一种用于轨道交通综合监控系统的冗余热备实现方法

摘要

本发明公开了一种用于轨道交通综合监控系统的冗余热备实现方法，包括以下步骤：（a）搭建一个综合监控系统，该系统中包含至少两台需要做冗余热备的硬件服务器，所有的硬件服务器通过局域网连通并与共享存储设备连通；（b）通过Windows操作系统配置故障转移群集；（c）通过Windows操作系统配置Hyper-V；（d）通过Windows操作系统创建虚拟机，步骤（a）中所述的硬件服务器中至少托管一台虚拟机，且虚拟机文件保存在共享存储设备上；（e）将综合监控系统的应用功能模块部署在各个虚拟机上。通过本方法，能有效解决冗余切换时间较长、切换功能不稳定的问题。

说明书

技术领域

 本发明涉及轨道交通综合监控系统领域，具体是一种用于轨道交通综合监控系统的冗余热备实现方法。

背景技术

目前现有的轨道交通综合监控系统包括中央级综合监控系统、车站级综合监控系统及车辆段综合监控系统中的冗余热备实现方式一般依靠所使用应用软件平台中用户定制的功能模块级冗余热备功能，其大致的思路是，需要做冗余热备的功能模块在两台互为热备的计算机上运行，在活动的计算机上的功能模块处于正常运行状态，而在备用的计算机上的功能模块处于备用状态，两台计算机通过心跳网络通信，当备用的计算机一段时间后未接收到活动的计算机的心跳报文时，或活动的计算机上的功能模块主动切换为备用状态时，备用的计算机将启动此功能模块使其处于正常运行状态。当心跳网络通信异常时，将会导致切换不成功；而当需要做冗余热备的功能模块比较复杂时，单个模块启动时间较长或多个模块同时切换将导致切换时间过长。

发明内容

本发明提供了一种用于轨道交通综合监控系统的冗余热备实现方法，解决了以往的轨道交通综合监控系统切换时间长、切换功能不稳定的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现： 一种用于轨道交通综合监控系统的冗余热备实现方法，包括以下步骤：

（a）搭建一个综合监控系统，该系统中包含至少两台需要做冗余热备的硬件服务器，所有的硬件服务器通过局域网连通并与共享存储设备连通；

（b）通过Windows操作系统配置故障转移群集；

（c）通过Windows操作系统配置Hyper-V； 

（d）通过Windows操作系统创建虚拟机，步骤（a）中所述的硬件服务器中至少托管一台虚拟机，且虚拟机文件保存在共享存储设备上；

（e）将综合监控系统的应用功能模块部署在各个虚拟机上。

本方案中，冗余热备必须要两台以上服务器，否则一台机器故障后无法实现热备，另外，共享存储作为存储Hyper-V虚拟机文件的媒介，硬件服务器通过网络读取在共享存储中的Hyper-V虚拟机文件。

进一步地，所述步骤（a）的具体过程为：

（a1）使用一台工业交换机搭建综合监控系统的局域网；

（a2）使用一台硬件服务器运行应用功能模块配置管理软件；

（a3）使用两台或两台以上的硬件服务器运行应用功能模块；

（a4）使用一台磁盘阵列作为虚拟机文件的共享存储设备；

（a5）将步骤（a2）中所述的硬件服务器以及步骤（a3）中所述的硬件服务器连接到步骤（a1）所述的局域网，并将步骤（a3）中所述的硬件服务器通过光纤与步骤（a4）中所述的共享存储设备连接。

进一步地，所述步骤（b）的具体过程为：

（b1）配置共享存储设备；

（b2）配置两个物理服务器的iSCSI发起程序；

（b3）配置故障转移集；

（b4）配置故障转移集参数；

（b5）部署文件服务器群集。

iSCSI的英文全称是Internet Small Computer System Interface, 是一种基于 TCP/IP的协议，用来建立和管理 IP 存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN）。

