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基于单机容错服务器的控制系统网络架构设计

基于单机容错服务器的控制系统网络架构设计
基于单机容错服务器的控制系统网络架构设计

系统架构设计(模板)

XX项目 项目编号: 系统架构设计

目录 1、概述 (4) 1.1.系统的目的 (4) 1.2.系统总体描述 (4) 1.3.系统边界图 (4) 1.4.条件与限制 (4) 2、总体架构 (4) 2.1.系统逻辑功能架构 (4) 2.2.主要协作场景描述 (5) 2.3.系统技术框架 (5) 2.4.系统物理网络架构 (5) 3、数据架构设计 (5) 3.1.数据结构设计 (5) 3.2.数据存储设计 (6) 4、核心模块组件概要描述 (6) 4.1.<组件1>编号GSD_XXX_XXX_XXX (6) 4.1.1.功能描述 (6) 4.1.2.对外接口 (6) 4.2.<组件2>编号GSD_XXX_XXX_XXX (6) 4.2.1.功能描述 (6) 4.2.2.对外接口 (6) 5、出错处理设计 (6) 5.1.出错处理对策 (7) 5.2.出错处理输出 (7) 6、安全保密设计 (7) 6.1.网络安全 (7) 6.2.系统用户安全 (7) 6.3.防攻击机制 (7) 6.4.数据安全 (7) 6.5.应用服务器配置安全 (7) 6.6.文档安全 (8) 6.7.安全日志 (8) 7、附录 (8) 7.1.附录A外部系统接口 (8) 7.2.附录B架构决策 (8) 7.3.附录C组件实现决策 (8) 修订记录

1、概述 1.1.系统的目的 [必须输出] [请明确客户建立本系统的目的,建议引用需求说明书的内容。]

[必须输出] [描述系统的 ●总体功能说明 ●设计原则 ●设计特点] 1.3.系统边界图 [必须输出] [请明确本系统的范围及与其它系统的关系,划分本系统和其他系统的边界。同时描述本系统在客户整体信息化建设中的规划及定位情况,系统的设计必须遵守客户的信息化建设思路及规范,条件允许的情况下需画出本系统在客户信息化建设中的定位关系图。] 1.4.条件与限制 [可选项] [列出在问题领域,项目方案及其它影响系统设计的可能方面内,应当成立的假设条件,包括系统的约束条件。以及系统在使用上或者功能上的前提条件与限制。] 2、总体架构 2.1.系统逻辑功能架构 [必须输出] [系统总体架构图解释建议的系统方案,并描述其根本特征,主要描述系统逻辑功能组件之间的关系,就系统级架构画出模型。并针对每一组件给出介绍性描述。] 2.2.主要协作场景描述 [可选项] [描述系统组件之间的主要协作场景。]

容错方案和双机热备方案的对比 2

为什么选择容错 Stratus容错服务器与双机热备方案比较

一、容错技术和集群的比较: 1、可靠性比较:

容错服务器的可靠性可达到99.999%以上,其设计原理是“容错原则---容忍错误发生,当出现任意单点故障时,不会对系统造成任何影响,系统仍然连续工作”。而集群方案的可靠性只能在99.9%~99.99%之间,其设计原理是“避错原则----当系统出现故障时,如何补救错误、避免错误进一步扩大”。 2、拓扑结构比较: 计算机业界对可靠性的定义 容错服务器独立服务器 阵的独立服务器 系统 消除单点心 系统结构复杂 环节过多,外部连接 故障发生点多 系统结构简单 如同单机,内部连接 故障发生点少 无单点故障的集群方案 无单点故障的容错方案

3、软硬件架构: 在系统架构中,容错服务器结构简单,且是单软件映像。 1、 工作原理比较: 硬软件结构复杂 依赖集群软件 对所有软件和硬件要求苛刻 切换机制只能覆盖部分实际应用情况 硬软件结构简单 纯硬件容错结构 对所有软件无特殊要求 时钟同步,无需切换

容错方案在出现任何单点故障的情况之下系统工作状态均不会中断,且是零切换时间,进而完整的保护了静态数据及动态数据。 2、维护管理及实施比较: 由于容错服务器的冗余全部是依靠硬件完成的,避免了对软件及人为因素的依赖,因此,其实施及维护非常简单、方便。 3、集群和容错软硬件可靠性实测比较: System Application Fault-Tolerant Cluster Conventional 容错方案的软硬件可靠性是最高的;集群方案虽然略微提高了硬件的可靠性,但却牺牲了软件本身的可靠性。

网络基础架构设计方案实例

网络基础架构 公司现用的网络结构如下 Internet 所有客户端都处于工作组状态 根据现有环境状况来看存在以下危害: ●不能对外提供Web、FTP之类的服务 ●账号管理困难 ●安全性差,易受攻击或入侵 ●可管理、可维护性差 需求分析 域环境可以解决存在系统危害问题 1、权限管理比较集中,管理成本大大下降。 . 域环境,所有网络资源,包括用户,均是在域控制器上维护,便于集中管理。所有用户只要登入到域,在域内均能进行身份验证,管理人员可以较好的管理计算机资源,管理网络的成本大大降低。 防止公司员工在客户端乱装软件, 能够增强客户端安全性、减少客户端故障,降低维护成本。 2、安全性加强。

