但由于边防公安网、海关专网、海事专网、各码头局域网络之间不能互连互通,造成几乎每个需要监控的单位都单独做了一套监控系统,重复投资、浪费资源的情况相当严重,并且各系统之间的视频资源无法共享。若单独共享前端摄像头采集的图像信号,则意义不大,且在控制权限方面会更加混乱。
第2页:港口视频监控系统架构分析
港口视频监控需求特点
1.监控范围大。港口监控点的选择,应将摄像机安装在港区的灯塔制高点,这样视野宽、无障碍,可尽量少设监控点,使每个监控点监控覆盖的码头面积最大。
2.全天候监控。港口监控点要全天候工作,这就需要选用红外敏感型彩色转黑白摄像机和日夜两用型镜头,并且在3km外能看清人物活动;选用螺杆传动的室外一体化重载云台。为了减少远距离图像的抖动,摄像机的安装也要确保牢固稳定。
3.电磁干扰问题突出。港口一般都经过几十年的不断建设,设备、强电、弱电多种系统交叉运行,电磁干扰问题无处不在,因此要获得好的监控效果,必须考虑系统抗干扰的问题。
4.避雷接地必须安全可靠。监控系统的软肋是前端的避雷与接地,前端设备的避雷与接地直接影响整个工程的安全性和可靠性,忽视避雷与接地可能给用户带来巨大的的损失。避雷原则是所有设备都要安装在避雷针的保护范围之内,接地电阻不大于10,避雷与接地的特点是环境决定并影响避雷与接地的实际效果。
5.系统资源共享。港口监控系统不但要满足生产、管理的需要,还要满足边防检查、海关、海事部门的监管需要,因此,需要解决图像资源共享和控制权限的分配问题。
港口视频监控系统架构分析
系统架构特点
1.新建设的港口可视化系统具备数字化、网络化的特点,可以远程观看控制,提供开放式的接口规范,可方便实现外部监控;
2.采用模拟与数字结合的方式,前端到调度室监控中心采用模拟传输和控制方式,保证了图像质量和操作实时性,在调度室监控中心进行数字化;
3.以光纤为主要传输手段,配合采用其他多种灵活的传输手段;
4.采用数字化组网方式,为各监控中心提供高清晰度图像和运行安全可靠的视频系统;
5.建立统一的管理平台,统一权限管理,统一规划建设实现多级管理要求;
6.整个系统具备可扩展性、稳定性,适应港口环境;
7.满足港口业务系统、海关、港口公安局、海事局、边防等多个监控中心对监控点位合理分配和权限控制的要求;
8.实现网上浏览与控制;
9.实现船舶、货物进出港的全过程、全方位系统跟踪管理。
第3页:调度室监控中心系统架构
系统整体拓扑架构
按所处地理位置的不同以及实现功能要求的不同,天地伟业港口视频监控系统的整体结构分为三级:前端监控点、各调度中心、总控中心。实现的流程包括:前端信号的采集、信号的传输、后端信号的编码处理、用户访问。根节点是港口的总监控中心,一级父节点是各调度中心,子节点是分布在各个港口的监控前端。系统中虚线部分是用光纤传输,通过光端机将前端的视频信号、控制信号传输至调度中心,由调度中心的矩阵系统进行集中管理。为实现数字化网络监控,在调度中心安放视频编码设备,将模拟信号转换成数字信号,在网络中传输。各调度中心汇集到总监控中心,在总监控中心实现所有系统的集中管理。
调度室监控中心系统架构
在调度中心,光端机视频输出视频信号首先进入视频分配器,分别向矩阵系统和视频编码设备系统提供视频输入。视频控制矩阵输出到大屏设备,其中视频编码设备将模拟信号进行数字化处理并介入到网络系统中。视频转发服务器(或称:视频代理服务器)统一管理和转发视频数据,以主要解决视频编码设备的性能差异和缓解网络干路的带宽压力。用户登录到视频平台服务器,并从视频转发服务器获得视频数据流完成监控的应用过程。
其中,视频监控头(含协议解码器与云台)以及与监控中心连接的视频线,控制线,光纤,电源等属于设备链路层,是整个可视化系统的基础设备,提供影像采集及传输功能。视频矩阵负责前方各监控点的接入在控制室负责各路视图频间的切换输入显示等,视频编码设备与矩阵连接负责将视频信号控制信号转换成IP协议的数据接入到网络,这两部分输入中间耦合层,另外视频编码设备与视频矩阵的连接需要与矩阵的控制协议,波特率,协议编号等对应。管理平台服务器及视频转发服务器对应系统核心层,是整个系统的管理核心,服务器支撑管理平台的运行,为各系统的视频调用提供接口,存储设备提供录像存储与流媒体服务等功能,供其他系统对录像片断及场景抓拍的调用。调度室内工作人员可以在计算机系统内切换视频画面,浏览视频录像等,网络用户可以利用现有网络内计算机在应用系统上使用可视化系统。所有数字视频信号基于MPEG4的高清格式(D1720×576)传输,带宽占用约2Mbit/S。
