广州地铁ＡＴＳ系统数据备份的探讨

罗载荣

摘要:本文结合广州地铁一号线列车自动监控系统(ATS)多年的运营使用情况,对ATS工作站的数据备份的策略和备份方法进行了探讨,为地铁ATS系统的数据备份提供借鉴。

关键词:地铁,列车自动监控系统(ATS),工作站,备份策略,备份方法

1前言

广州地铁列车自动监控系统(ATS)是一个行车指挥自动化控制系统,通过以太网连接通讯服务器(COM)、调度员工作站和其他设备,对全线运行的列车进行实时监控,极大的提高了列车运行的效率。ATS系统是一个分布式系统,一号线ATS系统工作站包括:互为热备的管理器工作站(ADM)和维护管理工作站(ADMSOGM)、互为热备的2台通讯服务器(COM)、5台人机接口服务器(MMI)、时刻表编辑服务器(TTE)、6台车站操作工作站(LOW)。除了LOW是WINNT操作系统的PC,其它工作站都是SUN公司提供的Unix系统的工作站或服务器。在列车运营过程中,工作站难免会出现一些意料之外的问题,如:人为错误操作、硬盘驱动器毁坏、病毒的感染、断电或其他意外原因造成网络瘫痪,都有可能造成数据丢失,妨碍地铁运营,带来难以弥补的损失。避免这些损失的最佳途径就是为系统进行可靠的备份,从而能在系统故障的时候及时恢复数据,将损失降至最低。本文将对ATS系统工作站的数据备份策略和备份方法进行探讨。

2数据备份策略

根据ATS系统工作站数据的实时性和时效性要求,建立一套完整的备份策略 ,是我们做好备份的先决条件。ATS系统工作的数据备份策略主要包括以下内容:

2.1备份周期:

根据数据的重要程度和需要,可以选择每时、每日、每周、每月进行备份,重要的数据需要每时或每日进行备份,而时效性要求不高的数据可要求每周、每月进行备份 。就ATS系统来说,运行图数据是每天自动保存的,在系统设计中COM通讯服务器每晚可自动将48小时前的运行图数据保存到磁带机里,保证系统在意外的时候能够调用最新的运行图数据。ATS系统的每个工作站投入使用多年来,都能稳定地工作,但是有时各工作站难免会有故障,造成数据丢失的情况。所以我们需要及时备份好各个工作站的数据,在工作站硬盘损坏的情况下及时更换,尽快恢复运营。各个工作站的数据需要每年更新备份一次,同时每次更换软件后也要及时备份。

2.2备份的介质

系统数据进行存储或者备份都有相应的载体,在广州地铁一号线ATS系统的备份介质主要采用磁带和硬盘。两台COM机,一台ADM,一台ADMSOGM五台MMI,一台TTE都有不同的系统,我们可以定期的将这些工作站系统备份到磁带机里。对于与运营密切相关的COM通讯服务器,ADM管理服务器.ADMSOGM备用管理服务器,TTE时刻表管理编辑服务器,都需要有一个完整的硬盘备份,当这些工作的硬盘损坏时可以及时更换恢复运营,减少晚点时间,保证地铁正常运营。对于各个联锁站内的车站操作服务器LOW,它的系统是WINNT系统,同样采用硬盘备份的方式。

2.3备份的方法

备份方法决定了是否能将系统数据进行有效的存储和备份,备份方法的选择是系统数据备份策略中最关键一步。ATS系统工作站采用的方法是磁带备份和硬盘备份。

2.4自动备份和手动备份

自动备份无需人为操作,计算机可按照预先写好的程序和时间自动进行备份作业,运行图的备份正是采用此方式;手动备份必须要由维护人员不定期进行手动备份,ATS工作站系统备份主要采用此方式。

3数据备份方法

广州地铁一号线ATS系统的工作站主要有两种,一种是sun公司提供的Unix系统工作站,如COM通讯服务器,ADM管理服务器工作站,ADMSPGM维护管理工作站,TTE工作站等,这些工作站是ATS系統核心部分。另外一种工作站是各个联锁站里的LOW,采用的WINNT系统。两种工作站的硬件配置不同,备份方式也有很大的差异,Unix系统的工作站的主要采用磁带备份的方式,而WINNT系统得LOW则用普通PC硬盘的GHOST备份方式。下面重点来分析磁带备份方法。

