作者：余健 太极华青 资深工程师
1、方案概述
铁路信息化是铁路现代化的主要标志，其根本目的是将通信、信息、控制技术运用于铁路运输组织、客货营销与经营管理的各项活动中，通过信息化改造传统产业，提高铁路运输服务质量，提高铁路运输生产率，降低铁路运输生产成本，实现铁路运输现代化。
世界技术发达国家从20世纪六十年代开始，就将信息技术运用于铁路运输生产与管理中，陆续开发并投入使用了铁路客票座席预约、运输生产情况统计、运营管理、货车实时追踪等系统，提高了铁路运输的核心竞争力。随着信息技术的发展，尤其是因特网技术的采用，国际上铁路信息技术的应用向综合化、集成化方向发展，不同运输形式以及其他服务行业的信息系统互连互通，在全球范围内为旅客或货主提供方便快捷的全方位服务，成为交通运输业的神经系统。
自1975年铁道部电子中心开始筹备以来，经过30多年的历程，中国铁路信息化从无到有，逐步发展，特别是TMIS、客票预订与发售等系统建设以来，财会管理与资金清算、铁路运输统计、机务管理、车辆管理、办公自动化等许多应用项目已经投入使用，应用涵盖了铁路运输组织、客货营销、经营管理的各主要环节。这些系统的陆续建成投产，使铁路货物运输现代化水平得到了大幅提升，已经成为铁路货物运输生产组织的重要组成部分。铁路跨越式发展战略为铁路信息化带来新的机遇和挑战，铁路信息化进入了一个新的发展时期。
中国产业调研网发布的中国铁路信息化行业发展监测分析与发展趋势预测报告(2016-2016年)认为，2013年初铁道部发布新版的《铁路主要技术政策》，该项技术政策已于2013年2月1日起实施。新版政策中提出，将全面推进铁路信息化建设，积极发展应用物联网、云计算、地理信息、卫星导航、下一代互联网等现代信息技术。另外，针对此前关注的铁路通信信号问题，新版政策也表示，将完善中国列车运行控制系统(CTCS)，并发展GSM-R，全面实现高速铁路GSM-R网络覆盖，逐步建立覆盖全路的数字移动通信系统，以及开展下一代铁路移动通信技术的研究。
2015年中国铁路全年完成固定资产投资8238亿元，其中基建投资5925亿元；投产新线9531公里，其中高铁3306公里。“十二五”铁路固定资产投资完成3.58万亿元。
1.1 客户目前现状
某铁路局客户就是在这样的前提下，购置的新设备是为替换老旧机房设备。搬迁至的新楼机房环境所做迁移准备，通过新环境的搭建可以为本次铁路局机房，平稳过渡和替换业务系统老旧设备，并为安全风险业务管控平台的运行提供良好性能、良好扩展性提供有力的硬件平台支持。
1.2 客户的痛点分析与需求
客户的这套系统已使用很长旪间了，2010年底上线的，随着客户业务数据量的增长，原有IBM DS4800 存储在扩展能力上早已不能满足业务的需要了，而且在 业务IO 高峰期间，DS4800处理IO时间较长，客户端经常出现 IO 等待情况，数据没有其它的备份措施。DS4800在近些年故障率也偏高，控制器、硬盘、 cache 电池均换过，设备已“廉颇老矣”，早就过原厂的保。
1.2.1 痛点分析
存储IO处理慢：工作日 IO数据量大时，经常出现 IO等待现象，存储响应客户请求慢，影响业务处理能力；
存储扩展能力不足：DS4800存储扩展能力有限，且是通过服务器直接连接存储的方式，该存储已停产，扩展不太可能；
故障率偏高：DS4800存储目前已出现老化现象，故障率越来越高，对数据有效性和稳定性有很大的影响；
没有备份系统：没有建立数据备份，数据只存放在DS4800存储上，存储一旦损坏，数据立刻丢失并且无法恢复
服务器存在老化现象：目前使用P590服务器作为数据库服务器，性能上不去，且存在老化现象，出现故障的几率偏大，期间更换过硬盘和风扇。
1.2.2 需求分析
提高存储处理能力：提高业务工作日高峰时段处理能力和响应时间
存储容量要求：满足3-5年业务发展的需求，目前存储容量约13T
存储趋势要求：存储要迎合目前存储发展的大趋势，处理能力达到未来3-5年业务发展的要求
数据备份要求：完善存储数据备份机制
原设备老化现象：准备采用新的服务器进行替换
2.方案设计原则