软件架构及功能
主要是基于通用流服务体系架构(Universal Streaming Service Architecture,USSA),由图形化GIS信息服务、权限分级管理、视频通用接口、后台管理服务、流媒体管理服务、关联触发服务、视频会议管理、自动调度控制台等服务组成,通过应用服务、流媒体传输服务、数据库服务、Web服务、JSP页面、ActiveX控件、各种驱动程序等基本模块实现软件功能,提供现场实时监视、多分屏切换、云镜控制和轮巡、录像和回放、报警和联动、强大的用户权限管理和安全认证等,可以方便地实现远程监控、分布式监控(跨区域多级、多中心监控)、分布式录像、组合报警策略等。与网络设备的组播功能配合,还可以有效减少网络流量,保证网络畅通。
随着管理水平的提高,可视化系统作为现代化管理的先进载体,将可以与生产经营管理系统相结合,逐步把生产经营管理系统的主要内容如:安全、船舶动态、指泊、车、库场、筒仓等作业信息通过可视化系统直观显现出来,使生产经营管理系统更加贴近实际使用需要。
第4页:港口视频监控系统应用趋势
港口视频监控系统应用趋势
高分辨率数字监控
应用高分辨率IP视频监控可以有效减少视频监控系统中摄像机的数量,减少监控人员的劳动强度,提高图像质量,提升监控水平;而且在一旦发生安全或者其他事件的情况下,又能提供清晰的监控录像分析事件发生原因或追究事件责任。因此,应用高分辨率IP视频监控可以作为港口视频监控系统发展的方向之一。
智能视频分析
智能视频监控是结合对运动目标的智能跟踪和识别技术,采用背景减除和模式识别的原理和方法,检测和识别视频中的运动物体,然后进行跟踪并记录各个物体的运行轨迹和运动信息,再实时分析这些运动和预设的报警事件是否吻合,如果吻合,则发出相应警报,以便进行干预或处置。
智能视频监控系统的构成与通常的数字化、网络化视频监控系统基本相同,主要包括完成视频数据采集的数字摄像机、应用处理的编码器与视频服务器、传输控制的路由器、存储的DVR、视频查看的监视器和管理系统软件等,所不同的是智能视频监控系统在数字摄像机或者管理系统软件中配置了智能图像处理系统。
港口视频监控采用智能分析技术,意在实时判断运动物体的运动特征是否可能威胁港口安全。如果运动物体的运动特征可能威胁港口安全,则实时采取预防安全事件发生的措施,避免或减少安全事件的发生。港口设施内大部分可能产生保安威胁的运动物体的运动特征,如道路上的车辆运行方向、车辆或人员限制区域的进出、一定数量人员长时间聚集、车辆或人员在特定区域长时间的停留、特定车辆或人员的行踪等,均可以通过智能视频监控系统中的行为识别方法进行辨识,从而自动发出警报。港口保安视频监控系统中部分保安区域的监控可以利用智能视频监控技术,以便在有效保证实时视频监控质量的情况下,减少监控人员的劳动强度或监控人员数量,增加一线保安力量,提高港口安全防范水平。
第三篇:EMC SRDF技术在银行数据中心搬迁中的应用与设计
EMC SRDF技术在银行数据中心搬迁中的应用与设计
引言
摘要:本文简单介绍EMC SRDF技术,重点阐述了银行如何利用该技术进行新旧数据中心搬迁、灾难备份的系统设计,详细介绍了如何按照系统设计要求逐步将旧数据中心安全地、迅速地搬迁到新的数据中心,并最终形成一套灾难备份系统。关键字:SRDF、数据迁移、灾难备份
随着银行数据集中的深入开展,各种业务数据都进行集中处理。随着业务的不断拓展,我们可能需要对旧数据中心进行扩容,并进行新中心的建设。这时,我们就需要进行数据中心的搬迁工作。而实际上对于较大型的数据中心,经常要利用灾备技术来实现数据的迁移,同时利用原有的数据中心作为备份中心。如何能保证数据中心迁移过程中数据不丢失?如何确保数据中心迁移过程中业务系统基本不停顿?这些都是我们银行要面对的问题。
