葛以踴,郭海龍,高鑫,吳海偉,陳鵬

(1. 南瑞集團(tuán)有限公司智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 211106；2. 南瑞集團(tuán)(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院)有限公司,江蘇 南京 211106；3. 國電南瑞 科技股份有限公司,江蘇 南京 211106；4. 國家電網(wǎng)有限公司西北分部,陜西 西安 710048；5. 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司,江蘇 南京 210024)

0 引言

新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)采用“物理分布、邏輯統(tǒng)一”的體系架構(gòu)[1],監(jiān)控系統(tǒng)本地建設(shè),分析決策中心業(yè)務(wù)集中建設(shè)[2],通過采用所轄電網(wǎng)實(shí)時(shí)就地監(jiān)控與全局分析決策相結(jié)合的策略[3],進(jìn)一步提升電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的支撐能力。分析決策中心集中建設(shè)能夠綜合全局信息,為各區(qū)域提供控制目標(biāo),實(shí)現(xiàn)集中式控制決策[3]。為了保障系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,分析決策中心進(jìn)行異地多點(diǎn)建設(shè),引入業(yè)務(wù)多活機(jī)制,實(shí)現(xiàn)多個(gè)中心的故障冗余及各分析決策中心地位均等,同時(shí)對(duì)外提供服務(wù),并確保單個(gè)分析決策中心故障時(shí)其他中心對(duì)核心業(yè)務(wù)或全部業(yè)務(wù)的快速接管[4]。

分析決策業(yè)務(wù)多活機(jī)制實(shí)現(xiàn)了全局負(fù)載均衡、中心容錯(cuò)、階段結(jié)果數(shù)據(jù)同步、斷點(diǎn)續(xù)算和業(yè)務(wù)單元化等功能[4],其中全局負(fù)載均衡機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)多中心間業(yè)務(wù)分流與容錯(cuò)。

新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中,分析決策中心的業(yè)務(wù)在運(yùn)行時(shí),通過場景、場景實(shí)例、子場景、子場景實(shí)例四元組信息進(jìn)行管理[5],每個(gè)業(yè)務(wù)都運(yùn)行在特定的場景四元組之下,包含了一組運(yùn)行中的進(jìn)程,這些進(jìn)程向外界提供一系列的功能服務(wù)。人機(jī)云終端作為客戶端,部署在各監(jiān)控系統(tǒng),提供了位置無關(guān)的人機(jī)交互功能[6],支持本地、異地?zé)o差別訪問,可以連接到指定的分析決策中心進(jìn)行服務(wù)調(diào)用,來展示分析決策業(yè)務(wù)的計(jì)算狀態(tài)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等信息。

傳統(tǒng)的多中心間一般通過全局負(fù)載均衡(global server load balance,GSLB)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)負(fù)載分流[7],在系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建域名解析系統(tǒng)(domain name server,DNS),GLSB設(shè)備根據(jù)策略將域名解析到某個(gè)中心[8—9]。新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)沒有統(tǒng)一的域名管理信息,并且部分調(diào)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用業(yè)務(wù)(如實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃)在多中心不是對(duì)等部署[10],只在一個(gè)選定的分析決策中心(業(yè)務(wù)主中心)進(jìn)行計(jì)算,因此基于DNS的分流方式不能滿足特定的功能需求。另外,由于DNS緩存周期長等原因,傳統(tǒng)基于DNS的全局負(fù)載分流[11]在一個(gè)中心故障時(shí),切換到新中心通常需要花費(fèi)較長時(shí)間,不能滿足分析決策業(yè)務(wù)快速切換的需求。

文中介紹的負(fù)載均衡功能能夠綜合場景信息、服務(wù)信息及位置信息,將客戶端請(qǐng)求根據(jù)負(fù)載均衡策略分流到運(yùn)行指定應(yīng)用業(yè)務(wù)中心,并能快速檢測中心故障,完成故障中心訪問業(yè)務(wù)的切換,滿足新一代調(diào)控系統(tǒng)客戶端數(shù)據(jù)展示、操作控制的需求,有效支撐了分析決策中心業(yè)務(wù)的異地多活。

