作为世界上规模巨大的铁路客票发售和预订系统,中国铁路售票系统的高峰期车票发售量为每天420-460万张,数万个联网售票窗口每年售出超过10亿张车票。庞大的运营规模、严格的时效性和不间断性要求等因素,对中国铁路售票系统提出了考验。全国各地的票务系统纷纷增强服务器性能,并对系统进行全面升级。
沈阳铁路局管辖范围以沈阳枢纽为中心,下设沈阳、长春、大连、锦州、通辽、吉林、通化7个分局,管辖33条铁路干线、23条铁路支线,线路总延长18008.28公里,营业里程9299.1公里。全局共有营业站731个。作为东北地区最大的铁路局,沈阳铁路局年均旅客发送量、货物发送量和运输收入分别约占全国铁路总量的16%、11%和8%,电子客票系统压力可想而知。
沈阳铁路局信息中心主任告诉记者:“以前我们路局的系统共有4台应用服务器和4台中心服务器,这些服务器的负载伴随客流量的不断攀升而承受巨大的压力,一旦有服务器因为访问需求过大而中断,就会对整个路局的客票系统造成影响,实时有效和安全性保障非常重要。
改造目标
电子客票系统是客票中心和火车站售票点利用信息和网络通信技术,面对公众实现全国铁路统一售票的一项系统工程。对于沈阳铁路局来讲,电子客票系统直接关系到广大人民群众的购票出行,也直接关系到沈阳铁路局的营业收入,是一个关键性的业务系统。
与此同时,铁路客票业务的不断发展使得系统压力进一步增大,应用服务器承载的处理任务越来越多,单台服务器的处理能力和扩展性不足给沈阳铁路局带来的系统性能瓶颈,也限制了客票系统升级。因此,有效保证客票系统7×24小时可靠运行,迅速提升客票系统的处理能力,是沈阳铁路局信息中心必须做到的事情。沈阳铁路局信息中心主任表示,就该系统的全面升级效果来讲,保障电子客票系统的24小时正常运行和提升系统交易处理能力是最关键的,在具体的实施过程中,Radware的AppDirector在以下几点满足了他们的要求:
首先,售票系统不能间断,如果发现故障,相关故障机器需要被透明地定向到正常工作的服务器上。通过和Radware的沟通,用户发现AppDirector可以监视服务器在IP、TCP、UDP、应用和内容等所有协议层上的工作状态。这可以保证工作人员能够获得所期望的信息。
其次,必须保证交易的完整性。如果存在一个故障服务器,系统必须保证交易的正常运转。AppDirector可监控从Web 服务器、中间件服务器到后端数据库服务器的整个路径的工作状态,确保整个数据路径上的服务器都处于正常状态。从而保证为企业提供透明的数据完整性保障。
除了安全保证之外,提升客票系统处理能力也很关键。AppDirector架设在应用服务器前端,可以通过多种负载均衡算法,以及提供灵活的端口转换,基于3到7层的内容等负载均衡方式帮助用户实现服务器的科学负载均衡,使多台应用服务器并行工作,这提升了用户客票系统的整体处理能力,且提供了灵活的系统升级和扩展能力。
负载均衡设备还必须具有自身完全的容错与冗余,以确保客票系统网络最大的可用性。不同设备应当可以通过网络相互检查各自的工作状态,为其所管理的应用保障完全的网络可用性。
此外,还需要具有智能的服务器服务恢复功能。在将重新启动的服务器应用到服务中时,负载均衡设备应当避免新服务器因突然出现的流量冲击导致系统故障。AppDirector在将新服务器引入服务器组时,采用了逐渐地增加分配到该服务器的流量,直至达到其完全的处理能力,这保证了用户在服务器退出服务时,以及系统服务器在启动期间和应用程序开始时,均能获得不间断服务。
方案部署
经过大量的深入分析和模拟测试,沈阳铁路局希望能够实现通过多台服务器运行相同的服务,采用4~7层的交换技术使每台服务器的负载得以均衡,从而使得系统能够持续提供具有高性能的服务,并极大地方便系统的扩展。最终,沈阳铁路局在一期项目中共采购了18台Radware AppDirector负载均衡智能交换设备,对沈阳铁路局中心节点及下属分局的应用服务器进行负载均衡。
具体的部署方案如左图所示:铁路局中心采用两台AppDirector实现对4台应用服务器的负载均衡,另采用两台AppDirector实现对4台中心业务服务器的负载均衡;每个分局采用两台AppDirector负载均衡器实现对两台应用服务器的负载均衡。通过运行VRRP工作于主备模式,AppDirector提供设备自身的冗余。两台AppDirector共同对外提供一个虚拟IP,供售票终端访问,具体的实现方式如下:2台AppDirector负载均衡器对一组应用服务器提供服务,通过VRRP技术实现HA功能。2台AppDirector负载均衡器分别上连到1台核心交换机,与核心交换机连接使用虚拟接口路由器技术,实现L3的双机热备功能,与服务器连接使用虚拟服务器路由器(Virtual Server Router)技术,实现L4服务器负载均衡的双机热备功能。
为充分利用沈阳铁路局应用服务器多CPU的性能优势,每台应用服务器的1个网卡启动1个IP地址,每个IP地址上面启用4个服务端口,4个服务端口启动相同的应用服务,即1台应用服务器虚拟为4台应用服务器,AppDirector负载均衡器对两台物理的应用服务器的8个服务端口做负载均衡。AppDirector还对后端的两台应用服务器进行健康检查,当其中某台应用服务器出现故障时,可以透明地将所有售票终端的业务请求导向另一台应用服务器,保证售票系统7×24小时的对外提供服务。
项目档案
项目内容:沈阳局铁路中心客票系统5.0升级改造工程
应用环境:4台应用服务器、4台中心服务器及多套路由交换设备
主要技术:Radware服务器负载均衡产品——Radware AppDirector
用户连线
采用Radware的AppDirector解决方案以后,沈阳铁路局实现了客票系统7×24小时可靠运行,客票系统的整体处理性能得到大幅提升,并保障了在服务器突然中断的情况下不影响交易的正常进行。
沈阳铁路局信息中心任主任对此次客票系统的升级改造非常满意,他表示:“使用Radware服务器负载均衡产品前后整个系统性能有着极大的差别。如果没有Radware AppDirector提供的完善功能,沈阳铁路局客票系统的升级可能不会这么顺利。Radware服务器负载均衡产品为沈阳铁路客票系统提供了性能保障。目前沈阳铁路客票系统改造工程已经全部完成,Radware AppDirector已经达到甚至超越了网络设计预期。其实对整个交通运输行业来说,信息化推进工作已经迫在眉睫,我们通过采用负载均衡设备,有效地实现了电子客票系统的性能提升,大量的客票访问需求得到了快速、高效的响应,不仅如此,我们的电子客票系统也得到了高度安全的保障。同时,我们无需消耗大量费用在服务器和人员的添加上。对于亟需提升系统处理性能和安全性的机构来说,负载均衡设备是一个不错的选择。”
系统升级后,沈阳铁路局将更加从容地应对即将到来的“春运”购、订票需求,以往春节期间排队购票的队伍有望变短,旅客在火车站滞留的时间也将会大大减少。在缓解沈阳铁路局售票系统压力的同时,系统还改善了铁路局环境的管理。系统安装完成后,沈阳铁路局在很大程度上提高了客流高峰时的服务器处理能力和系统冗余可靠性,提升了沈阳铁路局客票服务的能力和客票交易效率。