本文将基于EMC SRDF技术,以中国建设银行厦门市分行数据中心新旧大楼搬迁和灾备系统实施为例,讨论数据中心数据迁移和搬迁的方案规划、设计和实施。
一、数据中心迁移背景
银行数据中心的共有特点是:业务集中、数据集中、海量数据容量(至少TB量级)、大业务量、业务连续性要求极高、关键业务数据可用性高。随着银行数据集中,旧数据中心由于容量、性能、运行环境等限制,已不能满足业务系统发展的需要,这时各银行就可能建立一个新的数据中心。由于业务24×7的连续性需求和客户数据的重要性,保证业务连续性是数据中心迁移的核心要求,迁移数据的高可靠性是数据中心迁移成败的关键。数据迁移过程中对业务的影响、迁移的数据完整性保证是迁移技术选型、方案设计的依据。
随着厦门建行各项业务系统的发展,原有的计算中心机房已经难以满足越来越多业务系统对中心运行环境的要求,系统的扩充性受到极大的限制。随着分行新营业大楼的使用和新大楼中新中心机房的建设完成,厦门建行需要将原有的数据中心将搬迁到新营业大楼中。
厦门建行原数据中心主机系统基本上是基于IBM RS/6000主机和EMC存储平台为基础的系统。厦门建行主要的银行业务系统包括对公、储蓄、银行卡等核心业务,还包括有代理业务和中间业务等。应用系统是以Tuxedo中间件和Informix、Db2等数据库系统来进行构建的,生产数据集中存放在一台EMC的Symmetrix 3830 磁盘机中,可用空间大约约600GB。
厦门建行在新数据中心选用一台EMC的Symmetrix 8530磁盘机作为主存储设备,同时还购买了SRDF、TIMEFINDER、PowerPath、ECC等软件和利用SRDF进行数据迁移的服务,这为使用SRDF进行数据迁移和系统搬迁提供了必要条件。从节约资金的角度,新数据中心的主机系统不再另行购置,全部从旧数据中心搬迁过来。本文重点说明数据的迁移,设备的物理搬迁不详细说明。
二、SRDF技术概述
目前实现数据迁移和灾难备份的方法、技术很多,有SAN或NAS技术、远程镜像技术、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。其中,业界成熟的磁盘镜像技术对于保证业务连续性和数据迁移的高可靠性方面有着一定的优势,成为众多大型企业数据迁移、灾难备份的首选。EMC公司SRDF(Symmetrix Remote Data Facility)技术是磁盘镜像技术的一个杰出代表,在国内、国际上都有众多的成功案例。
EMC SRDF是迄今为止业界唯一能够同时为大型机、UNIX、Windows NT和AS/400等系统提供完整的业务持续性能力的解决方案。自从其1994年问世以来,EMC存储管理软件已经帮助许多公司管理计划内的数据中心事件(如按计划维护,每日数据备份,数据迁移和应用测试),同时它也负责从突发故障(如数据灾难)中恢复数据。SRDF是一个在线的并且独立于主机的数据镜像信息存储解决方案。
它可以将生产现场的数据复制到一个或多个物理上分离的Symmetrix目标系统上。这些系统可以跨越大楼,远至世界各地。SRDF软件具有如下特点:
1.支持所有主流服务器,大机(Mainframe)和开放系统能同时使用SRDF; 2.基于磁盘阵列自身功能,与操作系统、应用软件无关、对主机影响小; 3.同时支持同步、半同步、异步等数据传输模式;
4.通过网络系统的支持,SRDF镜像的距离可以到几千公里的距离;
5.与Symmetrix微码、TimeFinder进行良好配合,实现生产数据的灵活应用,例如:利用BCV卷实现生产数据备份、隔日数据查询、数据仓库等应用; 6.支持不同通信协议,包括ESCON、T1/E1、T3/E3、ATM、IP、DWDM,FC等; 7.配置灵活、实施简单、操作方便; 一个典型的SRDF连接,如图一所示。
图中显示了同步方式的SRDF一个写请求的完成过程。从图中可以看出,当本地(源)盘要写一个IO的时候,它首先会将IO发到远地(目标)盘上,待目标Symmetrix设备将数据写进Cache后,本地IO才认为是写成功了。这样,就充