1 負(fù)載均衡技術(shù)框架

電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)多活環(huán)境下,基于場景與服務(wù)狀態(tài)的負(fù)載分流實(shí)現(xiàn)方法,將客戶端請(qǐng)求分流到滿足負(fù)載分流策略的運(yùn)行指定應(yīng)用業(yè)務(wù)的分析決策中心,實(shí)現(xiàn)人機(jī)終端的數(shù)據(jù)展示、操作控制與業(yè)務(wù)場景工作中心服務(wù)相關(guān)聯(lián)。負(fù)載分流功能既支持所有中心都提供服務(wù)的應(yīng)用,也支持只在部分中心提供服務(wù)的應(yīng)用。針對(duì)不同的應(yīng)用場景,負(fù)載分流功能會(huì)根據(jù)場景與服務(wù)分布情況進(jìn)行分流。

1.1 全局負(fù)載均衡功能模塊

調(diào)度控制系統(tǒng)包含建設(shè)在異地的多個(gè)分析決策中心,應(yīng)用業(yè)務(wù)運(yùn)行于多個(gè)中心。從整體上看,各中心的所有應(yīng)用業(yè)務(wù)對(duì)外提供服務(wù),對(duì)于某些特定的應(yīng)用業(yè)務(wù),存在一個(gè)工作的主中心。

負(fù)載分流功能主要由中心健康狀態(tài)檢查模塊、場景信息同步與選舉模塊、服務(wù)信息全局同步模塊、中心分流定位模塊及客戶端接口模塊共5個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)。在每個(gè)分析決策中心的對(duì)外關(guān)口服務(wù)器上,運(yùn)行前4個(gè)模塊的服務(wù)程序,用于檢測中心狀態(tài)、同步場景及服務(wù)信息,同時(shí)為客戶端提供查詢服務(wù)。

分析決策中心負(fù)載均衡技術(shù)按照一定的策略,將來自客戶層的訪問請(qǐng)求均衡到不同的分析決策中心,實(shí)現(xiàn)各中心在正常狀態(tài)下都能分擔(dān)業(yè)務(wù)處理,達(dá)到“活起來”的目標(biāo)[4]。負(fù)載均衡采用全局與本地相結(jié)合的兩級(jí)分層設(shè)計(jì),能夠根據(jù)均衡策略以及業(yè)務(wù)場景[12—14]、服務(wù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)與資源使用情況,將客戶端請(qǐng)求分流到特定的中心,如圖1所示。

圖1 兩級(jí)負(fù)載均衡示意Fig.1 Schematic diagram of two-stage load balancing

本地負(fù)載均衡采用通用的服務(wù)器負(fù)載均衡 (ser-er load balance,SLB)做法。文中主要研究GSLB。

新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)以服務(wù)和場景的形式廣域部署在多個(gè)分析決策中心,為不同系統(tǒng)的業(yè)務(wù)訪問者提供服務(wù)。新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)提出的基于服務(wù)與場景的業(yè)務(wù)區(qū)分形式能夠更加多元化、精細(xì)化地對(duì)外提供業(yè)務(wù),因此要求業(yè)務(wù)訪問時(shí)需要以基于服務(wù)與場景查詢的實(shí)現(xiàn)方式來定位業(yè)務(wù)。

