高速公路应用系统中清算系统、收费系统、监控系统和综合管理系统的后台有一个最基本的要求就是可靠性。任何系统中的平台如果出现硬件故障都会造成该系统的停顿,而平台的故障造成的停顿将影响到整个高速公路系统。
为了提高可靠性普遍的做法就是使用双机热备系统,例如英诺天玑是支持Windows和Linux平台的专业集群中间件软件,可用于构建高可用性、高可靠性以及高扩展性的集群系统。包括低成本的镜像集群,和使用磁盘阵列的大规模集群系统。
对于更高可靠性要求的系统则需要采用容错服务器的硬件容错模式来实现,英诺重明容错架构服务器由旨在实现容错可用性的硬件配置组成。系统中的所有硬件模块(CPU、内存、IO模块、磁盘等)都采用了冗余设计,并且配置有 ASIC 电路用以实现数据处理结果的持续同步交叉核查。也就是说,任何这些模块中的故障都会被自动检测到,而出现故障的模块将立即与系统隔离开,系统从而可在简单模式下使用其余功能模块继续正常运行。
² 独有的单机容错创新设计。在同一个机箱内,实现了CPU、芯片组、内存、PCI等几乎全部部件的冗余,可以保证在任何硬件损坏的情况下,服务器不间断运行。
² 以硬件方式实现容错,可达到高达99.999%以上的可用性。容错产品能够在不中断应用系统运行的情况下,进行模块维护,解决了客户的后顾之忧。
² 配备独特的单机容错软件,保证软件部分即操作系统和应用程序的容错功能。
² 故障切换速度快,可靠性高。相比传统双机备份的软件方式容错,硬件容错几乎没有延时。
² 升级维护简便,无需专门培训。传统双机备份方式,需要相应的开发人员和技能,升级应用程序需要重新开发调试,英诺重明容错产品简单到仅为一台服务器,使用过普通服务器即可轻松上手。
1、RFID工作原理
RFID的工作原理比较简单,在系统工作过程中,读卡器首先通过天线发送加密数据载波信号到RFID汽车标签,标签的发射天线工作区域被激活,同时将加密的载有车辆信息的加密载波信号发射出去,接收天线接收到射频卡发来的载波信号,经读卡器接收处理后,提取出车辆信息送至计算机,完成预设的系统功能和自动识别,实现车辆的自动化管理。
2、RFID综合管理系统架构
基于整个高速公路已建立的通信网,实现高速公路收费管理、车辆路径识别管理和道路拥挤情况管理。
高速公路信息化的进程正以前所未有的规模和速度影响着高速公路的管理决策。众多系统为信息化管理提供了大量有关收费、监控等方面的信息,但由于各个系统之间不兼容而导致信息孤岛现象。快速和准确地获取高速公路上的各种信息以便作出相应的决策,已日益成为高速公路管理决策关注的焦点。目前,大多数高速公路使用的各种信息系统均使用传统的封闭式技术和标准。如收费系统、监控系统、ERP系统和网络安全系统等,均由不同的厂商用各自不同的技术和标准生产,而且互相独立和封闭,各种信息无法汇集、分析和监控,从而导致高速公路综合管理成本上升,决策风险加大。
RFID综合管理系统就是针对这一问题而设计和开发的。在充分考虑高速公路现有信息系统整合的复杂性和未来新增系统不确定性的情况下,实施完全开放式的设计原则,整合了互联网技术、RFID技术、收费系统、监控系统等功能模块,从而构建高速公路管理的统一平台。
3、RFID在收费中的应用
RFID在收费中的应用体现为不停车收费。“不停车收费”是交通部倡导的收费技术的重要发展方向。不停车收费系统可以减少不必要的启、停车次数,不仅可以加快汽车行驶速度,节省车辆在收费车道的通行时间,还能降低车辆燃油消耗,减少汽车尾气排放量,促进环境的改善。本系统将在半自动联网收费系统开发的基础上,进行不停车收费系统的研究、开发和试点工作,重点是车辆自动识别系统、车型自动分类系统和违章稽查系统,并不断扩大不停车收费系统的应用范围。不停车收费系统是传统的交通行业与目前较为先进的信息技术相结合的产物,是未来公路收费系统的发展趋势。与现行的人工收费、半自动收费相比,它具有明显的优势。它可以提高服务质量,提高客户满意度;最大限度地缓解收费站处的交通瓶颈,避免因收费效率低而引起的交通堵塞和车辆延误;整个收费过程中取消了人员的介入,可避免因个别收费员服务态度不佳造成的客户不满;系统的建成将降低运营成本,降低收费人员和财务人员的工作量,减少系统运行所必需的人力成本;同时,减少管理环节,降低管理成本;可减少车辆在收费口不必要的燃油消耗,降低收费口的噪声水平和废气排放,减轻车辆对环境的污染程度,达到节约能源、保护环境的目的。