有利于企业的一些保密资料的管理,比如说某个盘某个人可以进,但另一个人就不可以进;哪一个文件只让哪个人看;或者让某些人可以看,但不可以删/改/移等,可以封掉客户端的USB端口,防止公司机密资料的外泄。 使用漫游账户和文件夹重定向技术,个人账户的工作文件及数据等可以存储在服务器上,统一进行备份、管理,用户的数据更加安全、有保障。当客户机故障时,只需使用其他客户机安装相应软件以用户帐号登录即可,用户会发现自己的文件仍然在“原来的位置”(比如,我的文档),没有丢失,从而可以更快地进行故障修复。 卷影副本技术可以让用户自行找回文件以前的版本或者误删除的文件(限保存过的32个版本)。在服务器离线时(故障或其他情况),“脱机文件夹”技术会自动让用户使用文件的本地缓存版本继续工作,并在注销或登录系统时与服务器上的文件同步,保证用户的工作不会被打断。 方便用户使用各种资源。可由管理员指派登录脚本映射分布式文件系统根目录,统一管理。用户登录后就可以像使用本地盘符一样,使用网络上的资源,且不需再次输入密码,用户也只需记住一对用户名/密码即可。 并且各种资源的访问、读取、修改权限均可设置,不同的账户可以有不同的访问权限。即使资源位置改变,用户也不需任何操作,只需管理员修改链接指向并设置相关权限即可,用户甚至不会意识到资源位置的改变,不用像从前那样,必须记住哪些资源在哪台服务器上。 SMS(System Management Server)能够分发应用程序、系统补丁等,用户可以选择安装,也可以由系统管理员指派自动安装。并能集中管理系统补丁(如Windows Updates),不需每台客户端服务器都下载同样的补丁,从而节省大量网络带宽。 Active Directory工作原理和优点 活动目录Active Directory存储了有关网络对象的信息,并且让管理员和用户能够轻松地查找和使用这些信息。 Active Directory使用了一种结构化的数据存储方式,并以此作为基础对目录信息进行合乎逻辑的分层组织。 Active Directory使用目录形式的数据存储 目录包含了有关各种对象(用户、用户组、计算机、域、组织单位(OU)以及安全策略) 的信息。这些信息可以被发布出来,以供用户和管理员的使用。 目录存储在被称为域控制器的服务器上,并且可以被网络应用程序或者服务所访问。一个域可能拥有一台以上的域控制器。每一台域控制器都拥有它所在域的目录的一个可写副

系统(erp)架构设计方案

房产物业管理信息系统架构设计方案 2015 年7月 版本控制

一、前言 二、架构设计 2.1架构分析 2.2架构定义 2.3架构说明 2.4软件逻辑结构 三、具体功能简述 3.1自定义工作流解决方案 3.2多语言解决方案 3.3消息发布/订阅系统方案 3.4报表&打印方案 四、系统平台&支撑组件 五、系统网络结构 六、开发管理层面

一、前言 一个企业级的商业软件能够满足用户需要、正常运行、易于维护、易于扩展,必须拥有一个良好的软件架构支撑。本文主要是分析和构建一个企业级商业软件架构。 二、架构设计 2.1架构分析 企业级的商业软件架构在技术层面的要求主要体系在高性能、健壮性和低成本。 ●高性能 对于企业级商业软件来说,软件架构需要尽可能地使软件具有最高的性能,支持最大的并发性。 ●健壮性 企业级的商业软件要求软件是可靠的和无缺陷的。现在的架构一般是,服务器模式的。软件的可靠和健壮主要依赖与服务器。服务器的稳定通过良好的代码和完备的测试能够解决这个问题。 ●低成本 企业级商业软件还有一个很重要的要求:低成本。软件架构要求简单、易掌握,复杂度低,易于维护和扩展,易于测试。 2.2架构定义 本架构以XML为整个系统的交互接口,包括系统架构内部和外部。整个系统分为界面展示层,流程控制层和数据存储层。 2.3架构说明 系统架构 图 Erp架构中各核心服务之间满足松散耦合特性,具有定义良好的接口,可通过拆分与组合,

可以有针对性地构建满足不同应用场景需求的Erp应用系统。 2.3.1 适配器 在集成环境中需要复用已有的应用系统和数据资源,通过适配器可以将已有应用系统和数据资源接入到ERP应用系统中。 通过适配器可以实现已有资源与ERP系统中其它服务实现双向通讯和互相调用。首先通过适配器可以实现对已有资源的服务化封装,将已有资源封装为一个服务提供者,可以为ERP应用系统中的服务消费者提供业务和数据服务,其次通过适配器,也可以使已有资源可以消费ERP应用系统中的其它服务。 2.3.2 资源仓库 资源仓库主要功能是提供服务描述信息的存储、分类和查询功能。对于广义的资源仓库而言,除了提供服务类型的资源管理外,还需要提供对其它各种资源的管理能力,可管理对象包括:人员和权限信息、流程定义和描述、资源封装服务、服务实现代码、服务部署和打包内容、以及环境定义和描述信息。 资源仓库首先需要提供服务描述能力,需要能够描述服务的各种属性特征,包括:服务的接口描述、服务的业务特性、服务的质量特征(如:安全、可靠和事务等)以及服务运行的QoS属性。 2.3.3 连通服务 连通服务是ERP基础技术平台中的一个重要核心服务,典型的连通服务就是企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB),它是服务之间互相通信和交互的骨干。连通服务的主要功能是通信代理,如服务消费的双向交互、代理之间的通信、代理之间的通信质量保障以及服务运行管理功能等。 连通服务还需要保证传输效率和传输质量。连通服务一般应用于连接一个自治域内部的各个服务,在自治域内部服务都是相对可控的,所以连通服务更多应该考虑效率问题。 2.3.4 流程服务 流程服务是为业务流程的运行提供支撑的一组标准服务。业务流程是一组服务的集合,可以按照特定的顺序并使用一组特定的规则进行调用。业务流程可以由不同粒度的服务组成,其本身可视为服务。 流程服务是业务流程的运行环境,提供流程驱动,服务调用,事务管理等功能。流程服务需要支持机器自动处理的流程,也需要支持人工干预的任务操作,它支持的业务流程主要适用于对运行处理时间要求不高的,多方合作操作的业务过程。 2.3.5 交互服务