GSLB服務(wù)以集群的方式廣域部署在多個(gè)分析決策中心,用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)分析決策中心之間的負(fù)載分流,使業(yè)務(wù)請(qǐng)求可以定位到不同分析決策中心的本地負(fù)載均衡集群節(jié)點(diǎn)。GSLB服務(wù)的進(jìn)程運(yùn)行在各中心的對(duì)外關(guān)口節(jié)點(diǎn)上,GSLB服務(wù)之間完全獨(dú)立、對(duì)等,單個(gè)中心的GSLB服務(wù)故障不影響系統(tǒng)運(yùn)行,客戶端可以配置任意中心的GSLB服務(wù)進(jìn)行服務(wù)的查詢與定位。GSLB可以使用的策略包括隨機(jī)分配、就近分配、應(yīng)用層狀態(tài)分配[7,12](定位到延遲小、負(fù)載輕、性能好并且關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)場景在線運(yùn)行的中心)等。GSLB獲取中心容錯(cuò)狀態(tài)(詳見2.2節(jié))檢測結(jié)果,一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)分析決策中心異常,自動(dòng)暫停分發(fā)請(qǐng)求到該中心,當(dāng)檢測到中心恢復(fù)正常后,自動(dòng)將新的請(qǐng)求分發(fā)到該中心。

GSLB框架包括中心狀態(tài)健康檢查、全局服務(wù)管理、全局場景信息同步與選舉、中心分流定位服務(wù)及客戶端接口等功能。

1.2 GSLB架構(gòu)

中心狀態(tài)健康檢查模塊部署于各中心的關(guān)口節(jié)點(diǎn)上,通過在各中心間發(fā)送心跳報(bào)文的方式檢測中心運(yùn)行狀態(tài)；全局服務(wù)管理模塊收集本中心的服務(wù)信息,并將服務(wù)信息在不同中心間進(jìn)行同步；場景信息同步與選舉模塊收集本中心場景信息并將其同步到其他中心,同時(shí)為每一個(gè)場景在所有中心中選舉唯一中心作為該場景的主中心；客戶端接口向人機(jī)云終端提供場景或服務(wù)的查詢接口,供其調(diào)用以查詢運(yùn)行對(duì)應(yīng)場景或服務(wù)的中心信息；中心定位分流服務(wù)接收到客戶端的查詢請(qǐng)求后,根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容查詢?cè)谥行拈g相互同步的場景或服務(wù)信息,并根據(jù)對(duì)應(yīng)的負(fù)載均衡為人機(jī)云終端分配符合客戶端需求的中心,將中心信息返回給客戶端,供客戶端后續(xù)調(diào)用相關(guān)服務(wù)或者場景,如圖2所示。

圖2 負(fù)載分流功能模塊Fig.2 Diagram of load shunt function models

1.3 負(fù)載均衡策略

負(fù)載均衡策略是中心分流定位模塊在響應(yīng)客戶端負(fù)載分流查詢請(qǐng)求時(shí)選擇相應(yīng)中心的依據(jù),文中實(shí)現(xiàn)的負(fù)載分流策略包括隨機(jī)分配、就近分配及應(yīng)用層狀態(tài)分配。

隨機(jī)分配策略是指在收到查詢請(qǐng)求后,在運(yùn)行指定業(yè)務(wù)場景的中心中隨機(jī)選擇一個(gè)中心,作為響應(yīng)該客戶端應(yīng)用請(qǐng)求的中心。

就近分配策略根據(jù)請(qǐng)求來源的IP地址信息,選擇與其位置相近且運(yùn)行了所要查詢業(yè)務(wù)場景的中心作為響應(yīng)該客戶端應(yīng)用請(qǐng)求的中心。如果就近中心中沒有所要查詢的業(yè)務(wù)場景,則在其他運(yùn)行該運(yùn)行場景的中心中隨機(jī)選取一個(gè)作為響應(yīng)該客戶端應(yīng)用請(qǐng)求的中心。

應(yīng)用層狀態(tài)分配策略選取延遲小、負(fù)載輕、性能好并且關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)場景在線運(yùn)行的中心作為響應(yīng)該客戶端應(yīng)用請(qǐng)求的中心。

2 負(fù)載均衡功能實(shí)現(xiàn)

負(fù)載均衡功能包括中心狀態(tài)檢查、場景信息同步與選舉、全局服務(wù)管理、中心分流定位服務(wù)以及提供給應(yīng)用程序調(diào)用的客戶端接口。

