張偉

（中國石化工程建設有限公司，北京100101）

目前很多公司應用著各種管理信息系統(tǒng)MIS（Management Information System），大到企業(yè)級的ERP，小到部門級的出/考勤記錄程序。這些系統(tǒng)是隨著公司的信息化建設逐步建立和應用起來的。MIS在辦公自動化等方面為使用者提供了極大的便利，有些系統(tǒng)甚至成為管理工作中不可或缺的關鍵手段。因此，MIS的穩(wěn)定與高效已經(jīng)逐步成為各個崗位工作中至關重要的因素。

這些經(jīng)過多年開發(fā)與積累的應用系統(tǒng)，由于各自獨立，自成一套的零散性制約著性能的發(fā)揮，同時增加了管理復雜度。系統(tǒng)過于分散也是安全風險增大的主要原因。將這些分散的應用系統(tǒng)通過集群或是冗余的手段進行集中，一方面可以發(fā)揮現(xiàn)有硬件的高性能，另一方面也可以集中管理系統(tǒng)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，將分散的系統(tǒng)進行整合是大勢所趨，也是提升整個公司或企業(yè)應用水平的必然要求。

1 整合的目的與途徑

1.1 整合的目的

MIS的特點是緊隨公司或部門的管理模式與發(fā)展而進行開發(fā)的，因而這些系統(tǒng)的開發(fā)與應用是逐步積累起來的，同時隨著新部門和新業(yè)務的增加還會有新的系統(tǒng)逐漸上線。這種經(jīng)過多年積累開發(fā)的系統(tǒng)均比較獨立和分散，且系統(tǒng)的規(guī)模都不大，投入之初分配的硬件服務器都是性能較低的型號，隨著系統(tǒng)數(shù)量的逐步增加會出現(xiàn)大量的低端服務器塞滿機房的現(xiàn)象，這種現(xiàn)狀的出現(xiàn)會導致如下問題：硬件雖然占用數(shù)量多，但都配置落后，利用率低；系統(tǒng)分散，導致管理復雜度高，故障點多；管理賬號分散，安全風險大；沒有冗余設置，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問題，對工作的影響范圍較大。

為了保證每個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，將上述問題引起的后果盡量降低，IT人員需要對這些系統(tǒng)進行大量的軟硬件日常維護，盡管如此，依然會導致隨工作量在增加但應用效率卻降低的現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.2 整合的途徑

系統(tǒng)整合有兩種主要途徑：

1）完全由系統(tǒng)供應商提供一攬子的解決方案，這些解決方案大都比較適合新開發(fā)的系統(tǒng)，而且主要針對銀行、電信等關鍵應用部門。該種方案的特點：一次性資金投入量巨大，整合后的系統(tǒng)配置對管理人員的素質和要求都極高，不符合大多數(shù)以管理系統(tǒng)為主的企業(yè)或公司的需求現(xiàn)狀。

2）各公司獨自利用已知的成熟技術和相關產(chǎn)品，在系統(tǒng)層面進行應用系統(tǒng)的整理和集中，實現(xiàn)初步的系統(tǒng)整合。該種整合方案雖然在技術層面不如系統(tǒng)集成商提供的方案全面，但非常貼近公司的實際，在應用集成和業(yè)務集成的角度上更符合公司的目前需求。整合后的綜合性價比要遠高于前者。

文中所描述的是第二種方案下的一種實現(xiàn)方法。

2 整合的范圍

2.1 整合范圍的選擇

系統(tǒng)整合范圍的選擇需要考慮的因素：

1）整合的目的。目的決定范圍的選擇方向。文中系統(tǒng)整合的主要任務是對上面提到的問題進行解決，將零散的系統(tǒng)進行合并，充分利用最新硬件資源，統(tǒng)一進行系統(tǒng)管理，使用新技術提高系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。具體措施：

a）合并、優(yōu)化使用系統(tǒng)硬件，提高硬件的使用效率。

b）應用服務器集群加Oracle的Data Guard實現(xiàn)整體提高系統(tǒng)可靠性。

c）平臺整合、集中管理，增強系統(tǒng)的可管理性。

2）需整合系統(tǒng)的特點。系統(tǒng)的特點決定著整合產(chǎn)品的技術方案和產(chǎn)品選擇。為了盡量將風險降低到最小，整合的范圍從滿足如下幾個條件中選擇：