《G网络架构设计》白皮书

IMT-2020(5G)推进组 5G网络架构设计白皮书 目录 引言P1 5G网络:挑战与机遇P2 5G网络架构设计P4 5G网络代表性服务能力P8 5G网络标准化建议P15 总结和展望P17 主要贡献单位P18 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架

构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。

IMT-2020(5G)推进组 5G网络架构设计白皮书2

IMT-2020(5G)推进组 5G网络架构设计白皮书 随着5G研究的全面展开并逐步深入,业界就环境,为不同用户和垂直行业提供高度可定制化5G场景形成基本共识:面向增强的移动互联网应的网络服务,构建资源全共享、功能易编排、业用场景,5G提供更高体验速率和更大带宽的接入务紧耦合的综合信息化服务使能平台。 能力,支持解析度更高、体验更鲜活的多媒体内5G国际标准化工作现已全面展开,需要尽容;面向物联网设备互联场景,5G提供更高连接快细化5G网络架构设计方案并聚焦关键技术方密度时优化的信令控制能力,支持大规模、低成向,以指导后续产业发展。本白皮书从逻辑功能本、低能耗IoT设备的高效接入和管理;面向车和平台部署的角度,以四维功能视图的方式呈现联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场了新型5G网络架构设计,并提炼了网络切片、移景,5G提供低时延和高可靠的信息交互能力,支动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的心的无线接入网和能力开放等5G网络代表性服务业务协作。能力。白皮书最后提出了5G网络架构和技术标准面对5G极致的体验、效率和性能要求,以及化工作的推进建议。 “万物互联”的愿景,网络面临全新的挑战与机 遇。5G网络将遵循网络业务融合和按需服务提供 的核心理念,引入更丰富的无线接入网拓扑,提 供更灵活的无线控制、业务感知和协议栈定制能 力;重构网络控制和转发机制,改变单一管道和 固化的服务模式;利用友好开放的信息基础设施 1

容错控制的研究现状

容错控制的研究现状 容错控制研究的是当系统发生故障是的控制问题,因此必须首先明确故障的定义。故障可以定义为:“系统至少一个特性或参数出现较大偏差,超出了可以接受的范围,此时系统性能明显低于正常水平,难以完成系统预期的功能”[28]。而一直以来,对容错控制并没有一个明确的定义。这里给出一个比较容易理解的概念,即所谓容错控制是指当控制系统中的某些部件发生故障时,系统仍能按期望的性能指标或性能指标略有降低(但可接受)的情况下,还能安全地完成控制任务。容错控制的研究,使得提高复杂系统的安全性和可靠性成为可能。容错控制是一门新兴的交叉学科,其理论基础包括统计数学、现代控制理论、信号处理、模式识别、最优化方法、决策论等,与其息息相关的学科有故障检测与诊断、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等。 容错控制方法一般可以分成两大类,即被动容错控制(passive FTC)和主动容错控制(active FTC)。被动容错控制通常利用鲁棒控制技术使得整个闭环系统对某些确定的故障具有不敏感性,其设计不需要故障诊断,也不必进行控制重组,其一般具有固定形式的控制器结构和参数。但常常由于故障并不是经常发生的,其设计难免过于保守,并且其性能也不可能是最优的,而且一旦出现不可预知故障,系统的性能甚至稳定性都可能无法保障[29-31]。但它可以避免在主动容错控制当中由于需要检测诊断故障以及重组控制律造成的时间滞后,而这在时间要求严格的系统控制中是很重要的,因此被动容错控制在故障检测和估计阶段是必须的,它可以保证在系统切换至主动容错控制之前系统的稳定性[29-31]。主动容错控制可以对发生的故障进行主动处理,其利用获知的各种故障信息,在故障发生后重新调整控制器参数,甚至在某些情况下需要改变控制器结构。主动容错控制大多需要故障诊断(FDD)子系统,这正是其优于被动容错控制之处。Patton教授有一著名论断,即“离开了FDD单元,容错控制所能发挥的作用就会非常有限,只能对一些特殊类型的故障起到容错的作用”[20]。 (1)被动容错控制 被动容错控制基本思想就是在不改变控制器和系统结构的条件下,从鲁棒控制思想出发设计控制系统,使其对故障不敏感。其特点是不管故障发生不发生,它都采用不变的控制器保证闭环系统对特定的故障具有鲁棒性。因此被动容错控制不需要故障诊断单元,也就是说不需要任何实时的故障信息。从处理不同类型故障分,被动容错控制有可靠镇定、联立镇定和完整性三种类型。 可靠镇定是针对控制器故障的容错控制。其研究思想始于Siljak 在1980 年[2]提出的使用多个补偿器并行镇定一个被控对象。之后一些学者又对该方法进行了深入研究[32-34]。文[32]针对单个被控对象证明了当采用两个补偿器时,能够可靠镇定的充要条件是被控对象是强可镇定的。但条件若不满足,补偿器就会出现不稳定的极点,闭环系统就不稳定;另一方面,即使条件满足并有解,如何设计这两个补偿器也是极其困难的。文[33]做了进一步研究,给出了两个动态补偿器的参数化设计方法,能够得到可靠镇定问题的解,从而部分解决了上