英诺重明容错服务器旨在服务于其第一要求为服务器性能中的最高可实现正常运行时间的商业关键操作。该款服务器比常规服务器能够保证提供明显的更高的正常运行时间,并且相对于高端/高可用性服务器和群集能够在单个机箱内提供较为廉价的备用方案。不同于涉及复杂系统设计、广泛规划范围、冗长安装过程及活动管理的群集,易于安装、使用和维护,因而能够提供简化可用性。
英诺重明容错服务器由旨在实现容错可用性的硬件配置组成。系统中的所有硬件模块(CPU 模块和 PCI 模块)都采用了冗余设计,并且配置有 ASIC 电路用以实现数据处理结果的持续同步交叉核查。也就是说,任何这些模块中的故障都会被自动检测到,而出现故障的模块将立即与系统隔离开。系统从而可在简单模式下使用其余功能模块继续正常运行。英诺重明系列因而即可实现容错级别可用性。该新型号功能和性能都得到了改善。英诺重明容错服务器特性:
² 不间断运行
² 热插拔组件
² Windows/Linux应用透明
² 为系统升级减少停机时间
² 进一步简化维护和降低成本
² 与第三方存储完美组合高可靠方案
² 结合SSS软件事先软硬件的更高可靠性
容错服务器全冗余热插拔模块保证系统连续运行:
² 正常运行
利用GeminiEngine™运行在lockstep技术的冗余模块作为一台逻辑服务器。
² 故障检测
发生硬件故障,及时隔离故障模块,其他正常的模块继续运行。热插拔模块允许直接维修或更换,无需中断系统运行。
² 恢复正常运行
维修或更换结束后,两套模块自动同步,恢复正常运行状态。无须关闭/重启系统,操作系统和应用程序不受任何影响,从而保证了系统运行的连续性。
1、性能对比
从硬件配置和性能测试来看,容错服务器和单台同配置的服务器性能没有差别,并不会因为容错而导致任何的性能下降,因为容错服务器是完全依靠硬件保障可靠性的,并不需要系统资源完成故障切换和监控。
2、可靠性对比
双机热备系统可靠性达到99.9%,而容错系统的可靠性能够达到99.999%,也就是说全年的停机时间从8小时降到5分钟。双击热备虽然是两台硬件冗余,但是同时又引进了双机软件,使整个系统的可靠性并不能理解成为两套硬件对系统的可靠性保障。而且,由于双击热备系统维护过程中对使用者技术的要求,往往在系统故障时会因为使用过程中双机或者应用系统的配置变化而导致无法故障切换,存在较大风险。而容错系统采用的是硬件检测和切换故障,不引进任何额外的软件,对于使用者来说是单一的系统,不会因为维护过程影响系统的可靠性保障。
3、可用行对比
容错系统对使用者来说完全是单一系统,对于操作系统以上的应用完全透明,应用不需要做任何更改,维护不需要额外的技术背景。
双击热备要求维护人员有较深的双机技术背景,安装实施复杂。双机系统对应用的支持需要额外的投入,比如对数据库系统和其他一些标准应用,用户需要购买相应的Agent才能支持对该应用的故障切换,对于非标准的应用(软件开发时没有事先考虑留好接口)双机软件不能支持故障切换。而且实现切换也需要做较复杂的配置和脚本调试。
4、故障切换对比
双击热备的故障切换是当主机出现故障时,在Standby机器上重新启动所有的应用,这样必然导致用户当前任务的丢失。也就是说客户端当前进行的操作将终止,所进行的业务需要从头开始。一方面造成客户应用的停止,另一方面将给后台系统造成一些不必要的麻烦比如垃圾数据。而且由于所有应用都需要重新启动,切换时间最少在1分钟以上。
容错系统当出现故障时,由于Cache、内存和硬盘的数据是完全同步的,而且两套系统是同时工作的,所以切换只需要把输出从故障部分转移到正常部分即可。当前的任务无需终止,完全无缝地切换过去,几乎不用切换时间(应用完全感觉不出来)。
5、成本对比
综合考虑系统(软硬件)成本,容错系统相对双机系统有较大的成本优势,而且双击系统还没有考虑系统后续的实施和维护成本。