1 引言

    隨著計算機產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)、生活已越來越依賴計算機。武鋼2250mm 熱連軋生產(chǎn)線采用直裝、熱裝等先進的工藝流程設(shè)計，全線采用大型工業(yè)計算機進行控制，具有非常高的自動化程度。因此數(shù)據(jù)安全問題就顯得尤為重要，無論是計算機系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)還是數(shù)據(jù)生據(jù)，一旦計算機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)或數(shù)據(jù)無法恢復，將面臨停產(chǎn)的嚴峻現(xiàn)實。

2 現(xiàn)狀分析

    該熱軋廠基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)、二級機系統(tǒng)、三級機系統(tǒng)、表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)、HMI 系統(tǒng)、磨輥間管理系統(tǒng)以及辦公自動化系統(tǒng)全都是計算機控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

    但建廠之初由于條件受限，沒有規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)，目前的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)都是由各系統(tǒng)管理員分散存貯在現(xiàn)場的磁盤陣列、磁帶、光盤等介質(zhì)上，從而產(chǎn)生如下問題：

    （1）基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)、二級機系統(tǒng)受當初的技術(shù)條件及各種因素的影響，最新備份只能保存一份在光盤和磁帶上，我們曾經(jīng)發(fā)生過當系統(tǒng)毀壞時卻發(fā)現(xiàn)備份不可用的現(xiàn)象，因此恢復起來非常困難，邀請外國專家過來時間又長、費用也高，嚴重影響了二分廠的正常生產(chǎn)，建立災(zāi)備系統(tǒng)后可以迅速恢復系統(tǒng)，保持生產(chǎn)的順利進行。

    （2）二、三級系統(tǒng)采用的都是ORACLE 數(shù)據(jù)庫，目前采用的都是在線熱備方式，現(xiàn)場只能保存一份最新的備份，一旦數(shù)據(jù)庫崩潰，所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都將無法恢復，利用災(zāi)備系統(tǒng)可以將各個時段的數(shù)據(jù)進行異地存儲。二級機系統(tǒng)由10 臺Fujitsu Siemems Primergy E200 PC 服務(wù)器組成。其中，僅四臺PC 服務(wù)器有內(nèi)置磁盤，分別為測試系統(tǒng)服務(wù)器、WEB 系統(tǒng)服務(wù)器以及加爐服務(wù)器。磁盤整列為Primergy S40 與PrimergyS30。其中S40 為2 套，分別部署了9 塊18GB 硬盤，組成RAID5。S30 為一套，部署了7 塊18GB 硬盤。

    服務(wù)器與存儲之間全部用SCSI 線纜連接。所有二級機系統(tǒng)采用英文Windows NT4.0，群集系統(tǒng)中部署了Oracle 8.1.7.4。由于PC 服務(wù)器性能限制，目前數(shù)據(jù)庫文件不能太大，又受限于目前磁盤空間，目前數(shù)據(jù)庫文件只能保存期為7 天。三級機系統(tǒng)主要有三臺Compaq ES40 小型機組成，操作系統(tǒng)為Openvms，版本為7.3。數(shù)據(jù)庫采用的是Oracle 8.1.7.4，另外數(shù)據(jù)庫文件也在磁盤整列上。利用并行計算機制，將計算壓力分布在三臺小型機上。數(shù)據(jù)庫基本配置為三個實例對應(yīng)同一個庫文件。三臺小型機除了共用一套存儲外，還共用一個內(nèi)存HUB 即內(nèi)存通道（Compaq Memory Channel HUB 800/8）。每臺小型機內(nèi)部安裝了兩塊磁盤，一塊為18.2GB，一塊為75GB。75GB 容量磁盤主要用途為在數(shù)據(jù)庫冷備份方式時存放歸檔日志文件。磁盤整列為RA3000 產(chǎn)品(Digital RAID NI92200182)，共有7 塊18G 磁盤組成。

圖1 某熱軋廠計算機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    （3）隨著時間的推移、數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)的應(yīng)用和分析已經(jīng)成為二分廠的難題。例如，表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)量太大，本機存貯空間擴展受到限制，經(jīng)常丟失數(shù)據(jù)。產(chǎn)生兩個后果：一是無法進行質(zhì)量事故回朔，不能對用戶索賠進行舉證；二是不能對冷軋廠的生產(chǎn)提供帶鋼表面缺陷數(shù)據(jù)，無法適應(yīng)汽車板生產(chǎn)的要求。另外由于沒有數(shù)據(jù)的支持，技術(shù)人員無法進行數(shù)據(jù)分析，找出產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷的原因。再例如，PDA數(shù)據(jù)——二分廠先進之所在——因本地硬盤存儲空間有限，只能保存二周左右的數(shù)據(jù)量，若較長時間以后想進行故障分析，則可能會出現(xiàn)原始數(shù)據(jù)已經(jīng)不存在了的問題，從而無法進行分析。