系统架构设计文档

仅供个人参考 For personal use only in study and r esearch; not for commercial use xxx系统架构设计说明书 2013-12-12 v0.1

仅供个人参考 修订历史记录 目录 1.简介错误!未定义书签。 1.1目的错误!未定义书签。 1.2范围错误!未定义书签。 1.3定义、首字母缩写词和缩略语错误!未定义书签。 1.4参考资料错误!未定义书签。 1.5概述错误!未定义书签。 2.整体说明错误!未定义书签。 2.1简介错误!未定义书签。 2.2构架表示方式错误!未定义书签。 2.3构架目标和约束错误!未定义书签。 3.用例说明错误!未定义书签。 3.1核心用例错误!未定义书签。 3.2用例实现错误!未定义书签。 4.逻辑视图错误!未定义书签。 4.1逻辑视图错误!未定义书签。 4.2分层错误!未定义书签。 4.2.1应用层错误!未定义书签。 4.2.2业务层错误!未定义书签。 4.2.3中间层错误!未定义书签。 4.2.4系统层错误!未定义书签。 4.3架构模式错误!未定义书签。 4.4设计机制错误!未定义书签。 4.5公用元素及服务错误!未定义书签。 5.进程视图错误!未定义书签。 6.部署视图错误!未定义书签。 7.数据视图错误!未定义书签。 8.大小和性能错误!未定义书签。 9.质量错误!未定义书签。

10.其它说明错误!未定义书签。 系统架构设计文档 1.简介 系统构架文档的简介应提供整个系统构架文档的概述。它应包括此系统构架文档的目的、范围、定义、首字母缩写词、缩略语、参考资料和概述 1.1目的 本文档将从构架方面对系统进行综合概述,其中会使用多种不同的构架视图来描述系统的各个方面。它用于记录并表述已对系统的构架方面做出的重要决策,以便于开发人员高效的开发和快速修改和管理。 1.2范围 本文档用于oto项目组目前正在开发的android app电器管家2.0和已经发布的1.0的开发或修改 1.3定义、首字母缩写词和缩略语 参考系统需求文档电器管家APP2.0 1.4参考资料 1、系统需求文档电器管家APP2.0 2、品牌品类及映射建议App数据结构及数据样例 2.整体说明 2.1简介 在此简单介绍系统架构的整体情况,包括用例视图、逻辑视图、进程视图、实施视图的简单介绍。另外,简要介绍各种视图的作用和针对的用户 2.2构架表示方式 本文档将通过以下一系列视图来表示4In1系统的软件架构:用例视图、逻辑视图、部署视图。本文档不包括进程视图和实施视图。这些视图都是通过PowerDesigner工具建立的UML模型。 2.3构架目标和约束 系统架构在设计过程中有以下设计约束: 1、安全性:通讯协议采用加密的方式、存放app端数据要进行混淆器加密、电话号码和logo不能通过反 编译批量拿走。

整体架构网系统设计方案

整体架构网系统设计 方案 1.1概述 此方案主要是为了优万网络的整体网络规划,提前设计好网络会更好的让采购进行,让不合理的地方进行调整,相关技术人员的招聘与学习也会随此方案的方向进行调整。方案的设计主要是在满足公司需求的情况下,尽量的节省资金,我们要求用合适的价格,建设稳定的网络。 1.2系统互联框架 游戏行业的整体架构网,在业界基本上有着固定的模式,主要分为三部分 1.办公室网络(主要用于公司办公及运营中心的人员对游戏分区及会员中心的访问) 2.会员中心(提供会员注册、冲值、及与游戏分区的数据交换) 3.游戏分区(主要给游戏用户提供一个稳定的游戏环境) 大致如下图: 如上图所示,公司办公网、会员中心、游戏分区,这三个网络全部需要通过VPN line连接起来,上图仅仅只显示出了一个游戏分区,可能到实际的情况中,我们需要开设数十个以上