分保证本地存储和远地存储的一致性,但是对SRDF的连接的网络速率要求就比较高了。
三、需求分析
银行数据中心的迁移工作,与其他项目一样,首先都要从数据中心迁移的需求分析开始,充分理解迁移工作的目标、环境、性能指标等,才可能开始进行设计工作。本节以厦门建行数据中心迁移为例,说明数据中心搬迁的需求分析工作。1. 总体目标:
厦门建行数据中心迁移的总体目标是:要将数据中心从旧大楼搬迁到新大楼,需要利用数据迁移技术将数据从旧的数据中心迁移到新的数据中心,同时建立新旧大楼之间的数据灾备系统,系统迁移过程中对业务系统的影响要达到最小。2. 系统环境分析:
厦门建行数据中心由核心业务系统和大量的前置系统组成。其中,厦门建行数据中心的核心主机系统以IBM RS6000主机、EMC存储系统组成,数据库系统采用Informix IDS,应用系统是自行开发的。
厦门建行新旧数据中心物理距离大约6公里。目前在旧的数据中心有一套旧的存储系统。旧数据中心有多套的双机互备的主机系统,包括核心业务系统双机系统、信息系统双机系统、前置系统双机系统(包括多种前置应用系统)等,这些机器都通过SAN连接到核心存储上。而在新数据中心准备新购置一套新的存储系统,但在新的数据中心没有主机系统,只是用一台小配置的机器用于测试,新购置一台与旧中心一样的SAN Switch作为测试。系统情况如下图所示。
图二 原系统结构示意图
另外,数据中心还有大量的前置机大部分是独立的系统,涉及的操作系统包括:HP-UX、SCO Openserver、Linux、Windows NT、Windows 2000等;涉及的数据库包括:Informix、Lotus Notes、SQL Server等。这些系统大多是属于可以单独搬迁的系统,其设备的搬迁不与核心系统的搬迁同时进行。因此,这些设备和机器不再上图列出。
3. 业务数据分析:
因为灾备系统需要有一套存储系统,相应的主机系统,要有机房运行条件、网络系统等,因此建立灾备系统需要有较高的投入。所以,要在成本允许的情况下,进行综合考虑,尽可能将比较重要的业务放入灾备系统中。因此我们要将业务数据根据重要性进行划分,一般可以分为:核心业务、重要业务、一般业务。
(1)核心业务要求24小时不间断运行,其重要性不言而喻。这些业务数据肯定要进入灾备系统,才能在数据中心迁移时以最短的中断时间实现迁移的目的,同时将来数据中心出现问题时,备份中心能保有最新的核心业务数据。比如上图中原系统中的核心业务系统,包括业务主机系统和信息系统。
(2)重要业务中,要根据允许中断时间、业务重要程度进行划分,将重要程度很高、中断时间要求很短的业务,尽可能放到灾备系统中,将重要程度一般、中断时间可以时间比较长的业务系统考虑不放在灾备系统中。比如上图中连接到SAN环境中的“前置系统1”、“前置系统2”。
(3)一般业务正常情况下都不进入灾备系统,在数据中心迁移时要进行较长时间的业务中断,中断时间就是一般业务的系统关机、物理搬迁、开机的时间。比如不在上图中示意的其他系统。
4. 迁移需求分析:
按厦门建行的需求,整个系统迁移只能在凌晨进行,而且系统迁移造成的业务中断时间不能超过2小时。也就是说,我们在系统迁移过程中,应用系统关闭、数据迁移、应用系统启动的整个过程占用的时间不能超过2小时。按此要求,我们在设计中要特别注意系统迁移的性能。
5. 性能需求分析:
厦门建行对SRDF性能的要求是系统响应时间不得超过原来的5%。这个需求是针对数据中心搬迁后,新旧数据中心的灾备系统而提出的。基于这个需求,需要对传输的数据量进行估算。
按厦门建行的应用情况,通过对多日的数据量的分析,发现在系统在正常运行中的IO量不大,SRDF完全能满足要求;但是,当应用系统数据库在做Checkpoint的时候,IO量急剧增大。假如每秒IO数据量10M,则SRDF性能要求也是 10*8=80 Mbps。
四、数据中心迁移系统设计
