關文俊

關鍵詞：萊斯塔臺自動化；RAID1；Linux；SSACLI；磁盤陣列

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）10-0099-03

0 引言

民航湛江空管站萊斯集成塔臺自動化系統(tǒng)屬于湛江機場遷建工程空管工程項目之一，是由南京萊斯信息科技股份有限公司自主研發(fā)的具備自有知識產(chǎn)權的集成塔臺自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是中南地區(qū)首套面向機場管制用戶的業(yè)務集成系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)管制信息資源統(tǒng)一處理與顯示，實現(xiàn)管制業(yè)務一體化整合，向用戶提供一體化、集成式管制指揮平臺。系統(tǒng)覆蓋塔臺管制全流程的電子化、數(shù)字化航班進程管理（EFS）；一體化的機場場面和空中態(tài)勢監(jiān)控；基于監(jiān)視趨勢及管制意圖的安全告警、停止排燈控制；先進的航空器滑行路由規(guī)劃（人工、自動）功能；靈活顯示的運行環(huán)境信息（氣象、情報、流量等）；高度信息關聯(lián)、便捷的集成顯示聯(lián)動操作界面；與外部單位（系統(tǒng)）交互聯(lián)動的一體化運行等功能。解決了塔臺設備繁多、信息關聯(lián)集成度低等問題，并著眼于塔臺管制業(yè)務和系統(tǒng)整體規(guī)劃，基于塔臺管制流程，創(chuàng)新新模式、新格局，從物理、信息、功能三個層面，構建了基于塔臺工作流的信息化集成框架，形成一體化、集成式塔臺管制系統(tǒng)解決方案。萊斯機集成塔臺自動化系統(tǒng)基于Linux 7.8操作平臺，采用C/C++語言編程、QT圖形工具開發(fā)的三網(wǎng)分布式系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，服務器均采用雙機熱備份方式工作。終端均采用單機三網(wǎng)工作方式，由于終端沒有雙機冗余結(jié)構，所以終端配置RAID1顯得更加重要。

民航湛江空管站萊斯集成塔臺自動化系統(tǒng)的終端硬件型號為惠普Z4，所有終端配置兩塊設置了鏡像RAID1的硬盤，最多可允許一塊硬盤故障而不影響設備的運行。

1 RAID的介紹

RAID全稱是Redundant Arrays of InexpensiveDisks，即容錯式廉價磁盤陣列[1]。磁盤陣列分為軟件RAID與硬件RAID，軟件RAID主要是通過軟件來仿真數(shù)組的任務，因此會損耗較多的系統(tǒng)資源。硬件RAID是通過磁盤陣列卡來達成數(shù)組的目的，磁盤陣列卡上面有一塊專門的芯片在處理RAID的任務，因此在性能上會比較好。這也是目前湛江空管站所有終端及服務器所采用的方式。RAID根據(jù)類型的不同有著不同的功能，常見的RAID 類型有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等。

RAID0 稱為stripe 即等量模式。這種模式的RAID會將磁盤先切出等量的名為chunk的區(qū)塊大小，chunk 一般設為4k～1M 之間[2]，當一個文件要寫入RAID時，如圖1所示，該文件會依據(jù)chunk的大小切割好，之后再依序交錯等量地放到各個磁盤里去。由于數(shù)據(jù)已經(jīng)先被切割并且依序放置到不同的磁盤上面，因此每個磁盤所負責的數(shù)據(jù)量都降低了，也就是RAID0的數(shù)據(jù)寫入性能提高了。但是由于數(shù)據(jù)被等量分開存儲，當RAID0 中的某一個硬盤故障了，在RAID0上面的所有數(shù)據(jù)都會丟失。

RAID1稱為mirror即鏡像模式。RAID1模式主要是讓同一份數(shù)據(jù)，完整地保存在兩個磁盤上面[3]，當一份數(shù)據(jù)傳送到RAID1之后，陣列卡會主動復制一份分成兩股并分別寫到各個硬盤上面，兩個硬盤上面的內(nèi)容一模一樣。RAID1的特點就是磁盤容量一半在用，另一半備份，當其中一個硬盤故障時數(shù)據(jù)依然完整，不影響系統(tǒng)的運行[4]。此時插入一個新的硬盤后就可以進行數(shù)據(jù)重建。即RAID1最多允許1個硬盤故障，對于安全第一的空管行業(yè)而言，在塔臺自動化系統(tǒng)上使用RAID1可以有效提高系統(tǒng)的安全保障級別。目前湛江空管站塔臺自動化大部分對硬盤容量需求不高的終端、服務器所使用的就是RAID1。

RAID10，所謂的RAID1 0就是先讓兩個硬盤組成RAID1，這兩組RAID1再組成一個RAID0。如圖3所示，Disk A+Disk B 組成第一組RAID1，Disk C+Disk D 組成第二組RAID1，然后這兩組RAID1 再組成RAID0。這樣第一組或第二組RAID1中的一個硬盤故障了不影響數(shù)據(jù)的完整性，同時RAID的寫入性能也得到的提升。