游戏分区,此中间会包含电信和网通的区,所以会员中心、官网,一般都建议采用双线机房。上图中并未画出下载服务器的布署,后面我会在相关的章节中写明此资源的需求及需要考虑的情况。 1.3路由冗余 路由冗余系统主要是针对目前办公网和各地的IDC连接来设计的,中国的互联网用户主要的运营商为电信和网通,他们之间的互联互通是存在一些问题(丢包多,延迟高,个别网络不可达等),因此,我们在设计办公网到各地的访问时,需要考虑路由冗余的问题,路由冗余主要是利用多条链路来保证网络在一条链路出现物理故障的时候,另一条链路可以自动切换,保证网络的实时稳定性。路由冗余的方法有很多种来实现,考虑到性价比,我们还是使用网关或办公网多层交换机路由优先级的方式来实现,具体实现的方法我们在后续的办公网子系统中来写明实施方案。 1.4VPN冗余 在中国,由于各种原因,经常会出现IDC之间的中间链路不通的情况,例如:机房有,,这三个的VPN都是互通的,互联网经常会出现IDC之间不通的情况,比如:至的VPN 是通的,但至可能就会断网,但至确是通的。 基于此情况,能否设计出在至是断的情况下,通过的链路自动冗余到。经过一些资料的查证(针对netscreenVPN路由器),只可以达到上述的要求。(关于VPN的实现我还需要查证一些资料)经过查证,netscreen 的防火墙利用hub and spoke的模式即可实现VPN 冗余的功能。 1.5IP地址规划 IP地址的规划,是一个合理的架构网设计的基础,合理的设置IP地址,对于未来长远规划是否能有效实施有着关键作用,并且对于以上的路由VPN的冗余是否能有效实施,起着决定性的作用。公司目前IP地址的现状如下: 网网段192.168.0.0/24 所有地址全部为C类地址,由于主要是开发,在一些网络的高可用性方面并未开始设计和使用,所以网络的结构非常简单。到运营期,我们公司的网络的高可用性方面将会属一个主要技术解决方案之一,所以,这就会牵涉到IP地址的规划,以满足我们的需求。 此章节,我们只描述大致的IP子网的规划,从整个面来描述,后面每个子系统的实施方案中,将会写明每个结点的IP地址的分配。 整个IP子网的规划如下图:

stratus ftserver 2700 容错服务器 说明书

容错服务器ftServer2700/4700/640 0操作与维护指南

第一部分系统概览 系统特征 Stratus ftServer2700、4700和6400系统包含冗余的组件,他们同时处理相同的指令(锁步技术)。如果其中一个组件出现错误,它的冗余组件将会继续工作,消除系统停机时间和数据丢失。 Stratus故障安全软件为时钟同步技术增加了一个安全层,阻止许多因为停机或者断电所引起的软件错误。软件问题被捕获、分析,报告给Stratus,允许技术支持人员在软件问题出现之前准确定位出错处。Stratus 的强化的设备驱动更加的增强了在ftServer系统上的操作系统的可靠性。 Stratus ActiveService Network(ASN)提供可选的远程服务和Stratus Customer Assistance Center(CAC)的系统事件管理或者你的授权的Stratus服务代理商。 很多ftServer系统的组件是用户可更换单元(CRU),允许最少的培训或工具的现场人员进行简单移除和替换故障组件。 系统图释 每个ftServer2700,4700和6400系统都是安装在机架上的,包括底盘和两个CPU-I/O模块,前端面板由一个DVD驱动和USB口组装成,黑色的面板是由一个可选的连接到ASN网络的调制解调器组成,整个机器还包括一些外围组件。 ftServer2700,4700和6400系统分别为下列配置: ●ftServer2700系统:单路四核处理器 ●ftServer4700系统:双路四核处理器 ●ftServer6400系统:双路八核处理器 注意··················································· 在ftServer2700系统中,在second插槽中仍然有散热片以便气流通畅。 图1-1展示ftServer2700,4700和6400系统包含宝石切面外科的前置外观。在宝石切面外 壳的右上边有四个灯管,当外壳被安装的时候它们提供了系统状态等的显示信息。

工业过程控制计算机系统的软件架构设计及开发

·30· 钢 铁 技 术2010年第3期 ·自动化· 工业过程控制计算机系统的软件架构设计及开发 宋萍 (中冶赛迪公司/国家钢铁冶炼装备系统集成工程技术研究中心, 重庆,401122) 【摘 要】工业过程控制计算机系统已经普遍应用于钢铁企业生产的各个环节之中,工业过程控制计算机系统在 保证其硬件设备及硬件系统结构的开放性和可靠性以外,采用合理的软件系统架构设计对于系统的开放性、可靠性、 实用性和先进性至关重要。 【关键词】工业过程控制计算机系统 软件架构 工程应用 近年来,随着计算机网络技术、信息管理技术和工业控制技术的发展,工业过程控制计算机系统已经普遍应用于钢铁企业生产的各个环节之中。连续复杂的钢铁冶金生产线,要求配套的控制计算机系统具有很好的实时性和可靠性,产品的高质量控制和新产品的不断开发又要求控制计算机系统具有很好的开发性和可维护性,因此,工业过程控制计算机系统在保证其硬件设备及硬件系统结构的开放性和可靠性以外,采用合理的软件系统架构设计对于系统的开放性、可靠性、实用性和先进性至关重要。 1 工业过程控制计算机系统的软件特点 工业过程控制计算机系统需要实现正确的实时数据跟踪和生产操作设定,为了实现这一目标,系统通常需要采集大量的实时数据、进行高效的在线数学模型计算、并完成实时的生产数据设定;同时,由于不同工艺控制对象的生产建设要求,某些过程控制系统可能面临统一设计、分步开发实现的问题。此外,在过程控制计算机系统调试完毕、交付用户操作使用以后,系统维护人员可能还会根据现场生产条件的变化,对过程控制计算机软件进行局部的维护、对一些模型控制参数进行调整和不断优化。对工业控制而言,相似工艺流程的过程控制思想是可以借鉴和继承的,因此,从软件开发的角度,要求过程控制系统软件可以继承或者再利用,以提高生产效率。 以上的系统应用要求决定了工业过程控制系 统的软件应该具有以下特点: ·数据采集实时性好、可靠性高; ·数学模型计算数据获取快、计算周期时间短; ·控制软件在不影响、或尽量少影响现有生 ·产的条件下,便于二次开发和扩展; ·软件开放性好,便于维护人员修改; ·数学模型软件便于维护,便于生产人员调节模型计算或控制参数。 ·软件系统架构设计科学,具备可移植性。 为了应对以上的系统要求,我们设计了符合软件结构化分层设计先进理念的过程控制软件架构。 2 工业过程控制计算机系统的软件架构 为便于维护、管理、开发和推广应用,本软件系统建立在Microsoft系统平台上,采用NET FRAMEWORK的框架程序设计思想,后台程序和前台画面都采用标准的Microsoft Visual C#高级语言开发,数据库采用目前市场上流行的通用大型数据库,如ORACEL和SQL SERVER。 整个程序结构采用二层设计,即前台画面和后台程序分别开发,两层之间的交接界面是数据库。为保证前后台软件的同步协调和完整性,系统引用