数据中心要进行迁移,既要考虑未来最终使用的情况,也要考虑数据迁移过程的实现。根据厦门建行的系统现状,我们的总体设计思路时:考虑建立一套新数据中心,新旧数据中心采用SRDF进行互联,然后在数据搬迁时利用SRDF进行异地数据迁移,在数据中心搬迁后建立最终的新旧中心灾备系统。
因此,我们的系统总体设计要将重点放在灾备系统设计中,我们要从存储系统硬盘分布、SRDF同步模式的选择、灾备网络方案的确定、灾备软件的匹配等方面的进行分析设计,最终确定总体架构。1. 盘分布设计:
盘分布设计主要包括两方面的考虑:
(1)确定哪些应用系统放在灾备系统中。在进行业务数据需求分析完成后,我们就可以确定哪些应用系统、哪些应用数据要放到灾备系统中,我们就可以确定硬盘的可用容量。在厦门建行的应用系统中,将核心业务系统和部分重要系统放在灾备系统中。
(2)放在灾备系统中的应用数据的盘分布。在整个主机系统中,I/O的性能是至关重要的。存储系统的I/O性能的提高是整个核心系统性能提高的关键。其中,硬盘的分布是重中之重。在盘分布设计中,我们主要采用两点思路:
核心业务使用的硬盘采用Raid-1,而不采用Raid-5。这样,数据在得到双重保护的同时,又不降低性能。
核心业务使用的硬盘尽可能放在不同的物理硬盘上。这样,将使核心业务的I/O分摊到不同的I/O通道中,使I/O性能进一步提高。
核心业务使用的硬盘尽可能放在不同的通道上。这样,将使核心业务的I/O分摊到不同的I/O通道中,使I/O性能进一步提高。
2. SRDF同步模式选择
SRDF数据镜像技术支持三种工作模式:同步模式、半同步模式、异步模式,其中半同步模式使用较少,同步模式对于同城灾备最合适,异步或自适应模式适合数据的迁移,对主机端的I/O性能影响最小。但是若一套系统仅用于一次数据迁移,既可以异步模式来实现,也可以用同步模式来实现。
按照厦门建行的需求,我们不仅使用SRDF来实现数据迁移,同时将来还要做同城灾备。因此,为了减少对业务的影响,我们可以提前同步,从而在迁移切换时,数据已经处于同步状态,可以使数据迁移的切换时间大大缩短。
3. 网络方案的确定:
在SRDF灾备实施中,为保证实施灾备系统的运行,网络传输速度是至关重要的。在明确迁移需求和系统负载后,以及联机和批量对磁盘更新量以后,进行SRDF带宽设计。包括SRDF Synchronous Delay、VOLUME WRITE I/O LIMIT,具体方法可参考有关资料,这里不详述。
一般情况下,10km以内的两套系统互联,只需要使用裸光纤互联就可以,连接接口采用长波单模光纤接口。采用裸光纤、普通光纤接口的传输速率理论上能达到1Gbps,实际数值也能达到500Mbps以上。
而对于超过10km的两套系统互联,可以采用磁盘间SRDF连接为2根ESCON通道,两地采用NORTEL或CISCO等网络设备厂商提供的DWDM设备作通道延伸,两端DWDM间用DARK FIBER连接。这时就要根据系统的负载需求来确定传输线路的速率了。
因为厦门建行新旧大楼之间距离小于10Km,因此采用裸光纤直连方式进行,通过计算,超过200Mbps的数据传输速率能满足厦门建行数据传输的需要。
4. 软件版本的匹配:
在我们的设计中,需要我们和厂商关注的一点是灾备系统两端的微码版本是否匹配,是否能满足SRDF的运行需要。只有EMC公开文档明确支持SRDF运行的微码
版本才能发到两端的存储系统上运行,以确保将来SRDF运作的稳定性和可用性。
5. 系统架构:
根据需求的分析,我们要利用SRDF技术我们最终的目的是要建立一套基于SRDF的数据灾备系统,同时满足数据中心迁移的需要,同时将来作为数据灾备系统,当新数据中心出现问题时,旧数据中心能得到最新的业务数据,并利用旧数据中心拥有的部分主机实现部分核心业务。
因此,我们在总体设计是要按将来是一套SRDF 同步系统来考虑,主存储是EMC 8530,灾备存储是3830。大部分主机将搬迁到新数据中心,旧数据中心只保留很少的主机。数据中心搬迁后的系统最终的总体结构图如下:
图三 最终的系统结构示意图
五、数据中心迁移过程
在数据中心的迁移过程中,不仅要将原数据中心大部分设备毫发无损地物理搬迁到新数据中心,关键还要将数据准确无误地在最短时间内迁移到新中心地存储系统中。