a）需整合的系統(tǒng)采用的是同一或近似架構開發(fā)的系統(tǒng)。

b）系統(tǒng)由同一家供貨商或開發(fā)商實現(xiàn)。

c）與其他系統(tǒng)的界面關系簡單。

d）進行整合所采用的技術和產(chǎn)品成熟。

e）綜合考慮需整合系統(tǒng)的硬件利用現(xiàn)狀。

結合上述因素，有針對性地從已有的系統(tǒng)中選擇出整合的對象，見表1所列。

表1 需整合系統(tǒng)條件調查

從硬件利用狀態(tài)方面考慮范圍時的應用示例（DB數(shù)據(jù)庫服務器，AS應用服務器）見表2所列。

表2 需整合系統(tǒng)硬件條件調查

對通過綜合考慮選定的系統(tǒng)進行整合可以保證系統(tǒng)的兼容性強，并且彼此之間的影響可以降到最低，整合實現(xiàn)的過程也會相對順利。

2.2 整合的內容

目前大多數(shù)的MIS采用的都是B/S結構，也就是服務器端由應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器組成，用戶只需要通過瀏覽器就能使用系統(tǒng)。該種架構下的MIS要實現(xiàn)整體的整合，需要考慮應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器兩大部分。其內容涉及如下三個方面：

1）將應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器從單一物理服務器分離。

2）整合數(shù)據(jù)庫服務，提高數(shù)據(jù)庫的安全性和穩(wěn)定性。

3）整合應用服務，使資源利用高效。

3 整合的技術方案

3.1 數(shù)據(jù)庫服務器采用的方案

3.1.1 技術方案

需整合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都是采用Oracle，對Oracle進行整合可以有三個選擇：雙機熱備、Data Guard方式以及RAC集群。表3是這三種方案的一個對比。

表3 數(shù)據(jù)庫整合方案對比

在已有軟、硬件條件下，結合MIS的使用特點，文中涉及系統(tǒng)的重點是可靠性（主要是容災）和易管理程度，因而Data Guard方式是最適合的技術方案。

Data Guard是一款基于Oracle數(shù)據(jù)庫的熱備容災產(chǎn)品，通過設置多臺后備數(shù)據(jù)庫服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余來提供數(shù)據(jù)保護，并通過日志同步機制保證冗余數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)之間的同步。如果是可預見因素需關閉Primary Database，比如軟硬件升級，可以把Standby Database切換為Primary Database繼續(xù)對外服務，這樣減少了服務停止時間，并且數(shù)據(jù)不會丟失。如果異常原因導致Primary Database不可用，也可以把Standby Database強制切換為Primary Database繼續(xù)對外服務，從而實現(xiàn)業(yè)務高可用性，主要采用以下技術要點：

1）Data Guard采用物理Standby數(shù)據(jù)庫形式。

2）主庫日志發(fā)送采用LGWR進程的ASYNC方式。

3）備庫啟用Standby Redo Log。

4）備庫日志應用采用實時應用（Real-time Apply）。

5）數(shù)據(jù)保護模式采用缺省：最高性能（Maximum Performance）。

6）數(shù)據(jù)庫備份采用RMAN。

主庫每天進行全庫備份（數(shù)據(jù)、控制文件、SPFILE和歸檔日志），同時刪除歸檔日志。

3.1.2 系統(tǒng)拓撲結構

系統(tǒng)實施整合后的拓撲結構如圖1所示。

3.2 應用服務器采用的方案

3.2.1 技術方案

1）整合軟件和版本的選擇。需整合的三個系統(tǒng)都是J2EE框架，應用服務器平臺產(chǎn)品采用的都是Web Logic，結合現(xiàn)有的硬件情況，應用服務器的整合方案采用Web Logic集群是最佳選擇。

圖1 實施整合后的Oracle數(shù)據(jù)庫Data Guard拓撲結構示意

Web Logic的集群技術可以讓一組Server指向同一域名一起工作從而提供一個更強大、更可靠的應用平臺。對于客戶端而言，無論集群中有幾個Server在工作，看上去都是一個。Web Logic集群提供的如下兩個主要性能非常適合MIS架構的整合實現(xiàn)。

a）可伸縮性。集群對加入其中的Server在性能上沒有限制（如普通的PC機），為了提高性能，當客戶端的請求大幅增加時，可以動態(tài)地向集群中添加Server。并且集群支持當一臺機器的資源沒有被完全利用時，可以在同一機器上啟動多個Server。

b）高可用性。由于在集群中同一應用在多個Server上同時存放或放在一個共享文件系統(tǒng)中，因而相同的請求可以有多個Server提供，并且Server間還可以復制狀態(tài)信息。這樣，當其中某一Server宕機或無法響應請求時，其他的Server會立即接管它的任務，用戶的應用不受任何影響，從而把應用和客戶端完全隔離開來。