基于MVC系统架构模式中的软件系统控制层设计原则、目标和设计示例

1.1基于MVC系统架构模式中的软件系统控制层设计原则、目标和设计示例 1、设计的原则和目标 (1)控制器的作用 对请求进行处理并实现对业务层组件进行调度。 (2)设计的目标 一般应该分为前端和后端两个控制器,设计的主要目标是如何降低与业务处理层组件的藕合度。 2、控制器设计 (1)前端控制器 通过Filter组件或者Struts中的ActionServlet组件来实现。 (2)各种后端业务控制器 通过Servlet组件或者Struts中的Action组件来实现。 3、关于HttpServletRequest/HttpServletResponse等对象 控制层中的数据结构,例如HttpServletRequest/HttpServletResponse等对象,应该被限制在控制层上。如果将这些对象或者数据传递到其它层(主要是业务逻辑层)中,将大大地降低了代码的的重用性,令代码变得复杂,并且增加了层间的耦合------因为我们希望域对象应该是可重用的组件,如果它们的实现依赖协议或者层相关的细节,它们可重用性就很差,同时维护和调试高耦合的应用更加困难。= 一个常用的解决方法是不让控制层的数据结构和商业层共享,而是拷贝相关的状态数据到一个更常见的数据结构(比如VO对象)中再共享。 4、常用到的设计模式----命令设计模式的应用 在项目中的Servlet组件中为了更好地对业务模型组件进行调度,采用命令设计模式。通过Command设计模式实现把命令的请求和命令的执行相互分离,对命令的请求者以统一的形式进行命令请求(功能调用)。 详细的实现代码请参考NetBook的Web应用。 NetBookBussBean netBookBussBean= NetBookCommander.produceCommandRequest(4,dataSource,enCoding,request);

大型网络平台架构设计方案

大型网络平台架构设计方案

目录 1网站的性能瓶颈分析 (1) 2系统架构设计 (3) 2.1总体思路 (3) 2.1.1负载均衡 (3) 2.1.2WEB应用开发架构思路 (3) 2.1.3数据存储的设计思路 (3) 2.1.4不同网络用户访问考虑 (4) 2.2总体架构 (5) 2.2.1网站的系统分层架构 (5) 2.2.2网站的物理架构 (6) 2.2.3网站的开发架构 (7) 2.2.4网络拓扑结构 (8) 2.3架构涉及技术的详解 (9) 2.3.1负载均衡 (9) 2.3.2缓存 (15) 2.3.3页面静态化 (19) 2.3.4数据库配置及优化 (20) 2.3.5文件存储 (21) 2.3.6网络问题解决方案 (24) 2.3.7WEB应用开发架构设计思路 (26) 2.4系统软件参数优化 (30) 2.4.1操作系统优化 (30) 2.4.2tomcat服务器优化 (31) 2.4.3apache服务器优化 (33) 2.4.4Nginx服务器的优化 (33) 3WEB服务架构评测 (34) 3.1测试环境 (34) 3.1.1网络环境 (34)

3.1.2服务器配置 (35) 3.1.3软件环境 (35) 3.2测试结果 (40) 3.2.1单个TOMCAT的WEB服务器 (40) 3.2.2Nginx+2个TOMCAT的WEB服务器 (41) 3.2.3Nginx+2个TOMCAT的WEB服务器+缓冲 (42) 3.3测试结果分析 (43) 3.4评测结果 (44) 4配置选型 (45) 4.1网络带宽 (45) 4.2架构和硬件配置选型 (46) 4.2.1硬件配置参考 (46) 4.2.2Web架构和硬件选型 (47) 4.3硬件扩容策略 (48) 4.3.1增加服务器 (48) 4.3.2增加存储 (48) 4.3.3升级服务器 (48) 4.3.4网络扩容 (48) 5附录:一些主流网站的真实数据 (49)