中心狀態(tài)檢查模塊負(fù)載檢查各分析決策中心內(nèi)部狀態(tài)及中心間的狀態(tài)；場景信息同步與選舉完成中心內(nèi)場景信息獲取及場景信息在中心間同步,同時(shí)在各中心中為各場景選舉主中心；全局服務(wù)管理模塊負(fù)責(zé)各中心內(nèi)部服務(wù)信息的收集和服務(wù)信息在中心間的同步；中心分流定位服務(wù)接收客戶端的查詢請(qǐng)求,并根據(jù)負(fù)載均衡策略將客戶端的請(qǐng)求定位到不同中心；客戶端接口供應(yīng)用程序調(diào)用,以查詢自己所需的場景或服務(wù)所在中心。

2.1 中心狀態(tài)健康檢查

中心狀態(tài)健康檢查模塊包括中心間心跳發(fā)送接收機(jī)制以及中心內(nèi)部關(guān)鍵功能檢查機(jī)制。中心內(nèi)部檢查關(guān)鍵通信設(shè)備的可達(dá)性與關(guān)鍵服務(wù)的可用性,如果內(nèi)部關(guān)鍵功能異常,則認(rèn)為當(dāng)前中心故障,并通過心跳告知其他中心。另外如果收不到某個(gè)中心的心跳報(bào)文,則也認(rèn)為該中心故障。中心狀態(tài)提供給中心分流定位模塊,作為分流時(shí)的參考。

中心內(nèi)功能檢查檢測中心內(nèi)關(guān)口節(jié)點(diǎn)與中心內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及中心內(nèi)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的運(yùn)行來確定本中心的工作狀態(tài),并將中心狀態(tài)以心跳報(bào)文的方式發(fā)送到其他中心。

中心間心跳檢查包括網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)檢測與業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)檢測2個(gè)方面,通過部署在各分析決策對(duì)外關(guān)口節(jié)點(diǎn)上的中心運(yùn)行狀態(tài)感知功能完成,如圖3所示。對(duì)外關(guān)口節(jié)點(diǎn)上的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)檢測通過向中心內(nèi)關(guān)鍵通信設(shè)備發(fā)送控制報(bào)文協(xié)議(internet control message protocol,ICMP)請(qǐng)求,并接收ICMP響應(yīng)來監(jiān)測關(guān)口節(jié)點(diǎn)與中心內(nèi)部其他節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),同時(shí)將本中心的狀態(tài)信息以心跳報(bào)文的形式發(fā)送到其他中心的關(guān)口節(jié)點(diǎn)以判斷本中心與其他中心的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)檢測監(jiān)視本中心各業(yè)務(wù)場景的運(yùn)行狀態(tài)、服務(wù)運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)場景、服務(wù)的異常情況并將以上信息在各中心間同步,以作為中心間業(yè)務(wù)切換的依據(jù)。

圖3 中心運(yùn)行狀態(tài)感知Fig.3 Diagram of center running state awareness

GSLB通過中心運(yùn)行狀態(tài)感知功能,快速識(shí)別分析決策中心故障,并利用該信息來分流客戶層訪問請(qǐng)求。中心容錯(cuò)示意如圖4所示,當(dāng)各中心狀態(tài)正常時(shí),GSLB根據(jù)選定的負(fù)載均衡策略[7—8]將業(yè)務(wù)請(qǐng)求分配到對(duì)應(yīng)中心,當(dāng)分配的中心發(fā)生故障時(shí),GSLB會(huì)將業(yè)務(wù)請(qǐng)求重新分配到其他狀態(tài)正常的中心,以確保業(yè)務(wù)請(qǐng)求在至少有一個(gè)中心狀態(tài)正常的情況下都可以得到響應(yīng)。