    由于Hyper-V虚拟机的实时迁移依赖故障转移群集，因此配置故障转移群集是必要的步骤。

进一步地，所述步骤（c）的具体过程为：

（c1）在Windows操作系统中选择“开始”→“设置”→“控制面板”→“管理工具”→“服务器管理器”；

（c2）在“服务器管理器”窗口中，选择“功能”→“添加功能”→“远程服务器管理工具” →“角色管理工具”→“Hyper-V工具”，勾选前面的复选框，进行安装。

由于本方法中使用的虚拟化技术依赖Microsoft的Hyper-V技术，配置Hyper-V也是必要的步骤。

进一步地，所述步骤（d）的具体过程为：

（d1）在Windows操作系统中选择“开始”→“设置”→“控制面板”→“管理工具”→“服务器管理器”；

（d2）在“服务器管理器”界面上的“操作”区域，点击“新建”→“虚拟机(M)”，弹出“新建虚拟机向导”，点击“下一步”；

（d3）在“指定名称和位置”向导页中填入虚拟机名称，选中“将虚拟机存储在其他位置”的复选框，并在“位置”栏中填入映射到共享存储设备的地址，点击“下一步”；

（d4）在“分配内存”向导页中填入给此虚拟机分配的内存，点击“下一步”；

（d5）在“配置网络”向导页中选择一块网卡，点击“下一步”；

（d6）在“连接虚拟硬盘”向导页中选中“创建虚拟硬盘”项，在“位置”一项中填入映射到共享存储设备的地址，其他保持默认，点击“下一步”；

（d7）在“安装选项”向导页中选中“从引导CD/DVD-ROM安装操作系统”项，在“介质”一栏中选中“映像文件(.iso)”，点击“浏览(B)”选择Windows操作系统的映像文件，点击“下一步”；

（d8）点击“完成”，即完成虚拟机的整个创建和安装过程。

进一步地，所述步骤（e）的具体过程为：

（e1）在步骤（a2）所述的服务器中打开应用功能模块管理软件；

（e2）在应用功能模块管理软件的操作界面中选择需要做冗余的应用功能模块，打开配置界面，在“计算机名称”一栏中填入虚拟机对应的计算机名称，点击“保存”按钮保存好配置；

（e3）在此应用功能模块上点击右键，在弹出菜单项中选择 “部署”项，将应用功能模块远程安装至虚拟机。

更进一步地，所述综合监控系统的应用功能模块包括电力监控系统、环境监控系统、火灾监控系统、售检票系统、门禁系统、屏蔽门系统、防淹门系统、视频监控系统、广播系统、乘客信息系统、信号系统、网管系统的应用功能模块。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

（1）本发明使用的虚拟化技术中的实时迁移是依赖Microsoft的Hyper-V实时迁移技术，Hyper-V实时迁移是在保证虚拟机上应用功能模块正常运行的同时，虚拟机在不同的物理主机之间进行迁移，为了保证迁移过程中应用功能模块的可用，迁移过程仅有非常短暂的停机时间。迁移之前，应用功能模块在活动的计算机运行，备用的计算机已经具备了运行系统的必须资源，经过一个非常短暂的切换，活动的计算机将控制权转移到备用的计算机，应用功能模块在备用的计算机上继续运行，对于应用功能模块本身而言，由于切换的时间非常短暂，用户感觉不到服务的中断，因而迁移过程对用户是透明的。

（2）由于应用功能模块运行在虚拟机中，当活动的计算机发生故障导致停机时，应用功能模块所在的虚拟机切换至备用的计算机，应用功能模块自身并未发生切换行为，所以比应用功能模块自身的切换更为稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的Hyper-V配置及实现结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

    一种用于轨道交通综合监控系统的冗余热备实现方法，包括以下步骤：

（a）搭建一个综合监控系统，该系统中包含至少两台需要做冗余热备的硬件服务器，所有的硬件服务器通过局域网连通并与共享存储设备连通；

（b）通过Windows操作系统配置故障转移群集；

（c）通过Windows操作系统配置Hyper-V； 

（d）通过Windows操作系统创建虚拟机，步骤（a）中所述的硬件服务器中至少托管一台虚拟机，且虚拟机文件保存在共享存储设备上；

（e）将综合监控系统的应用功能模块部署在各个虚拟机上。

作为优选，本实施例的步骤（a）的具体过程为：

（a1）使用一台工业交换机搭建综合监控系统的局域网；

（a2）使用一台硬件服务器运行应用功能模块配置管理软件；

（a3）使用两台或两台以上的硬件服务器运行应用功能模块；

（a4）使用一台磁盘阵列作为虚拟机文件的共享存储设备；

（a5）将步骤（a2）中所述的硬件服务器以及步骤（a3）中所述的硬件服务器连接到步骤（a1）所述的局域网，并将步骤（a3）中所述的硬件服务器通过光纤与步骤（a4）中所述的共享存储设备连接。

