虚拟带库在空中交通管理自动化系统中的应用
时间：2021-05-13 12:00:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】记录仪是空管自动化系统的重要组成部分，也是作为事件调查的重要依据，要求录仪记录时间要满足要求，这同时要要求记录仪存储空间要足够大。当前多数自动化系统都存在记录仪空间小的问题，如果靠硬件来解决，成本非常昂贵。笔者结合虚拟带库的特点，对这个问题提出了运用虚拟带库解决的观点。
【关键词】“虚拟带库”；“自动化”；“记录仪”
0.引言
空中交通管理（以下简称空管）是民用航空运输业运行和安全的核心、空管对于保障飞行安全、提高飞机准点以及促进航空运输进一步发展起决定性的至关重要的作用。空管自动化系统是空管系统的核心组成部分。其主要功能是对多雷达信号进行融合处理，并将雷达信号与飞行计划相关联，使管制员直观地实时地了解航空器的速度、高度、方位以及未来的飞行趋势。自动化系统记录仪则是自动化系统中重要组成部分，其主要功能为24小时不间断实时记录大量的雷达数据和语音信息。并根据需求随时进行数据、语音等业务的回放，作为事件调查的依据之一，同时也可以为模拟培训和案例讲解提供真实的数据。当前各类自动化记录仪均遇到主机容量小、备份手段单一、磁盘阵列系统昂贵等问题，本文中，笔者对虚拟带库在自动化系统中的应用提出见解。
1 .虚拟磁带库介绍
虚拟磁带库VTL（Virtual Tape Library）通常为一种专用的计算工具，它可以仿真物理磁带库的驱动器和）在磁盘上存储备份映像。虚拟磁带库由三部分组件构成： 计算机硬件，通常为Intel处理器（基于Linux操作系统且由该系统供电），或者相近的变体； 应用软件（用于仿真磁带库和磁带驱动器）； 和一组基于RAID技术的磁盘驱动器（在硬盘失效时它们可避免丢失任何数据）。
虚拟磁带库不仅具有缓存的功能，并且与备份管理软件的兼容性也较好，还具有不改变备份流程、提高设备性能、可扩展性高和利用率高等特点。磁盘通过软件仿真成物理磁带库，虽然其内部构造、外观、速度和物理磁带库截然不同，但对于备份软件和主机系统而言，VTL具有磁带识别的特征，可被认作物理磁带库设备。这使得设备在可用性及备份的可靠性等方面都得到大幅提升，并无缝、平滑地集成到原有系统环境中，配合传统的备份软件和物理磁带库，提高设备使用率和备份性能。
2 .空管自动化系统记录仪现状
2.1 空管自动化记录仪情况介绍
某空管自动化记录仪使用的主机是DRU工控机的，有AB两台主机互为主备，主要功能是记录的空管自动化屏幕信息，类似考屏文件，记录下来的文件会在记录机的磁盘存放 30小时，30小时后的文件被归档存放到主机连接的 DDS-3 磁带机上。如果数据需要回放，30小时内的直接会在磁盘上找到。30小时外的，用回放机读取磁带。B是记录备份机，内容和A完全一样，平时只记录数据，A机宕后，B机顶替。所备份的文件以日期为单位存放在磁带上，所有过程由自动化软件完成。
2.2 现状分析
由于自动化系统存储节点的备份设备为物理磁带机，我们从三个方面来说明传统磁带机存在的弊端。（1）数据可靠性，由于磁带的损坏会导致数据丢失的几率偏高，并且由于物理磁带机是机械结构，使用一段时间后，会发生机械故障，卡带等问题；（2）数据可恢复性，磁带存储由于磁带磁粉脱落、粘连、消磁、磁头粘污等原因会在需要恢复数据时无法获得数据，因此磁带的可恢复性不会是100%。备份恢复能力不佳，恢复往往涉及多带查找，抓带、使应用端被迫因此延长待机时间；（3）容量限制性，现阶段所使用的磁带容量仅为12/24GB，需手动定期重复更换磁带，存在一定的风险。
3. 虚拟带库在空管自动化系统中的应用
3.1 系统组成
存储系统由三台服务器、一台SureSave VTL虚拟带库、一个光纤交换机、一个以太网络交换机以及相应的光纤、UTP网线连接而成。购置一套SureSave VTL，通过相应的软件将其配置；同时，在用作数据备份/恢复的三台Alpha 主机上添加光纤存储卡（FC HBA），通过光纤交换机将虚拟磁带库（VTL）和三台Alpha主机用光纤将它们连接在一起，组成虚拟存储系统。
根据系统日常需要，实现将指定两台Alpha主机的每日数据备份到虚拟磁带库（VTL）所设置的不同虚拟磁带上。同时，还可以实现在另一台Alpha主机上，将所备份在虚拟磁带库上的某日数据恢复出来；另外，还可以视情况需要，将虚拟磁带库上某些指定日期的数据备份到指定的磁带机上，实现数据的永久离线备份并保存。为实现主机到虚拟磁带库（VTL）的直接备份，我们首先需要配置标准共享磁盘阵列的所有步骤。同时，还需要配置虚拟磁带库（VTL），告诉VTL应该模拟多少个虚拟磁带驱动器、多少虚拟盒式磁带，让VTL软件能自动实现配置，为虚拟磁带合理分配磁盘数。
3.2 功能实现
VTL虚拟带库虚拟出三台磁带机A、B和C，分别指定给1#、2#和3#服务器使用。其中，A、B两台磁带机各自分配了31盘虚拟磁带（因为每个月最多不超过31天），每盘虚拟磁带的容量目前配置为12G，与原记录仪所使用的DDS-3磁带机的容量相同。
1#和2#服务器专门用来备份相关指挥席位的应用数据，3#服务器则用来回放1#和2#服务器所备份的数据，它所挂载的磁带机C没有分配专门的磁带，而是根据客户的需要，用命令的方式选择1#或2#服务器所备份的某天的磁带，将其放入磁带机C，读取相应的数据。
光纤存储网络主要用于服务器和VTL带库之间的应用数据交换。1#和2#记录服务器向VTL虚拟带库发送需要备份数据，3#回放服务器则从VTL虚拟带库中读取所选取备份带的备份数据。
由于取消了原设计的用于1#、2#和3#服务器向VTL虚拟带库发送VTL控制命令的以太网络，需要人工执行更换、选择虚拟磁带的工作。为实现手工更换虚拟磁带，需要将一台Windows主机，通过以太网线直接与VTL虚拟带库的管理以太网口直连，来实时监控和管理VTL虚拟带库的工作状态。
4.结束语
通过虚拟带库系统的建立，发挥其的特点，可以解决目前自动化系统记录仪中存储的问题。且虚拟带库系统还具有远程复制提供数据容灾保护，结合重复数据删除，大幅降低数据传输带宽需求、高可靠性降低数据风险、总体拥有成本降低等优势。