圖4 中心容錯(cuò)示意Fig.4 Schematic diagram of center fault tolerance

2.2 場景信息同步與選舉

調(diào)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)中有一些特定的應(yīng)用業(yè)務(wù)不能在多中心對(duì)等部署,只在一個(gè)選定的分析決策中心(業(yè)務(wù)主中心)進(jìn)行計(jì)算,并向外提供服務(wù),此時(shí)客戶端發(fā)出的計(jì)算控制指令只有送給業(yè)務(wù)主中心才能執(zhí)行,人機(jī)展示只有連到業(yè)務(wù)主中心才能獲取正確的數(shù)據(jù)信息。因此需要對(duì)分析決策中心間的場景信息進(jìn)行同步,并在多個(gè)中心中選舉出一個(gè)中心作為場景的主中心。

2.2.1 同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)

為選舉業(yè)務(wù)場景的主中心,需要將中心內(nèi)的場景信息在多中心間進(jìn)行同步,以確保每個(gè)中心都能獲取到相同的場景信息,為場景主中心選舉提供數(shù)據(jù)參考。

每個(gè)中心的關(guān)口節(jié)點(diǎn)上的場景信息同步與選舉服務(wù)會(huì)收集本中心場景信息,將場景四元組信息與中心唯一ID組合為一個(gè)全局唯一的值,并將中心內(nèi)這些唯一的值以心跳報(bào)文的形式在各中心間進(jìn)行同步。

2.2.2 選舉機(jī)制實(shí)現(xiàn)

場景信息同步與選舉服務(wù)在中心間同步場景信息會(huì)將最早獲取到場景信息的時(shí)間也同步到其他中心,場景信息同步與選舉服務(wù)首先接收各中心的心跳報(bào)文,并從中獲取到各中心的場景信息。當(dāng)超過一定時(shí)間場景,信息不再發(fā)生變化時(shí),選舉服務(wù)再根據(jù)場景信息中的時(shí)間戳,在多個(gè)中心中選舉出時(shí)間戳最早的場景所在中心作為該場景的主中心,如果所有場景信息獲取的時(shí)間恰好一致,則選取場景信息中所屬中心ID較小場景所在中心作為主中心。同時(shí),如果場景主中心已經(jīng)選舉完成,之后又收到其他新接入中心的場景信息,并且場景信息獲取到的時(shí)間比當(dāng)前主中心上的場景信息的時(shí)間更早,也不再重新選舉,以保證場景主中心的穩(wěn)定性,如圖5所示。

圖5 場景信息同步與主場景選舉示意Fig.5 Schematic diagram of synchronize of scenario and master center select

2.2.3 查詢主場景實(shí)現(xiàn)

場景信息同步與選舉模塊對(duì)各中心的場景進(jìn)行同步與管理。業(yè)務(wù)應(yīng)用在分析決策中心運(yùn)行時(shí),通過場景、場景實(shí)例、子場景、子場景實(shí)例四元組信息進(jìn)行管理,每個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用都運(yùn)行在特定的四元組之下。業(yè)務(wù)應(yīng)用下的進(jìn)程向外界提供一系列的功能服務(wù),等待客戶程序(如:人機(jī)云終端)調(diào)用。各中心的四元組信息互相之間同步,形成全局的場景信息。

場景信息同步與選舉模塊實(shí)現(xiàn)中心間的場景選舉與切換。場景選舉與切換根據(jù)全局的場景四元組信息進(jìn)行,如果某場景已有全局主場景,需要通過心跳進(jìn)行維持；如果沒有,則將中心優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)場景選為主場景。應(yīng)用根據(jù)選舉結(jié)果,確定當(dāng)前中心是不是工作主中心,是否需要進(jìn)行計(jì)算與對(duì)外提供服務(wù)。

2.3 全局服務(wù)管理

服務(wù)信息全局同步模塊進(jìn)行多中心間服務(wù)信息同步。各中心內(nèi)部的服務(wù)信息由服務(wù)管理功能實(shí)現(xiàn),服務(wù)信息全局同步模塊從各中心的服務(wù)管理模塊獲得服務(wù)信息,在各中心間交互,最終形成全局的分析決策中心服務(wù)信息,如圖6所示。