目前对于适用铁路局业务系统的整体设计要遵循如下原则:
技术的领先性：存储要适合目前存储发展的趋势，存储容量和性能及存储处理能力要满足金融行业 3-5 年的业务发展需求。技术要成熟；
可管理性：存储系统具有较高的易管理性，对于客户管理存储比较方便，可以采用统一资源管理；
高可用性和高可用性：存储系统具有较高的可靠性和可用性，一般存储都采用较高的冗余性设计，对数据有较高的数据保护，具有一天24不间断工作的持续能力，可用性能达到99.999%；
可扩展性:存储在线扩展能力要强，可以在线灵活的增加存储资源，而业务不受影响；
性能价格比：满足用户需求的同时，保护用户投资，降低相关成本；
对于数据库服务器这方面，在选择型号建议遵循以下几个原则：
高性能原则：CPU、内存、存储 I/O 带宽、网络带宽等硬件配置对于数据库服务器性能都有影响，在服务器选型时要充分考虑；
高可靠性原则：对于大型的、有大量处理要求的、需要长期运行的系统，尤其要考虑数据库服务器系统的可靠性，仅要考虑服务器单个节点的可靠性戒稳定性，而且要考虑服务器不相关辅助系统之间(如存储设备)连接的整体可靠性；
高可扩展性原则：不仅要考虑数据库服务器的可扩展性，更重要的是考虑数据库子系统的可扩展性；
安全性原则：包括数据库服务器的安全性和数据的安全性；
够用原则：服务器配置在不断提升而价格在不断下降，因此，只要满足目前服务需求和适度超前。
现有系统的逻辑拓扑图：
3、软件定义闪存和 GPFS集群方案
为了改善本业务系统的基础架极，完善数据的高可用性等，同时保护用户的投资。我们在服务器架构上采用 P740 服务器替代原来的P590服务器；原来是服务器通过SAN交换机连接 4Gb存储，现在服务器通过 8Gb 速率的 HBA 卡和 SAN switch方式连接存储；采用 IBM的 GPFS 将两台服务器组成一个GPFS集群提供对外服务；原来的 DS4800 存储已用多年，故障率高。存储上我们建议采用较新的 V7000提高存储性能，原来 DS4800 存储上的数据迁移到 V7000上，推荐 V7000存储可用容量 13.2 T，满足银行 3-5 年的数据增长趋势；增加带库TS3100,用TSM备份软件把数据库备份。
4、方案优势
4.1采用GPFS集群优势：
通过两台AIX服务器安装GPFS软件组成一个cluster。两个服务器节点可同时对外提供服务，数据并行处理。当一个节点出现故障时，另外一个节点可以继续对外提供服务，保证业务的连续性。
GPFS是一种高性能、可伸缩性优异的群集文件系统。支持单个计算机，甚至数百个系统快速、可靠地访问，能够管理 PB 级的数据量和数十亿个文件。
集群: 可以扩展至八千多节点，高速、稳定地通讯，单点管理和控制；
共享磁盘：可以通过集群中的任意一个节点直接访问磁盘上的数据；
幵行访问：所有节点访问所有磁盘的数据流幵行实现。
4.2存储性能优势
存储上推荐采用 IBM的 V7000 实现数据存储，提高存储处理，性能上是原来 DS4800存储的 N 倍，数据处理能力提高不少，可以满足本业务系统在工作日高峰时的IO请求。
4.3TS3100优势
采用 Lan Free 方式完善存储数据的备份机制，保障数据安全。
4.4备份软件优势
Tivoli Storage Manager 简称TSM，是IBM Tivoli软件家族中的旗舰产品之一，而Tivoli则是IBM五大软件家族中的一个Tivoli软件主要定位于为用户提供企业级管理软件，如系统管理、安全管理和存储管理。TSM能够为用户提供企业级的存储数据管理解决方案，包括备份、归档、空间管理以及灾难恢复管理等功能。
5、整体总结
我们采用P740+GPFS+v7000+TSM+TS3100完善了该铁路局业务系统基础架构，直接提升存储处理业务IO能力，满足不断增长的业务和数据处理能力的要求。实现该铁路局业务的集群架构，保障的业务的不间断地运行；
顺应新技术的发展方向，保护用户投资，简便管理，降低了存储风险；
完善了数据备份机制，保障了数据安全，降低了数据丢失的风险。
实施后业务系统的逻辑拓扑图：