ftServer容错服务器日常维护手册

ftServer容错服务器日常维护手册 2009-9-9 上海海得 1. ftServer 系统启动和关闭 每个ftServer 服务器都有两个电源按钮(每个CPU-IO 机箱都有一个电源按钮),在系统插上电源线后,系统中仅有一个电源按钮亮灯,且处于活动(Active)状态,这个按钮被称为主用按钮(Primary), 可用于当前系统的启动。另外的那个电源按钮被称为备用按钮(Standby)。(在一定条件下,主用按钮和备用按钮会做切换。)ftServer 服务器需要连接两路电源,我们建议至少其中的一路使用UPS输出的电源,以防因电源故障造成的系统停机;ftServer 服务器背部有连接显示器的端口,还有3 个USB口供连接键盘和鼠标使用。 如果我们需要启动系统,只要先打开显示器电源,然后按一下ftServer 的主用按钮即可;在正常情况下,如果需要关闭系统,必须在Windows系统中操作:开始——关机——确定, Windows会处理当前文件操作,并关闭系统。 在系统运行时,如果我们长时间按下主用电源按钮,可以强行关闭系统操作(这可能会导致系统或应用数据被破坏,用户应承担相应的风险) 2. ftServer 上的各种LED指示灯 ftServer 服务器上有各种LED 指示灯,它们显示了当前的系统或部件的运行情况; 分别说明如下: CPU-IO机箱状态指示灯 每个CPU-IO 机箱均有两组状态指示灯,分别位于机箱前部的左侧(机架式)或下方(塔式)和机箱后部的左下侧(机架式)或左上侧(塔式)。每组指示灯中有一个绿灯代表电源指示灯;有一个红灯代表故障鉴别灯;有一个白/橙双色灯代表单双运行状态灯;(见下图)观察这些指示灯,可以大致判断该CPU-IO机箱的当前运行情况。 (机箱前部) (机箱后部)

容错控制理论及其应用

第26卷 第6期2000年11月自 动 化 学 报A CT A A U T OM A T ICA SI NI CA V o l.26,N o.6N ov.,20001)国家自然科学基金、“八六三”计划与教育部资助项目.收稿日期 1999-03-08 收修改稿日期 1999-10-11 综述 容错控制理论及其应用 1)周东华 (清华大学自动化系 北京 100084) Ding X (Lausitz 大学电气工程系 德国) (E-mail:ZDH @m ail.au.tsin https://www.doczj.com/doc/cd17534205.html,) 摘 要 介绍了经典容错控制的主要研究成果及近年来发展起来的鲁棒容错控制和非线性 系统的故障诊断与容错控制,并给出了容错控制的一些典型应用成果.最后,指出了该领域 亟待解决的一些热点与难点问题. 关键词 动态系统,容错控制,故障诊断,集成,鲁棒性. THEORY AND APPLICATIONS OF FAULT TOLERANT C ONTROL ZHOU Donghua (Dep t .of A utomation ,Tsing hua Univer sity ,Beij in g 100084) DING X (De p t .of E E ,L ausitz Univ .,Ger ma ny ) Abstract A survey of fault tolerant cont rol for dynamic syst ems is present ed .T he main result s in classical fault tolerant cont rol are f irstly int roduced.T hen,empha- sis is put on t he robust fault tolerant control as well as the fault diagnosis and f ault tolerant control of nonlinear systems developed in recent years.Some typical appli- cation result s of fault t olerant cont rol are discussed ,and finally ,some open ques- tions are pointed out . Key words Dynamic syst ems,fault t olerant cont rol,fault diagnosis,int egrat ion, robust ness . 1 引言 现代系统正朝着大规模、复杂化的方向发展,这类系统一旦发生事故就有可能造成

软考系统架构设计师学习笔记

第一章 1.1.1系统架构师的概念现代信息系统“架构”三要素:构件、模式、规划。规划是架构的基石,也是这三个贡献中最重要的。架构 本质上存在两个层次:概念层,物理层。 1.2.1系统架构师的定义 负责理解、管理并最终确认和评估非功能性系统需求,给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,对整个软件架构、关键构建、接口进行总体设计并澄清关键技术细节。 主要着眼于系统的“技术实现”,同时还要考虑系统的“组织协调”。要对所属的开发团队有足够的了解,能够评估该开发团队实现特定的功能需求目标和资源代价。 1.2.2系统架构师技术素质对软件工程标准规范有良好的把握。 1.2.3系统架构师管理素质系统架构师是一个高效工作团队的创建者,必须尽可能使所有团队成员的想法一致,为一个工程订制清晰的、强制性的、有元件的目标作为整个团队的动力。 必须提供特定的方法和模型作为理想的技术解决方案。必须避免犹豫,必须具备及时解决技术问题的紧迫感和自信心。 1.2.4系统架构师与其他团队角色的协调系统分析师,需求分析,技术实现系统架构师,系统设计,基于环境和资源的系统技术实现工程管理师,资源组织,资源实现来源:https://www.doczj.com/doc/cd17534205.html, 由于职位角度出发产生冲突制约,不可能很好地给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,并澄清技术细节,扫清主要难点。 所以把架构师定位在工程管理师与系统分析师之间,为团队规划清晰的目标。对于大型企业或工程,如果一人承担多个角色,往往容易发生顾此失彼的现象。 1.3系统架构师知识结构需要从大量互相冲突的系统方法和工具中区分出哪些是有效的,那些是无效的。 1.4从开发人员到架构师总结自己的架构模式,深入行业总结规律。几天的培训不太可能培养出合格的软件架构师,厂商的培训和认证,最终目的是培养自己的市场,培养一批忠诚的用户或产品代言人,而不是为中国培养软件架构师。 第二章《计算机网络基础知识》 计算机系统由硬件和软件组成,软件通常分为系统软件和应用软件。系统软件支持应用软件的运行,为用户开发应用软件提供平台,用户可以使用它,但不能随意修改它。常用的系统软件有操作系统、语言处理程序、连接程序、诊断程序、数据库等。应用软件指计算机用户利用软硬件资源为某一专门的应用目的而开发的软件。 2.1操作系统基础知识 操作系统Operating System ,是计算机系统的核心系统软件。 2.1.1操作系统的原理、类型、结构 1、操作系统定义硬件资源包括中央处理器、存储器、输入输出设备。软件资源是以文件形式保存在存储器上的程序和数据。 操作系统既有效组织和管理系统中各种软硬件资源,合理地组织计算机系统的工作流程,又控制程序的执行,为用户使用计算机提供了一个良好的环境和友好的接口。 2、操作系统分类