因此,在系统架构设计完成后,还要进行系统迁移过程的设计和实施。系统迁移过程的设计主要针对迁移过程的流程进行设计,若有必要,可能对系统架构设计提出修改要求。
主机系统数据分为系统数据、应用数据,系统数据包括操作系统、配置文件等,这些数据与硬件密切相关,实时性要求不高,同时系统数据与客户数据没有直接的关系;应用数据指与客户数据密切相关的数据,如数据库数据、应用系统配置文件、中间件系统配置文件等。
对这两种数据我们采用不同的迁移方法。对实时性不高、与硬件密切相关的系统数据采用一次性磁带拷贝、物理搬迁的方法,提前迁移,先建立完整可用的系统平台;而对实时性要求很高的应用数据采用SRDF技术进行磁盘同步镜像迁移,同步完成后在已有系统直接启应用系统,然后作网络切换,完成数据中心迁移。以厦门建行的数据中心搬迁为例,一般的数据中心搬迁可以包括以下步骤:(1)迁移前提:
新数据中心机房已经验收完成;
新数据中心网络系统已经完备,并与旧数据中心互联; 新数据中心主机系统、存储系统安装和测试完成。
(2)迁移前的存储系统准备工作:
分析、规划、调整应用数据的磁盘卷使用,为迁移准备数据源;
在两地主机系统安装、裁剪SRDF软件和其他Symmmetrix相关软件如Timefinder等;
升级两端Symmetrix盘机的微码到相同level,根据两端磁盘卷同步映射关系制作盘机的BIN FILE,并装入存储系统;
对现有的存储系统进行一致性检查;
采用同步贝方式初始同步所有应用数据卷到新中心。
(3)迁移前的主机系统准备工作:
要迁移的应用系统都做好一套双机系统,这包括业务主机系统的双机、信息系统双机系统、前置系统的双机系统。
双机系统经过演练测试,确保可以将应用放在一台机器上运行。新旧中心进行多次数据迁移切换演练测试。
需要将SRDF分离,将数据盘挂到新中心的测试主机上,检查数据是否正确。迁移准备工作完成后的系统结构状态如下图所示:
图四 迁移准备工作完成后的系统结构示意图
(4)非核心单独系统的搬迁:
这些数据是银行中一些小的前置系统,他们不连接到存储中,是自己独立的小系统,他们的迁移要与核心业务系统的迁移分开。考虑到这些系统的重要性比较低、可中断时间比较长,一般可以选择周末或者夜间提前将这些机器关闭、物理搬迁到新数据中心。
(5)非灾备系统的重要业务系统的迁移:
这些数据是银行中非核心业务系统中的数据,他们原来存放在3830上,而新系统要求他们存放到8530上,而且他们的业务可以中断,可以在晚上或者周末进行搬迁。这些数据迁移的做法是:在8530上建立一样的文件系统,利用磁带或者远程拷贝将数据备份、恢复到8530上;然后在晚上或者周末将对应的主机物理搬迁到新数据中心,然后与8530进行互联,最后将应用系统在主机和8530上运行。
(6)利用SRDF技术进行数据中心核心业务系统的迁移切换:
搬迁第一步:搬迁一半主机到新中心。
a)原中心变双机为单机运行:将业务主机双机、信息主机双机、前置主机双机系统的应用系统都切换到一台主机上运行,将主机系统中的另一台拆出,搬迁到新中心,与新的存储系统互联。
b)将原数据中心两台SAN 交换机搬迁一台到新中心,与原有一台新的SAN Switch组成新的SAN。
c)确认新存储和主机系统的可用性。将新主机和存储系统连接后,进行必要的应用测试,检查主机、存储系统已经具备运行条件。d)第一步搬迁后的结构如下图所示。
图五 第一步搬迁后的系统结构示意图
搬迁第二步:新旧数据中心的新旧存储进行SRDF数据重新同步,以旧存储为主卷,新存储为备份卷,以确保新存储的数据与旧存储保持一致。
搬迁第三步:启用新数据中心。
a)关闭旧数据中心的应用系统,使数据处于某种明确的状态; b)SRDF分离;
c)修改主机系统配置:包括IP地址、网络路由、应用配置等。
d)启用新中心的主机和存储系统,检查应用系统运行是否正常,这些应用包括核心业务系统、信息系统、两套前置系统等。这时新数据中心处于单机运行状态。e)新数据中心成为生产中心后的系统结构示意图如下图所示。
