銀行災(zāi)備恢復(fù)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)
時(shí)間:2022-12-11 08:32:54
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隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及銀行業(yè)務(wù)的種類多樣化,信息系統(tǒng)已經(jīng)成為銀行開展業(yè)務(wù)不可或缺的基石。特別是核心業(yè)務(wù)系統(tǒng),任何故障都有可能影響到銀行、客戶甚至國(guó)家的利益。我國(guó)國(guó)土面積較大,是世界上發(fā)生災(zāi)害頻率最高的國(guó)家之一,如果銀行信息系統(tǒng)因?yàn)?zāi)宕機(jī),后果將不堪設(shè)想。因此,如何通過技術(shù)手段提高系統(tǒng)抵抗各種災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)的能力,保障核心業(yè)務(wù)的順利開展,縮短災(zāi)后業(yè)務(wù)的恢復(fù)時(shí)間,已經(jīng)成為商業(yè)銀行信息化建設(shè)的重要目標(biāo)[1]。本文采用Ad-Hoc無線網(wǎng)絡(luò)搭建無線災(zāi)備恢復(fù)系統(tǒng),構(gòu)建一種WiFi網(wǎng)絡(luò)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),使得銀行系統(tǒng)恢復(fù)不受制于運(yùn)營(yíng)商基站信號(hào),能夠在更短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。
1異構(gòu)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)
Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)是分組無線網(wǎng)的前身,是一組帶有無線收發(fā)功能的移動(dòng)主機(jī)組成的多跳、無中心、自組織無線網(wǎng)絡(luò)[2]。其中,每一個(gè)移動(dòng)主機(jī)都不固定,動(dòng)態(tài)的與其他主機(jī)保持聯(lián)系,每個(gè)主機(jī)又具有路由功能,可轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在該網(wǎng)絡(luò)中,多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成了節(jié)點(diǎn)間的路由,由于終端有限的無限傳輸范圍,所以兩個(gè)不能直接進(jìn)行通信的終端要實(shí)現(xiàn)通信需要借助中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)。因此,它又叫多條無線網(wǎng)、自組織網(wǎng)等[3]。Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)早期主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,解決戰(zhàn)場(chǎng)中通信和監(jiān)控難題。之后隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的降低,在民用領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用,如災(zāi)后救援、臨時(shí)會(huì)議等。Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比主要的優(yōu)點(diǎn)是無中心和自組織性、動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、多跳路由、無線傳輸以及移動(dòng)終端的便攜性。ZigBee技術(shù)與藍(lán)牙類似,是一種短距離無線通信技術(shù),基于IEEE802.15.4[4]。ZigBee這一名稱源于蜜蜂傳遞方位時(shí)的八字舞。ZigBee網(wǎng)絡(luò)有形狀網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和樹狀網(wǎng)絡(luò)三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。與移動(dòng)通信的CDMA或者GSM不同之處在于Zig-Bee網(wǎng)絡(luò)的建立主要是為了自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸,而移動(dòng)通信網(wǎng)是為了語音通信。一般ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備包括路由器、終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器三種。路由器是無線通信網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)“信號(hào)中轉(zhuǎn)站”,它主要是讓其他設(shè)備加入到所在的網(wǎng)絡(luò),并協(xié)助自身的終端設(shè)備進(jìn)行通信。由于路由器的核心地位,需要其長(zhǎng)時(shí)間處于被激活的狀態(tài),因此,要對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的供電,以保障路由器工作的正常進(jìn)行[5]。終端設(shè)備是信息收集器,當(dāng)其無信息接發(fā)時(shí)處于休眠狀態(tài),終端設(shè)備的存儲(chǔ)空間較小。協(xié)調(diào)器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起者,又被稱為網(wǎng)關(guān),主要用來協(xié)助建立網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用層和安全處的綁定,以保障通訊的暢通。目前,比較成熟的物聯(lián)網(wǎng)多采用此協(xié)議。Zig-Bee的特點(diǎn)主要是低能耗、低成本、近距離、短時(shí)延以及高容量。優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面大、部署速度快以及檢測(cè)精度高等,這些優(yōu)點(diǎn)可以解決有限傳輸中產(chǎn)生的各種問題,并能在企業(yè)正常生產(chǎn)時(shí)檢測(cè)關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)[6]。
2銀行災(zāi)備恢復(fù)系統(tǒng)
銀行業(yè)的容災(zāi)系統(tǒng)一般包括災(zāi)備中心基礎(chǔ)環(huán)境設(shè)施、數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)、備份處理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃四個(gè)部分,其中,災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃是整個(gè)容災(zāi)系統(tǒng)的最后防御,處在容災(zāi)系統(tǒng)這個(gè)金字塔的最頂端[7]。災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)的主要焦點(diǎn)是提高數(shù)據(jù)中心抵抗災(zāi)害的能力,保障信息系統(tǒng)的7*24小時(shí)不間斷運(yùn)行,以及數(shù)據(jù)中心所在地發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害后系統(tǒng)恢復(fù)的及時(shí)性,但是卻沒有考慮到非數(shù)據(jù)中心所在地發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害后的業(yè)務(wù)恢復(fù)。2008年的汶川地震,導(dǎo)致周邊地區(qū)所有銀行業(yè)務(wù)停頓,給災(zāi)區(qū)百姓帶來不便的同時(shí),也使國(guó)家和企業(yè)形象受到了重大的影響。全球的商業(yè)銀行對(duì)災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)都高度重視,建立了各種量級(jí)的災(zāi)備數(shù)據(jù)中心。主要的布局模式有同城、異地、兩地三中心、同城雙活與異地三中心、兩地四中心以及全球化機(jī)構(gòu)等[8]。我國(guó)的大型商業(yè)銀行多采用的是兩地三中心模式的數(shù)據(jù)中心布局。
3異構(gòu)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的銀行災(zāi)備恢復(fù)系統(tǒng)