网络系统结构与设计的基本原则

一、网络系统结构与设计的基本原则 1.1局域网(Local Area Network, LAN )按照采用的技术、应用的范围和协议标准不同分为共享局域网与交换局域网 1.2局域网特点: 1. 覆盖有限的地理范围 2. 提供高数据传输速率(10Mbps-10Gbps)、低误码率的高质量数据传输环境 3. 成本低,易于建立、维护和扩展 1.3计算机网络从逻辑功能上分为:资源子网和通信子网 1.4主机(host)包括用户终端设备(个人计算机、数字设备)、服务器,是资源子网的主要组成单元 1.5资源子网: 组成:主计算机系统、终端、终端控制器、连网外部设备、各种软件资源、网络服务 功能:负责全网的数据处理业务、向网络用户提供各种网络资源和网络服务 1.6通信子网: 组成:通信控制处理机、通信线路、其他通信设备功能:完成网络数据传输、转发等通信处理任务 1.7通信控制处理机:在网络拓扑结构中成为网络结点 1?作为与资源子网的主机、终端的连接接口,将主机和终端连入网络 2. 作为通信子网中的分组存储转发结点,完成分组的接收、校验、存储、转发等功能,实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用 1.8通信线路:通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道,计算机网路采用多种通信线路,如电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等 1.9局域网与城域网(Metropolitan Area Network,MAN )、城域网与广域网(Wide Area Network,WAN )、广域网与广域网的互联是通过路由来实现的 1.10介入城域网方式:局域网、电话交换网(PSTN)、有线电视网(CATV )、无线城域网(WMAN )、无线局域网(WLAN ) 1.11广域网的基本概念: 1. 广域网建设投资大、管理困难,一般由电信运营商负责组建与维护 2. 电信运营商提供接入广域网的服务与技术,为用户提供高质量的数据传输服务,因此广域网是一种公共数据网络( Public Date Network,PDN 3. 用户可以在公共数据网络商开发各种网络服务系统,用户使用广域网的服务必须向广域网运营商购买服务 1.12广域网技术主要研究的是远距离、宽带、高服务质量的核心交换技术 1.13广域网发展: 1. 早期,人们利用电话交换网PSTN的模拟信道,使用调制解调器完成计算机与计算机之间的低速数据通信 2.1974年X . 25分组交换网出现 3. 随着光纤开始应用,一种简化的X . 25协议的网络:帧中继(Frame Replay, FR)网得到广泛应用

对容错服务器的正确理解

被误读的NEC容错服务器 误读一:容错很好很昂贵 由于容错服务器采用的是硬件全冗余的技术,而且在两套硬件之间还通过独立芯片和软件保证故障时零时间切换,因而其价格要比同规格的PC服务器高出许多。 更为典型的一个用户反馈是:NEC容错服务器产品很好,可用性很高,但是不是像IBM的z系列和HP的NonStop系列动辄都是百万美元? 从上述两种态度可以看出中国用户对容错的应用定位尚属模糊。根据IDC 数据,广义概念上的容错市场约占整个服务器市场的4%,包括IBM的System z、HP的NonStop和NEC的Santa Clara、Express 5800/ft以及Stratus的ftServer 6200,前三者为传统大型主机,后二者为容错服务器。显而易见,这一市场面对的是属于中高端的窄众用户。 而了解上述用户特征后自然明白,容错所谓的昂贵其实纯属误读:如果只需要进行基础IT建设的成长型企业,完全可以采用普通的塔式和机架式服务器,而不必使用容错产品;如果是需要高可用性的中高端用户,那么容错服务器相对大型主机而言,其实相当便宜。以NEC的容错服务器Express 5800/ft为例,目前最低配置的成本甚至已经与同规格的双机热备方案相当。 误读二:虚拟化取代容错 随着用户对计算资源利用率、灵活调度的高度渴求,导致近几年来虚拟技术在PC服务器上快速增长,VMware、Citrix等技术供应商也迅速走红,由此也产生了这样一种观念:虚拟万能,即通过虚拟就能实现计算资源的灵活配置、调度并保证故障时的自动迁移。 虚拟化真是万灵丹吗?显然不是。从硬件架构的层次上看,虚拟层位于底层硬件之上,只能解决虚拟机及其应用的故障迁移。如果是底层硬件故障,诸如主板故障、电源故障、CPU损坏等,虚拟技术是无能为力的。 随着虚拟化技术的普及,容错服务器会变得越来越重要。因为当物理机宕掉的时候,它会影响运行在其上的虚拟机,所以越是依赖虚拟技术的用户越需要保证底层硬件的高可用。 误读三:容错使用很复杂 对于使用过大型主机和双机热备等高可用方案的用户来说,配置及管理系统绝对是一个技术上的考验。这也使得一些用户产生了“高可用等于高复杂”的观点。

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