2 萊斯塔臺自動化RAID配置

以萊斯的HP DL380為例，DL380的兩塊硬盤由陣列卡（HP Smart Array P408i-a SR Gen10）管理，在安裝一臺新主機時需要先設置陣列卡，將兩塊硬盤配置為RAID 1 模式，以保證系統(tǒng)運行的可靠性。具體步驟如下：

1）在主機開機引導的過程中，關注屏幕打印，當屏幕下方看到如圖4 畫面時，及時按下“F9”，按下F9 后，進入System Utilities 設置界面，然后選擇Systemconfiguration進入系統(tǒng)配置界面[5]。

2）在系統(tǒng)配置界面選擇“Embedded RAID1：Smart Array P408i-a SR Gen10”進入到陣列卡配置界面如圖5所示：

3）在陣列卡配置界面選擇“Array Configuration”，然后勾選需要創(chuàng)建RAID的兩塊硬盤，選擇“Proceedto next From”回車然后再設置RAID級別為RAID1。

4）設置完成RAID 級別后點擊“Proceed to nextFrom”進入如圖7 所示的確認界面，點擊“SubmitChanges”然后保存配置并重啟即可完成RAID1 的配置。

3 惠普SSACLI 陣列管理工具

SSACLI是HP為Linux環(huán)境提供的一個磁盤管理工具，通過此工具，維護人員可以查看陣列的健康狀態(tài)；配置RAID 陣列以及手動重建數(shù)據(jù)等一系列的操作。

3.1 安裝SSACLI 陣列管理工具

首先將SSACLI管理工具拷貝至萊斯系統(tǒng)的home 目錄下，然后進入超級用戶，輸入以下命令進行安裝：“rmp -ivh SSACLI-4.21-7.0.x86_64.rpm”[6]。如圖8 所示：

3.2 SSACLI 排查故障應用分析

湛江空管站萊斯塔臺自動化EFS0所采用的機器是HP Z4 陣列卡采用的為MSCC 的SmartHBA 2000-4i4e。值班室在2022年的年維護中錯誤將其中一塊硬盤接到EFS0主板的sata線而非陣列卡上進行啟動，導致監(jiān)控上有告警。值班員誤以為該硬盤發(fā)生故障，將有告警的硬盤用一塊同型號但非全新的硬盤替換，并接回陣列卡上。開機發(fā)現(xiàn)換上的新硬盤可以正常識別，但故障硬盤信息仍在而且數(shù)據(jù)無法自動重建。如圖9所示：

進入SSACLI 管理界面輸入“ctrl slot=5 pd allshow”命令來查看陣列的硬盤狀態(tài)信息，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，故障硬盤信息顯示成unknown且未自動從陣列清除，導致新?lián)Q上的硬盤能夠正常識別硬盤，但是無法自動加入RAID1 的磁盤陣列，從而導致數(shù)據(jù)無法重建。

如圖11所示將原硬盤正確接入陣列卡后通過下列命令操作可以在不丟失數(shù)據(jù)的情況下將陣列信息恢復。

1）通過SSACLI命令進入到SSACLI管理界面；

2）輸入“ctrl slot=5 ld all show”命令查看該陣列的邏輯磁盤信息；

3）輸入“ctrl slot=5 array A delete”命令來刪除RAID1陣列信息；

4）輸入“ctrl slot=5 pd all show”命令發(fā)現(xiàn)故障硬盤信息已經(jīng)消失；

5）輸入“ctrl slot=5 create type=ld driver=cn0：1：1-cn0：1：2 RAID=1”重新創(chuàng)建RAID1陣列；

6）輸入“ctrl slot=5 pd all show”命令發(fā)現(xiàn)陣列已成功創(chuàng)建；

7）重啟后監(jiān)控恢復正常，再次通過“ctrl slot=5 pdall show”命令檢查陣列情況，發(fā)現(xiàn)陣列已經(jīng)恢復，如圖12所示：監(jiān)控告警消失且經(jīng)檢查系統(tǒng)數(shù)據(jù)未發(fā)生任何丟失。

4 結(jié)束語

本文介紹了常見的RAID種類及作用，以及在湛江空管站萊斯塔臺自動化上的配置方法和通過SSACLI陣列管理工具解決運行過程中遇到的問題的案例分析。為RAID如何在終端、服務器配置安裝提供了一個參考方法。湛江空管站萊斯塔臺自動化系統(tǒng)的各服務器及終端均配置了RAID1，對于日志服務器等配置了RAID1+RAID5，由2022年3月24日正式轉(zhuǎn)場使用至截稿日期，共發(fā)生2起硬盤故障事件，但兩起故障發(fā)生過程中均未造成過任何因硬盤故障導致的數(shù)據(jù)丟失情況。證明RAID1能夠正常有效地提高系統(tǒng)的保障級別。

對于空管行業(yè)而言，安全始終是放在第一位的。服務器和終端配置RAID1 是大勢所趨，因為配置RAID1可以極大地提高安全保障等級，有效地減少因設備原因?qū)е碌牟话踩录踔潦鞘鹿实陌l(fā)生。