在ATS系统中,以Unix为操作系统的工作站系统的备份采用磁带存储,这种磁带和存储录音、录象的磁带类似,寻找某一资料,要从头向后寻找,这叫做顺序存取,而不是像磁盘那样,是随机存取的。磁带机的存储容量很高,一般比软、硬磁盘都要大,存储量为2GB-8GB。它对数据备份的速度可达到每秒12MB。

在Unix系统中,提供了几个工具用于备份和恢复文件和文件系统.常用的有dump, tar与dd等。不同备份工具之间有不同的差异与优缺点。 dump 及 restore 通常是最好的选择,其次是 tar,它的使用很方便; dd工具也是一个好的选择,它支持硬盘对硬盘的拷贝。

3.1dump及restore备份和恢复工具

dump及restore在备份及回复整个系统时非常灵活和方便。dump 备份的是设备上的整个文件系统,而不能只备份一个文件系统的部分。下面结合我们在工作中磁带备份COM通讯服务器来谈一下dump的用法。

首先将需要COM通讯服务器的从网络中断开,进入单用户模式。下一步通过指令mount -av 安装磁盘,同时可输入df指令查看分区情况。然后输入指令dump 0bdsf 126 30000 30000/dev/nrst0/dev/sdxy ,将硬盘sdxy分区上数据备份到磁带里。(x表示硬盘,y表示分区,根据实际分区情况重复这个步骤,逐一备份工作站硬盘的所有分区。) 备份完全部分区后,磁带备份就完成了。从上面的例子可以看出,将整个分区的进行数据备份正是dump工具常用的方式, 它的使用是相当方便和快捷的。指令中的126/30000/30000都是磁带的参数,而0bdsf是dump的几个基本选项,这些选项在各个版本的 Unix 系统中是相同的。

其中,0位置的选项有0-9:标示dump应执行的备份阶层。0,全部备份该文件系统; 1,备份自上一次0级备份后所作的任何修改或创建; 2,备份自上一次1级备份后所作的任何修改或创建; 3,4,5,---,9依次类推。

b:标示dump应使用的区块数目因子。

D 及 s:告诉dump备份的数据量的大小,dump利用这些数字预估需要多少磁带。

f:指定目标储存设备,而非本地/dev/tape

使用 dump执行系统备份,会用到上述大部份的选项。 这些选项有默认值,如无特别要求,可不用特别标明dump 选项及其参数。

除了在本机使用dump数据备份方法外,还可以使用dump远程备份数据,此时dump指令稍有变化,指令为rdump,工作的原理与用法与dump都是相同的,方便我们使用。

当我们需要从磁带中恢复数据时,可使用restore工具,用法跟dump工具基本相同。

3.2 tar备份工具

定期备份整个操作系统,dump 可能是最好的选择。但是当不需定期做变动备份,只希望将一堆数据备份到磁带,同时又可以很容易地将数据从备份中取出时,可使用tar工具。tar工具的使用非常方便,故我们在备份运行图时经常要使用tar工具。临时需要备份一些重要的数据是也会用到tar工具。

3.3 dd工具

dd是标准的UNIX命令,它能拷贝或转换任何文件。大部份的人不常使用 dd 来作备份, 它是一个相当低阶的指令,可将信息内容原封不动地从一个地方搬到另一个地方, 它不管也无需知道备份数据的结构。 因此不同于dump,tar,它不可以拷贝一群档案至储存媒体,即使 dd拷贝单一档案时,其对档名或档案内容是一无所知的, 纯粹只是从一个地方搬运档案的多位字至另一个地方而已。这种方式相当简单, 相对地它也相当有用,可以在不考虑数据格式的情况下执行拷贝动作。

结束语

综上所述,ATS系统工作站的数据备份的方法有很多种,我们可以根据实际的情况选择最适用的备份方法。同时,数据的备份策略也相当重要,一份完善的备份策略可以保证我们实时备份数据,防止数据的丢失,保障ATS系统的良好运行,从而保证地铁运营的高效率。

参考文献

[1] 王雪清UNIX系统下磁带机的安装与维护--让数据备份更可靠,期刊 华南金融电脑 2005(7)

[2] 邢陈思Unix操作系统下磁带机的选型与安装配置, 期刊 华南金融电脑 2006(3)

[3] 崔奇明 数据库备份软件的研制与应用, 期刊 电力信息化 2006(9)