    因此在二分廠建立數(shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)有很現(xiàn)實的意義，數(shù)據(jù)災(zāi)備是目前業(yè)界最時新的解決方案，在國外已廣泛應(yīng)用，但目前國內(nèi)冶金行業(yè)還沒有成功案例。

3 解決方案

    3.1 設(shè)計原則

    （1）穩(wěn)定性：備份系統(tǒng)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)均以目前成熟的技術(shù)方案和實施為基礎(chǔ)，使得技術(shù)領(lǐng)先的同時，備份系統(tǒng)具有穩(wěn)定的運行能力，避免高技術(shù)帶來的技術(shù)風險。同時系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)避免對原有系統(tǒng)進行系統(tǒng)升級，以免影響生產(chǎn)。

    （2）開放性：系統(tǒng)采用的備份管理軟件系統(tǒng)及智能存儲產(chǎn)品必須遵循國際標準或工業(yè)標準及國際流行標準，符合開放性設(shè)計原則，具備優(yōu)良的可擴展性、可升級性和靈活性。

    （3）完整性：在系統(tǒng)設(shè)計中，重點放在信息中心備份的集中統(tǒng)一管理體系。同時對于存儲管理系統(tǒng)的軟件和硬件系統(tǒng)統(tǒng)籌優(yōu)化設(shè)計，真正實現(xiàn)了集中統(tǒng)一管理和分布式的備份結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)既具有完整性又具有獨立性。

    （4）可擴展性：本合同只實現(xiàn)二熱軋各系統(tǒng)的集中存貯及異地災(zāi)備，但系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計必須為下一步實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的挖掘應(yīng)用預留空間。

    3.2 實施方案

    3.2.1 災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)計

    二分廠災(zāi)備系統(tǒng)在設(shè)計上遵循穩(wěn)定性、開放性、完整性、可擴展性的原則，采用高端存儲設(shè)備HPEVA6400 進行集中數(shù)據(jù)存儲，并在異地建立備份中心。集中存儲系統(tǒng)與異地備份系統(tǒng)以及各系統(tǒng)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換建有獨立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不占用現(xiàn)有的局域網(wǎng)，以免影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的效率。存儲交換機采用HP 24口全激活的SAN 交換機，備份網(wǎng)絡(luò)交換機采用CISCO2918，備份服務(wù)器為IBM x3650 M2。

    方案設(shè)計架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)計方案架構(gòu)圖

    HP EVA 磁盤陣列由內(nèi)置的Continuous Access 軟件提供完全的災(zāi)難恢復功能。當兩臺EVA 陣列處于異地時用光纖連接，主存儲器可以隨時自動將更新數(shù)據(jù)傳至異地的備份存儲器，以保持兩臺EVA 陣列數(shù)據(jù)的完全一致性。整個工作由EVA 陣列本身完成，不需占用任何主機資源。正常情況下，業(yè)務(wù)應(yīng)用運行在主數(shù)據(jù)中心的計算機系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)也存放在主中心的EVA 存儲系統(tǒng)中，中心存儲磁盤陣列通過光纖通道連接到備份中心磁盤陣列，通過遠程數(shù)據(jù)備份軟件(Continous Accesss),，實時地將主中心更新數(shù)據(jù)拷貝至備份中心EVA 存儲系統(tǒng)中,使主中心存儲數(shù)據(jù)與備份中心數(shù)據(jù)保持實時完全一致。一旦主中心發(fā)生災(zāi)難，導致部分或全部功能不能正常運行，就可以將相應(yīng)的應(yīng)用切換到備份中心的服務(wù)器上，利用備份中心存儲上的實時備份數(shù)據(jù)來繼續(xù)業(yè)務(wù)的運行，達到容災(zāi)的目的。

    本次項目建設(shè)基于業(yè)務(wù)和應(yīng)用特點以及綜合成本的考慮，采用同步遠程數(shù)據(jù)復制。

    3.2.2 跨區(qū)域SAN 網(wǎng)絡(luò)

    主中心和備份中心的SAN 交換機通過長距離光纖構(gòu)成跨區(qū)域的SAN 架構(gòu)，使主中心主機能夠直接訪問備份中心存儲。組建跨區(qū)域SAN 的技術(shù)要點有：

    （1）光纖交換機需要有Extended Fabric 軟件許可，該軟件可以支持交換機遠程互聯(lián)。

    （2）兩端交換機的Firmware 版本，Zoning 配置，Config 配置等應(yīng)當完全相同，并且Domain ID 不同，否則將造成SAN 網(wǎng)絡(luò)的隔離(Segment)。

    如圖3 所示，遠程磁盤復制的目標卷(R-Vol)在工作狀態(tài)時是不可被主機讀寫的，只有將復制關(guān)系斷開后才能被訪問，而平時CA 一直處于連接狀態(tài)。要想對鏡像卷進行數(shù)據(jù)完整性等方面的測試，需要對它在本地建立一個鏡像卷(T-Vol)，T-Vol 可以被主機訪問。

圖3 跨區(qū)域SAN  

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本文標題：數(shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用(上)

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