作为优选，本实施例的步骤（b）的具体过程为：

（b1）配置共享存储设备；

（b2）配置两个物理服务器的iSCSI发起程序；

（b3）配置故障转移集；

（b4）配置故障转移集参数；

（b5）部署文件服务器群集。 

作为优选，本实施例的步骤（c）的具体过程为：

（c1）在Windows操作系统中选择“开始”→“设置”→“控制面板”→“管理工具”→“服务器管理器”；

（c2）在“服务器管理器”窗口中，选择“功能”→“添加功能”→“远程服务器管理工具” →“角色管理工具”→“Hyper-V工具”，勾选前面的复选框，进行安装。

作为优选，本实施例的步骤（d）的具体过程为： 

（d1）在Windows操作系统中选择“开始”→“设置”→“控制面板”→“管理工具”→“服务器管理器”；

（d2）在“服务器管理器”界面上的“操作”区域，点击“新建”→“虚拟机(M)”，弹出“新建虚拟机向导”，点击“下一步”；

（d3）在“指定名称和位置”向导页中填入虚拟机名称（如：Virtual-GR），选中“将虚拟机存储在其他位置”的复选框，并在“位置”栏中填入映射到共享存储设备的地址，点击“下一步”；

（d4）在“分配内存”向导页中填入给此虚拟机分配的内存（如：4096MB），点击“下一步”；

（d5）在“配置网络”向导页中选择一块网卡，点击“下一步”；

（d6）在“连接虚拟硬盘”向导页中选中“创建虚拟硬盘”项，在“位置”一项中填入映射到共享存储设备的地址，其他保持默认，点击“下一步”；

（d7）在“安装选项”向导页中选中“从引导CD/DVD-ROM安装操作系统”项，在“介质”一栏中选中“映像文件(.iso)”，点击“浏览(B)”选择Windows操作系统的映像文件，点击“下一步”；

（d8）点击“完成”，即完成虚拟机的整个创建和安装过程。

另外，作为优选，本实施例的步骤（e）的具体过程为：

（e1）在步骤（a2）所述的服务器中打开应用功能模块管理软件；

（e2）在应用功能模块管理软件的操作界面中选择需要做冗余的应用功能模块，打开配置界面，在“计算机名称”一栏中填入虚拟机对应的计算机名称，点击“保存”按钮保存好配置；

（e3）在此应用功能模块上点击右键，在弹出菜单项中选择 “部署”项，将应用功能模块远程安装至虚拟机。

 

所述综合监控系统的应用功能模块包括电力监控系统、环境监控系统、火灾监控系统、售检票系统、门禁系统、屏蔽门系统、防淹门系统、视频监控系统、广播系统、乘客信息系统、信号系统、网管系统的应用功能模块。

下面结合具体的运用来说明本发明的实现过程。如图1所示，将应用功能模块分别部署在Virtual PC1、Virtual PC2、Virtual PC3和Virtual PC4上，假设当前Virtual PC1、Virtual PC2、Virtual PC3在Hyper-V服务器1上运行，Virtual PC4在Hyper-V服务器2上运行。当Hyper-V服务器1由于各种原因导致停机故障时，Virtual PC1、Virtual PC2将实时迁移至Hyper-V服务器2上运行，Virtual PC3将迁移至Hyper-V服务器N上运行。另外，也可通过Windows操作系统人工切换系统中所有虚拟机的运行位置。

本发明使用的虚拟化技术中的实时迁移是依赖Microsoft的Hyper-V实时迁移技术，Hyper-V实时迁移是在保证虚拟机上应用功能模块正常运行的同时，虚拟机在不同的物理主机之间进行迁移，为了保证迁移过程中应用功能模块的可用，迁移过程仅有非常短暂的停机时间。迁移之前，应用功能模块在活动的计算机运行，备用的计算机已经具备了运行系统的必须资源，经过一个非常短暂的切换，活动的计算机将控制权转移到备用的计算机，应用功能模块在备用的计算机上继续运行，对于应用功能模块本身而言，由于切换的时间非常短暂，用户感觉不到服务的中断，因而迁移过程对用户是透明的。另外，由于应用功能模块运行在虚拟机中，当活动的计算机发生故障导致停机时，应用功能模块所在的虚拟机切换至备用的计算机，应用功能模块自身并未发生切换行为，所以比应用功能模块自身的切换更为稳定可靠。