2）服務器個數(shù)的確定主要是依據(jù)應用系統(tǒng)的數(shù)量和物理服務器內存的數(shù)量。此處的服務器是指Web Logic下的邏輯服務器，包括管理服務器、代理服務器以及被管服務器，以下所有出現(xiàn)“服務器”的地方均指這三類。硬件服務器本身將用“物理服務器”。

文中涉及的系統(tǒng)整合后將需要建立如下功能的Web Logic邏輯服務器：1臺管理服務器（Admin Server）；1臺代理服務器（Proxy Server）；4套應用系統(tǒng)對應Web Logic被管服務器。以每臺物理服務器的內存為24 G，共有2臺為例：每臺物理服務器固定需要為操作系統(tǒng)預留2 G以上內存，還需要創(chuàng)建Web Logic集群的管理服務器和用于集群分發(fā)的Proxy服務器，具體見表4所列。

表4 集群服務器內存分配

表4中，每臺物理服務器為Web Logic保留可用的內存數(shù)量約為20 G。

該方案符合WebLogic的官方要求，同時也滿足了系統(tǒng)配置靈活的要求。具體內容：將每個被管服務器的內存調整到2 G，根據(jù)每臺物理服務器可用的內存數(shù)量（20 G），每臺物理服務器分別可以建立10個被管，兩臺共計20個被管服務器，考慮到預留，最終確定每臺物理服務器上創(chuàng)建8個Web Logic被管服務器用于系統(tǒng)發(fā)布，兩臺共計可創(chuàng)建16個，根據(jù)應用的訪問特點分配給5個應用系統(tǒng)。

3）應用系統(tǒng)在服務器上的分配原則，見表5所列。

表5 應用與被管服務器對應關系

a）每個應用分配2個以上被管服務器。

b）每套應用系統(tǒng)中2個物理服務器各有副本。

c）Web Logic被管服務器按照應用分別建立集群，之間不互相影響。

4）被管服務器命名與分配規(guī)則應符合下列要求：

a）根據(jù)每個被管服務器分配的端口號規(guī)則。

b）所有奇數(shù)服務器分配到WEB-PRIM-SRV物理服務器上，偶數(shù)服務器分配到WEB-STANSRV物理服務器上。

5）代理服務器。整合后的系統(tǒng)是集群方式，用戶需要通過代理（Proxy）方式才能進行訪問。代理服務器是整個網(wǎng)站系統(tǒng)的總入口，它第一時間接受用戶的請求，通過應用的別名轉給集群中的某個被管服務器。Proxy Server對集群的所有請求進行負載均衡，并且當請求失敗時會進行恢復處理。為了系統(tǒng)穩(wěn)定，避免代理成為故障點，在設置Proxy時也要考慮冗余。

a）主Proxy Server。其是訪問集群應用中的唯一入口，建議通過單獨的物理服務器實現(xiàn)。Proxy可以有硬件和軟件兩種實現(xiàn)。文中是通過安裝代理軟件，采用的是業(yè)界非常流行的配置Apache＋WLS的Apache Plugin。后期升級可以考慮通過購置專門代理硬件代替。

b）備用Proxy Server。通過在WEB-STANSRV上再單獨安裝1套Apache＋WLS-Plugin的方式作為主代理的備份，平時不需要啟動。

3.2.2 系統(tǒng)拓撲結構

系統(tǒng)實施整合后的拓撲結構如圖2所示。

圖2 實施整合后的Web Logic集群系統(tǒng)拓撲結構示意

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

技術方案確定后，在實現(xiàn)過程中有三個方面需重點關注：硬件的準備；實施的順序；移植系統(tǒng)的調整。

4.1 硬件的準備

硬件準備需要結合待整合的系統(tǒng)進行考慮：一種方法是根據(jù)軟件需求有針對性的進行硬件配置；另一種是根據(jù)已有硬件性能盡可能多地整合已有零散系統(tǒng)。這兩種方法的目的都是為了更好地利用硬件性能，使系統(tǒng)的效率提高。文中的環(huán)境是先確定了需整合的系統(tǒng)數(shù)目，然后有針對地進行硬件配置。

4.2 實施的順序

實施順序由簡單到復雜，由風險小到風險大的方式逐步進行。原則上每一步都必須在上一步成功實施后才能開始。建議的整體實施順序如下：

1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整合。Data Guard實質上是對已有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行冗余配置，可以在不動原有系統(tǒng)的情況下實現(xiàn)整合，在實施過程中對上線的業(yè)務幾乎沒有影響。在系統(tǒng)實現(xiàn)后，通過調整應用服務器配置的數(shù)據(jù)庫連接池的參數(shù)，就可以直接使用，對用戶是完全透明的。

