銀行災(zāi)備恢復(fù)系統(tǒng)研究與設(shè)計

時間:2022-12-11 08:32:54

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銀行災(zāi)備恢復(fù)系統(tǒng)研究與設(shè)計

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、客戶甚至國家的利益。我國國土面積較大,是世界上發(fā)生災(zāi)害頻率最高的國家之一,如果銀行信息系統(tǒng)因災(zāi)宕機,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)不受制于運營商基站信號,能夠在更短時間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)運行。

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)功能的移動主機組成的多跳、無中心、自組織無線網(wǎng)絡(luò)[2]。其中,每一個移動主機都不固定,動態(tài)的與其他主機保持聯(lián)系,每個主機又具有路由功能,可轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在該網(wǎng)絡(luò)中,多個網(wǎng)絡(luò)組成了節(jié)點間的路由,由于終端有限的無限傳輸范圍,所以兩個不能直接進行通信的終端要實現(xiàn)通信需要借助中間節(jié)點的轉(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、臨時會議等。Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比主要的優(yōu)點是無中心和自組織性、動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、多跳路由、無線傳輸以及移動終端的便攜性。ZigBee技術(shù)與藍牙類似,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化控制數(shù)據(jù)傳輸,而移動通信網(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“信號中轉(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)備進行通信。由于路由器的核心地位,需要其長時間處于被激活的狀態(tài),因此,要對其進行持續(xù)的供電,以保障路由器工作的正常進行[5]。終端設(shè)備是信息收集器,當(dāng)其無信息接發(fā)時處于休眠狀態(tài),終端設(shè)備的存儲空間較小。協(xié)調(diào)器是整個網(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的特點主要是低能耗、低成本、近距離、短時延以及高容量。優(yōu)點是覆蓋面大、部署速度快以及檢測精度高等,這些優(yōu)點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)時檢測關(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)計劃四個部分,其中,災(zāi)難恢復(fù)計劃是整個容災(zāi)系統(tǒng)的最后防御,處在容災(zāi)系統(tǒng)這個金字塔的最頂端[7]。災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)的主要焦點是提高數(shù)據(jù)中心抵抗災(zāi)害的能力,保障信息系統(tǒng)的7*24小時不間斷運行,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,也使國家和企業(yè)形象受到了重大的影響。全球的商業(yè)銀行對災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)都高度重視,建立了各種量級的災(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構(gòu)等[8]。我國的大型商業(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。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,利用傳統(tǒng)WiFi設(shè)備臨時組建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,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)進行接入,部署模式如圖2所示。3.2詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。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。也就是說通過一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器,重新封裝一個網(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,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。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)計方案。對于同構(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)需要對新加入子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號檢測,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,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)移動節(jié)點控制。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,一般會在網(wǎng)絡(luò)中添加一定數(shù)量的可移動節(jié)點。管理人員通過遠(yuǎn)程控制主機對移動節(jié)點進行控制,避免網(wǎng)絡(luò)維護人員去現(xiàn)場維護,減少了事件處理時間。這里控制主機擔(dān)任協(xié)調(diào)器的角色,移動節(jié)點在收到指令并完成相應(yīng)操作后,要向控制主機反饋信息,便于以后管理,至此完成移動節(jié)點的一次控制訪問。對于災(zāi)難恢復(fù),目前國內(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。這種方案易于實施,但是要依賴運營商的無線信號,一旦發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害,運營商基站遭到破壞,將不能發(fā)揮作用??梢哉f此種方案災(zāi)后恢復(fù)時間取決于運營商網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時間。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ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點易失效的特點,采用加入移動節(jié)點,主動控制,及時修復(fù)網(wǎng)絡(luò)故障。

4結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)下國內(nèi)外研究的熱點,越來越多的應(yīng)用到了實際生活中,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)可在運營商網(wǎng)絡(luò)未恢復(fù)的情況下,及時恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性,保障生產(chǎn)系統(tǒng)的運行,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