圖6 服務(wù)管理示意Fig.6 Schematic diagram of service management

根據(jù)系統(tǒng)的總體架構(gòu),全局服務(wù)信息同步功能實(shí)現(xiàn)了一、二級(jí)分析決策中心間、同級(jí)分析決策中心多活站點(diǎn)間、分析決策中心與模型數(shù)據(jù)中心間以及分析決策中心與監(jiān)控系統(tǒng)間的服務(wù)信息的同步。在一、二級(jí)分析決策中心間相互同步少量的必要的服務(wù)信息；同級(jí)分析決策中心多活站點(diǎn)間相互同步各自中心內(nèi)的服務(wù)信息；分析決策中心與模型數(shù)據(jù)中心間以及分析決策中心與監(jiān)控系統(tǒng)間的同步方式相同,由模型數(shù)據(jù)中心或監(jiān)控系統(tǒng)將自身服務(wù)信息同步到任意一個(gè)分析決策中心,分析決策中心只將必要的分析決策中心內(nèi)的服務(wù)信息同步到模型數(shù)據(jù)中心或監(jiān)控系統(tǒng)[15],模型數(shù)據(jù)中心或監(jiān)控系統(tǒng)間不需要同步服務(wù)信息。不同中心間的全局服務(wù)信息同步采用可配置的方式完成。

2.4 中心分流定位服務(wù)

中心分流定位模塊響應(yīng)客戶端負(fù)載分流查詢請(qǐng)求,提供中心定位服務(wù)。通過綜合中心狀態(tài)信息、全局場景信息、全局服務(wù)信息,給出滿足客戶端需求的中心。默認(rèn)情況下,根據(jù)負(fù)載均衡策略分配中心；當(dāng)查詢參數(shù)包含場景、場景實(shí)例、子場景、子場景實(shí)例時(shí),除了滿足指定的負(fù)載均衡策略外,還要選擇有該場景四元組的中心；當(dāng)指定要查詢主場景中心時(shí),則返回主場景中心。

中心分流定位模塊根據(jù)客戶端提供的參數(shù)查詢,綜合全局場景信息、全局服務(wù)信息、客戶端位置信息獲得特定的工作中心。客戶端可以向任意一個(gè)中心的中心分流定位模塊發(fā)送定位查詢請(qǐng)求。

由于業(yè)務(wù)場景同時(shí)部署在多個(gè)分析決策中心,如果所有客戶端請(qǐng)求都集中到某一中心,必然會(huì)造成該中心業(yè)務(wù)提供者負(fù)載過高,造成請(qǐng)求響應(yīng)不及時(shí)甚至業(yè)務(wù)場景故障的情況,因此需要對(duì)客戶端請(qǐng)求按照一定的負(fù)載均衡策略進(jìn)行分流。

客戶端在訪問業(yè)務(wù)場景時(shí),首先需要向任意一個(gè)分析決策中心的關(guān)口節(jié)點(diǎn)的中心分流定位服務(wù)查詢所請(qǐng)求服務(wù)或業(yè)務(wù)場景的所屬中心,關(guān)口節(jié)點(diǎn)上的中心分流定位服務(wù)根據(jù)各分析決策中心的狀態(tài)及服務(wù)或業(yè)務(wù)場景負(fù)載均衡策略選取合適的分析決策中心,作為該客戶端請(qǐng)求的業(yè)務(wù)場景的響應(yīng)中心,并將包含該中心關(guān)口節(jié)點(diǎn)地址等內(nèi)容的信息返回到客戶端,客戶端根據(jù)分流結(jié)果進(jìn)行正常的服務(wù)或業(yè)務(wù)場景請(qǐng)求,如圖7所示。