图六 第三步搬迁后的系统结构示意图
搬迁第四步:原数据中心剩余主机搬迁到新数据中心。将原中心主机、备份设备搬迁到新中心,并与生产主机、存储进行互联,形成原有的双机系统。将原来在新数据中心进行测试的主机搬迁到旧中心,作为灾备系统的备份主机。搬迁后的结构如“图
五、第四步搬迁后的系统结构示意图”所示。
图
七、第四步搬迁后的系统结构示意图
这样核心业务系统搬迁到新数据中心,搬迁工作宣告完成。但是此时新旧存储之间仍处于SRDF断开状态。
(7)实现新中心到旧中心的同城数据灾备,形成一套可运行、可操作的灾备系统,并进行测试验证。
检查 SRDF配置;
SRDF反向同步:以新存储为主卷,旧存储为备用卷。灾备系统实施后的系统结构图如“图
三、最终的系统结构图”所示。
进行灾备系统的测试。
六、数据中心搬迁中应注意的问题
数据中心的搬迁是一个复杂的项目,有了详尽的系统设计和搬迁方案,应该说,整个数据中心的搬迁条件已经基本具备,但是我们在实施过程中发现,在数据中心搬迁过程要注意以下问题:
1. 系统等级划分
系统等级划分是系统规划中基础的一环,主要要根据业务系统、信息系统、前置系统、独立业务系统等的重要性不同进行等级划分,核心的系统列入高等级系统,普通的业务系统列入低等级系统。高等级的系统要重点保证,它们要在很短的时间内得到系统恢复。系统等级划分完成后,才能将相关系统的数据按等级不同的需要分别放在灾备系统、非灾备系统、独立系统中。2. 完善的方案
一个成功的项目的前提是完善的系统方案,数据中心的迁移要成功,要进行全面的系统设计,系统设计至少要有以下要求:
(1)要有详尽的实施步骤。实施步骤中从实施前、实施过程中、实施完成后续处理等过程中,要有完备的流程,每个步骤要确定责任人、明确实施的时间、实施的前后顺序。
(2)要有详尽的应急方案。对各种可能出现的异常要做好应急准备,包括物理搬迁问题、硬件故障、操作系统故障、数据库故障、存储故障、网络故障等。3. 充分的测试
一个成功的项目背后是完备的系统测试,数据中心的迁移也必须经过充分的系统测试,以确保迁移的成功,数据迁移测试至少要包括以下内容:
(1)性能测试:主要包括网络传输速率测试和灾备系统的测试。网络传输速率测试主要用于确认网络系统是否满足灾备系统的传输要求。灾备系统测试主要检验灾备系统实施后带来的性能降低是否在用户可忍受的范围内。
(2)双机切换接管测试:主要进行原系统的双机接管测试,以确保在搬迁过程中任何一个单机能负责原来双机运行的业务,也确保搬迁过去的机器能连接到新存储中使用。
(3)数据迁移切换测试:主要在数据中心搬迁之前,先做旧存储到新存储的SRDF同步,然后断开SRDF,在新中心利用测试主机将新存储上的业务系统挂上来,检验能否正常进行应用处理。
4. 良好的项目管理
(1)充分的人员保证和组织管理:由于搬迁工作的复杂性,在项目组中要有专职项目经理,要有网络工程师、系统管理员、数据库管理员、应用系统负责人、业务人员等。
(2)良好的沟通机制:沟通不仅要在银行内部,包括业务部门、行领导、行内技术人员等,还要包括合作伙伴,包括厂商、集成商等。
(3)严格的进度控制:由于是生产系统的迁移,项目的实施有严格的时间限制,因此在项目实施过程中要对实施进度进行严格控制,并制定详细的应急方案。(4)完善的质量保证:由于是生产系统的迁移,所有的操作都要保证其准确性,要切保操作流程、操作步骤万无一失。因此,项目实施过程中对所有的实施步骤要进行充分的测试验证和审核,以确保实施的质量。
七、结论
数据中心的搬迁是一个复杂的系统工程,很多银行和企业都可能会面对。这样的工程不仅要采用成熟的技术,更要通过严密的组织、规划、设计,才能圆满实现。以上通过厦门建行使用SRDF技术成功实施数据中心搬迁的实践,我们可以看出:SRDF技术是一种成熟的、可靠的、适用于灾难备份和数据迁移的解决方案。我们希望本文能对将要使用灾备技术进行数据中心搬迁和灾难备份的银行和企业有所帮助。
第四篇:多媒体环境下教学设计与资源应用
《多媒体环境下的教学设计与资源应用》培训心得体会
杨晋庄中心小学
石广峰