3.1總體設(shè)計(jì)。發(fā)生重大災(zāi)難后,由于原有設(shè)施被破壞,已不能單純利用原有的有線或無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)。因此,要根據(jù)災(zāi)難的破壞程度和現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境,搭建符合需求的業(yè)務(wù)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前無線通信技術(shù)發(fā)達(dá),利用傳統(tǒng)WiFi設(shè)備臨時(shí)組建Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)非常便捷。然而,傳統(tǒng)WiFi設(shè)備功耗較大,又要提供業(yè)務(wù)終端的接入,對(duì)電力系統(tǒng)的依賴度較高。ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有成本低、功耗低、傳輸數(shù)據(jù)快等特點(diǎn),可作為主干通信鏈路。因此,本文在發(fā)生災(zāi)害區(qū)域利用WiFi設(shè)備組建多個(gè)Ad-Hoc子網(wǎng)作為業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)域,在區(qū)域間利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成功組建的災(zāi)備恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)最終通過銀行外聯(lián)區(qū)進(jìn)行接入,部署模式如圖2所示。3.2詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。3.2.1協(xié)議轉(zhuǎn)換。由于WiFi網(wǎng)絡(luò)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用的是不同的協(xié)議棧,要想順利通信,需通過協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)才可。也就是說通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器,重新封裝一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)使其能夠被另一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備理解,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。要使得IP數(shù)據(jù)包能夠在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸,就需要把IP數(shù)據(jù)包封裝成ZigBee數(shù)據(jù)包,協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖3所示。IP數(shù)據(jù)包從災(zāi)備區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)中心發(fā)送到ZigBee網(wǎng)絡(luò)時(shí),需要通過發(fā)送端協(xié)議轉(zhuǎn)換器將IP數(shù)據(jù)包封裝成ZigBee數(shù)據(jù)包,其數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示。3.2.2路由設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)雖然能夠通信,但是數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā),這就需要相應(yīng)的路由設(shè)計(jì)方案。對(duì)于同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)路由,有大量成熟的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)路由可供選擇,本文主要采用無線自組網(wǎng)按需平面距離向量路由協(xié)議(AODV)。對(duì)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)路由,為避免不同區(qū)域子網(wǎng)的IP地址沖突,協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)需要對(duì)新加入子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)檢測(cè),如有重復(fù),需要重新配置子網(wǎng)參數(shù)。當(dāng)數(shù)據(jù)包在異構(gòu)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)作為WiFi子網(wǎng)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān),同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)尋址功能,保證數(shù)據(jù)完整可靠傳輸。3.2.3ZigBee網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)控制。04為提高網(wǎng)絡(luò)的生命周期,保障網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量,一般會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中添加一定數(shù)量的可移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。管理人員通過遠(yuǎn)程控制主機(jī)對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制,避免網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員去現(xiàn)場(chǎng)維護(hù),減少了事件處理時(shí)間。這里控制主機(jī)擔(dān)任協(xié)調(diào)器的角色,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在收到指令并完成相應(yīng)操作后,要向控制主機(jī)反饋信息,便于以后管理,至此完成移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的一次控制訪問。對(duì)于災(zāi)難恢復(fù),目前國(guó)內(nèi)商業(yè)銀行多采用的策略是基于3G無線網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)方案。這種方案易于實(shí)施,但是要依賴運(yùn)營(yíng)商的無線信號(hào),一旦發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害,運(yùn)營(yíng)商基站遭到破壞,將不能發(fā)揮作用??梢哉f此種方案災(zāi)后恢復(fù)時(shí)間取決于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時(shí)間。為本文采用WiFi網(wǎng)絡(luò)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式提出的異構(gòu)的銀行災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案可以比較好的解決該類問題。該網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn):第一,通過協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),拆分、封裝IP數(shù)據(jù)包,使網(wǎng)絡(luò)能夠順利通信;第二,采用同構(gòu)和異構(gòu)兩種不同的路由協(xié)議方式,確保了數(shù)據(jù)能夠正確傳遞;第三,針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)易失效的特點(diǎn),采用加入移動(dòng)節(jié)點(diǎn),主動(dòng)控制,及時(shí)修復(fù)網(wǎng)絡(luò)故障。
4結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)下國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),越來越多的應(yīng)用到了實(shí)際生活中,本文研究了將其應(yīng)用于商業(yè)銀行應(yīng)急災(zāi)難恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)中,使得災(zāi)難發(fā)生后,銀行網(wǎng)絡(luò)可在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)未恢復(fù)的情況下,及時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性,保障生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行,為百姓和銀行減少損失,提供便利。
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作者:邱慧麗 單位:宿州學(xué)院