1 引言
隨著計算機產業的飛速發展，生產、生活已越來越依賴計算機。武鋼2250mm 熱連軋生產線采用直裝、熱裝等先進的工藝流程設計，全線采用大型工業計算機進行控制，具有非常高的自動化程度。因此數據安全問題就顯得尤為重要，無論是計算機系統備份數據還是數據生據，一旦計算機系統出現故障，系統或數據無法恢復，將面臨停產的嚴峻現實。
2 現狀分析
該熱軋廠基礎自動化系統、二級機系統、三級機系統、表面質量檢測系統、HMI 系統、磨輥間管理系統以及辦公自動化系統全都是計算機控制系統，結構如圖1 所示。
但建廠之初由于條件受限，沒有規劃設計系統數據災備系統，目前的系統和數據都是由各系統管理員分散存貯在現場的磁盤陣列、磁帶、光盤等介質上，從而產生如下問題：
（1）基礎自動化系統、二級機系統受當初的技術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，我們曾經發生過當系統毀壞時卻發現備份不可用的現象，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，建立災備系統后可以迅速恢復系統，保持生產的順利進行。
（2）二、三級系統采用的都是ORACLE 數據庫，目前采用的都是在線熱備方式，現場只能保存一份最新的備份，一旦數據庫崩潰，所有的生產數據都將無法恢復，利用災備系統可以將各個時段的數據進行異地存儲。二級機系統由10 臺Fujitsu Siemems Primergy E200 PC 服務器組成。其中，僅四臺PC 服務器有內置磁盤，分別為測試系統服務器、WEB 系統服務器以及加爐服務器。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。
服務器與存儲之間全部用SCSI 線纜連接。所有二級機系統采用英文Windows NT4.0，群集系統中部署了Oracle 8.1.7.4。由于PC 服務器性能限制，目前數據庫文件不能太大，又受限于目前磁盤空間，目前數據庫文件只能保存期為7 天。三級機系統主要有三臺Compaq ES40 小型機組成，操作系統為Openvms，版本為7.3。數據庫采用的是Oracle 8.1.7.4，另外數據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。數據庫基本配置為三個實例對應同一個庫文件。三臺小型機除了共用一套存儲外，還共用一個內存HUB 即內存通道（Compaq Memory Channel HUB 800/8）。每臺小型機內部安裝了兩塊磁盤，一塊為18.2GB，一塊為75GB。75GB 容量磁盤主要用途為在數據庫冷備份方式時存放歸檔日志文件。磁盤整列為RA3000 產品(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結構圖
（3）隨著時間的推移、數據量的增加，數據的應用和分析已經成為二分廠的難題。例如，表面質量檢測系統由于數據量太大，本機存貯空間擴展受到限制，經常丟失數據。產生兩個后果：一是無法進行質量事故回朔，不能對用戶索賠進行舉證；二是不能對冷軋廠的生產提供帶鋼表面缺陷數據，無法適應汽車板生產的要求。另外由于沒有數據的支持，技術人員無法進行數據分析，找出產品產生缺陷的原因。再例如，PDA數據——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據量，若較長時間以后想進行故障分析，則可能會出現原始數據已經不存在了的問題，從而無法進行分析。
因此在二分廠建立數據災備系統有很現實的意義，數據災備是目前業界最時新的解決方案，在國外已廣泛應用，但目前國內冶金行業還沒有成功案例。
3 解決方案
3.1 設計原則
（1）穩定性：備份系統設計的各個環節均以目前成熟的技術方案和實施為基礎，使得技術領先的同時，備份系統具有穩定的運行能力，避免高技術帶來的技術風險。同時系統的設計應避免對原有系統進行系統升級，以免影響生產。
（2）開放性：系統采用的備份管理軟件系統及智能存儲產品必須遵循國際標準或工業標準及國際流行標準，符合開放性設計原則，具備優良的可擴展性、可升級性和靈活性。
（3）完整性：在系統設計中，重點放在信息中心備份的集中統一管理體系。同時對于存儲管理系統的軟件和硬件系統統籌優化設計，真正實現了集中統一管理和分布式的備份結構，整個系統既具有完整性又具有獨立性。
（4）可擴展性：本合同只實現二熱軋各系統的集中存貯及異地災備，但系統的軟硬件設計必須為下一步實現生產數據的挖掘應用預留空間。
3.2 實施方案
3.2.1 災備系統設計
二分廠災備系統在設計上遵循穩定性、開放性、完整性、可擴展性的原則，采用高端存儲設備HPEVA6400 進行集中數據存儲，并在異地建立備份中心。集中存儲系統與異地備份系統以及各系統服務器之間的數據交換建有獨立的網絡系統，不占用現有的局域網，以免影響現有網絡的效率。存儲交換機采用HP 24口全激活的SAN 交換機，備份網絡交換機采用CISCO2918，備份服務器為IBM x3650 M2。
方案設計架構如圖2 所示。
圖2 災備系統設計方案架構圖
HP EVA 磁盤陣列由內置的Continuous Access 軟件提供完全的災難恢復功能。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據傳至異地的備份存儲器，以保持兩臺EVA 陣列數據的完全一致性。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，業務應用運行在主數據中心的計算機系統上，數據庫的數據也存放在主中心的EVA 存儲系統中，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，通過遠程數據備份軟件(Continous Accesss),，實時地將主中心更新數據拷貝至備份中心EVA 存儲系統中,使主中心存儲數據與備份中心數據保持實時完全一致。一旦主中心發生災難，導致部分或全部功能不能正常運行，就可以將相應的應用切換到備份中心的服務器上，利用備份中心存儲上的實時備份數據來繼續業務的運行，達到容災的目的。
本次項目建設基于業務和應用特點以及綜合成本的考慮，采用同步遠程數據復制。
3.2.2 跨區域SAN 網絡
主中心和備份中心的SAN 交換機通過長距離光纖構成跨區域的SAN 架構，使主中心主機能夠直接訪問備份中心存儲。組建跨區域SAN 的技術要點有：
（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。
（2）兩端交換機的Firmware 版本，Zoning 配置，Config 配置等應當完全相同，并且Domain ID 不同，否則將造成SAN 網絡的隔離(Segment)。
如圖3 所示，遠程磁盤復制的目標卷(R-Vol)在工作狀態時是不可被主機讀寫的，只有將復制關系斷開后才能被訪問，而平時CA 一直處于連接狀態。要想對鏡像卷進行數據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 跨區域SAN
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本文標題：數據災備系統在鋼鐵行業的應用(上)
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