圖7 客戶端分流示意Fig.7 Schematic diagram of client distribute

2.5 客戶端接口

客戶端接口模塊提供給人機(jī)終端等客戶程序使用。新一代調(diào)控系統(tǒng)客戶訪問業(yè)務(wù)應(yīng)用的服務(wù)時(shí),需要首先調(diào)用負(fù)載分流提供的客戶端接口(見表1),獲取所要訪問業(yè)務(wù)的中心信息,中心分流模塊根據(jù)客戶端請(qǐng)求信息及應(yīng)用在中心間的分布情況為該客戶端分配合適的中心,客戶端獲取到分配的中心后直接訪問對(duì)應(yīng)中心的相關(guān)服務(wù)。該分流方式需要客戶程序主動(dòng)調(diào)用查詢接口。

表1 負(fù)載均衡接口Table 1 Application programming interface of load-balance

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

文中搭建了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境,并完成相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.1 環(huán)境部署

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境如圖8所示,由3個(gè)分析決策中心、2個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)組成。其中,分析決策中心A與監(jiān)控系統(tǒng)1位于南京,其他部分部署在北京。

圖8 業(yè)務(wù)多活測試驗(yàn)證環(huán)境示意Fig.8 Schematic diagram of multi-active technologies verification environment

3.2 驗(yàn)證內(nèi)容

在分析決策中心A、B、C上部署實(shí)時(shí)場景下場景實(shí)例與子場景實(shí)例均為1的數(shù)據(jù)庫服務(wù)子場景,并部署運(yùn)行于該場景下的模型修改服務(wù),在3個(gè)不同的工作站上查詢上述場景及服務(wù)對(duì)應(yīng)的中心關(guān)口節(jié)點(diǎn)地址。模擬分析決策中心在故障、斷網(wǎng)、正常情況下的中心關(guān)口節(jié)點(diǎn)地址返回情況以及在不同負(fù)載均衡策略下的返回情況。驗(yàn)證結(jié)果如下。

(1) 模擬中心故障后,查看中心狀態(tài)信息,發(fā)現(xiàn)故障中心狀態(tài)由正常變?yōu)楣收?說明中心狀態(tài)健康檢查能夠迅速識(shí)別出各中心的狀態(tài),并作為負(fù)載分流模塊分流時(shí)的參考,確保負(fù)載分流模塊只會(huì)將狀態(tài)正常的中心的關(guān)口節(jié)點(diǎn)信息返回給客戶端。

(2) 模擬當(dāng)前人機(jī)云終端定位到的中心故障,之后重新定位人機(jī)服務(wù)關(guān)口節(jié)點(diǎn),經(jīng)過5 s左右,可由故障中心切換到狀態(tài)正常的中心,說明GSLB服務(wù)在當(dāng)前分流中心發(fā)生故障后能快速將人機(jī)云終端的訪問請(qǐng)求分流新的中心。

(3) 為人機(jī)工作站配置所屬中心信息并發(fā)起負(fù)載分流請(qǐng)求,全局負(fù)載分離會(huì)根據(jù)配置信息將根據(jù)工作站的請(qǐng)求分流到指定中心；將人機(jī)工作站所屬中心配置刪除后再發(fā)起負(fù)載分流請(qǐng)求時(shí),負(fù)載分流模塊會(huì)將客戶端請(qǐng)求隨機(jī)分配到任意狀態(tài)正常的中心。證明全局負(fù)載分流模塊可以根據(jù)不同的策略完成客戶端請(qǐng)求的分流。

4 結(jié)語

文中在參考傳統(tǒng)GSLB的基礎(chǔ)上,結(jié)合電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)分析決策中心業(yè)務(wù)的特點(diǎn),提出了分析決策中心業(yè)務(wù)多活技術(shù)框架和相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,該技術(shù)滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)“物理分布、邏輯統(tǒng)一”體系架構(gòu)下分析決策中心的異地建設(shè)需求,實(shí)現(xiàn)了多個(gè)分析決策中心間負(fù)載均衡與故障冗余切換。后續(xù)將開展故障分析決策中心恢復(fù)正常后投運(yùn)帶來的相關(guān)技術(shù)問題研究,進(jìn)一步完善分析決策中心業(yè)務(wù)多活技術(shù)方案。