7月10-14日,我有幸参加了县教体局组织的《多媒体环境下的教学设计与资源应用》计算机培训活动。
通过5个模块的学习,我对新课改下的课堂应该怎样做有了更加深刻地了解。在这个过程当中,我从理论上知道了多媒体教学的特征;知道了什么叫做教学媒体,以及为什么要用这些媒体,运用多媒体的依据及使用原则;理解了教学设计的过程,以及我们所用的授导型教学与探究型教学的区别于联系;学习了课件制作的方法及技巧,提升了多媒体应用的能力。具体从以下几个方面谈谈自己的感受:
一、教学内容新颖,且理论性强。
在这次学习中,我们知道了各种教学设计的过程及理论依据,我们原来的学习是老师讲学生做,这次的培训中,每个模块都有很多实实在在的步骤供学员实践,其中有反思;有讨论;有分享…总之,所有内容以交流为重要手段,使我们在彼此的交流中获得共同的提高。
二、老师特别下功夫。
本次为我们培训的老师有很多是多媒体教学中的高手,他们把这本书中纯理论的知识用丰富多样的课件给我们展示出来,有讲解有演示,有感想有讨论。在这个过程中,他们还把自己作品拿出来与我们一起分享,共同探讨、体验多媒体对教学的帮助。总之,枯燥的内容在他们的精心准备下,成了一次次感受美的旅程。
通过培训,我深刻认识到:多媒体教学具有形象性、多样性、新颖性、趣味性、直观性、丰富性等特点,它能激发学生的学习兴趣,使他们真正成为学习的主体,变被动学习为主动学习。好的教学设计对深化课堂改革,大面积提高教学质量,全面提高学生素质具有相当重要的作用。
第五篇:多媒体环境下的教学设计与资源应用
《多媒体环境下的教学设计与资源应用》
学习心得体会 濮阳县柳屯镇 杨香彩
7月26日——30日我参见了上级领导安排的多媒体环境下的教学设计与资源应用的培训。首先感谢领导给我这个机会去学习。
参加培训的是各学区的教师,上第一节课是在多媒体教室中梁老师给我们上的,这节课是利用了我们教学生的方法:小组合作法,并充分发挥小组和个人的能动性。梁老师把近30个人分成5组,六人一组,由各组决定选出组长,每小组商议自己组的组名组徽写出组员,和各组的口号上交给老师。在学习过程中采取自学、讲解、联系和小组合作相结合的方法。通过这几天的培训我有以下感受。
一,通过了这次培训,我对“多媒体环境下的教学设计与资源应用”有了比较浅显的认识。所谓的多媒体环境下的教学设计与资源应用,就是通过学科课程把多媒体资源与学科教学有机的结合起来,将多媒体资源与学科课程的教与学融为一体,将多媒体作为一种工具,提高教与学的效率,改善教与学的效果,改变传统的教学模式,间接促进对多媒体的掌握,达到“双赢双利”的共建目的。二,树立全新的教育理念。传统教学重在传授,老师是主体,老师只管灌输给学生,强压给学生,学生无条件接受。扼杀了学生创造思维的能力,不给学生空间想象的时间,用成人的能力眼光经验理解能力来判断一个孩子的综合素质和能力。老师放不开手让学生自己大胆的去尝试和创新。束缚了学生。以教材、教师、课堂为中心,以教代学,教给知识重结论,轻过程,缺少教与学的互动,忽视学生充分的思维过程,使教学过程难以成为创新能力的培养过程。传统教学重经验、轻创新,教师凭经验教学,形成思维、行为定势,缺乏对自己的教和学生的学进行反思、研究、创新。传统教学还具有封闭性,缺少师生之间的交流与合作的机会。教学创新所要体现的就是要变传授式教学为研究性教学,变经验教学为反思性教学,变封闭性教学为开放性教学。要充分体现学生的主体地位。
三,俗话说人要活到老,学到老。教师更应该如此,不断完善自己提高自己的自身素质和综合能力。在信息社会,一名高素质的教师应具有现代化的教育思想、教学观念,掌握现代化的教学方法和教学手段,熟练运用信息工具(网络、电脑)对信息资源进行有效的收集、组织、运用;在潜移默化的教育环境中培养学生的信息意识。
这几天的培训,就计算机方面的知识,和大家坐在一起互相讨论、交流,把自己不理解、不明白的地方提出来,让老师来帮助解决,这样使得相互之间都得到了学习、巩固知识的机会,在今后的教学中能更熟练的应用。如果在学习过程中每节课都要让我们学员每人一台电脑操作,学的可能会更快更牢更好记些。再次感谢提供本次学习的领导和老师。