2）整合應用服務器。主要工作是根據(jù)設計方案完成Web Logic集群系統(tǒng)的搭建。Web Logic集群軟件是一套非常成熟和應用廣泛的系統(tǒng)。文中所采用的版本有一個相當容易使用的配置向導，通過配置向導可以快速地完成基本集群的配置。在建立集群過程中需注意以下幾點：

a）集群中的所有物理服務器必須位于同一網(wǎng)段，并且必須是IP廣播（UDP）可到達的。

b）集群中的所有成員必須使用相同的版本，包括Service Pack。

c）集群中的物理服務器必須使用靜態(tài)IP地址。

d）集群配置后需要設置較多的代理服務器統(tǒng)一訪問。

3）依次遷移應用系統(tǒng)。遷移應用系統(tǒng)到集群應該最先從框架近似、開發(fā)較晚的系統(tǒng)入手。在完成一個的基礎上再進行下一個，這樣可以將問題簡單化，同時逐步積累經(jīng)驗，避免走彎路。系統(tǒng)在遷移時需要注意以下幾點：

a）在集群上部署的方式。建議通過目錄的形式部署，而不是War包的形式。由于系統(tǒng)初步遷移，需要修改的地方很多，通過目錄方式可以簡化頻繁的修改和重新部署系統(tǒng)的步驟。但要注意的是，這種情況下需要手工保持不同物理主機上的目錄及其內容的一致。

b）部署后的應用訪問方式。單機系統(tǒng)的部署，多數(shù)情況下是直接通過根進行訪問，但在集群下，多個系統(tǒng)通過代理服務器分發(fā)，必須通過別名。有些程序在編寫時比較嚴謹，代碼中都是通過規(guī)范的方式進行引用，因而部署后通過修改配置文件可以順利通過別名進行訪問。但有些系統(tǒng)在代碼中用到的都是絕對路徑，必須檢查源程序進行修正以適應集群環(huán)境下的訪問。

c）部署后的掃尾工作。系統(tǒng)遷移后需要保留一段過渡期，目的是為了系統(tǒng)測試和調整時有參照。在此期間，用戶已經(jīng)開始使用遷移后的系統(tǒng)，老系統(tǒng)主要用于IT和開發(fā)人員。系統(tǒng)過渡期內應在原系統(tǒng)的地址和端口上設置通知頁面（或進行自動跳轉），用戶可以逐步過渡到新系統(tǒng)上。

4.3 移植系統(tǒng)的調整

系統(tǒng)在整合前都是單服務器環(huán)境，整合后是多服務器的集群機制。這對于部署配置和程序的編寫有一定的特殊要求。在系統(tǒng)部署配置方面，由于采用的Web Logic集群的技術成熟，因而調整相對容易實現(xiàn)，主要是設置好Session的復制即可。但程序編寫中的調整比較耗時，需要注意以下幾個方面：

1）在單機環(huán)境中正常的功能在集群后出現(xiàn)了數(shù)據(jù)漂移，這是由程序編寫過程中出現(xiàn)的不嚴謹造成的，比如兩步提交就會造成數(shù)據(jù)的二義性。

2）Session復制失敗。Session復制失敗通常是由于網(wǎng)絡組播問題引起的，因而在配置組播的時候盡量避免與其他集群沖突。

3）在程序的編寫中確保Session中的數(shù)據(jù)必須是可序列化的，否則復制可能會失敗。比如不使用Http會話的Put Value和Remove Value方法，由于它們不受集群支持，并且在應用程序中使用這些方法時，可能會出現(xiàn)會話數(shù)據(jù)復制問題，因而一致性的全部使用Http Session的Set Attribute和Remove Attribute方法。

4）靜態(tài)變量的使用以及緩存同步，EJB，Servlet，JSP同步等，在單機環(huán)境下不會發(fā)生變化的值在集群環(huán)境下有可能會發(fā)生變化。

以上對程序的調整與修改會經(jīng)歷比較長的時間，會對用戶的使用造成一定的影響。

5 結束語

系統(tǒng)整合是一項龐大的系統(tǒng)工程，涉及的方面遠大于文中涉及的內容。文中只是基于成熟的平臺軟件進行系統(tǒng)集成的一種設計方案，該方案已經(jīng)在某大型工程公司的系統(tǒng)整合中使用，通過實際測試達到了預期目的，并取得了很好的效果。

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