銀行災備恢復系統研究與設計

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隨著信息技術的快速發展以及銀行業務的種類多樣化，信息系統已經成為銀行開展業務不可或缺的基石。特別是核心業務系統，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，是世界上發生災害頻率最高的國家之一，如果銀行信息系統因災宕機，后果將不堪設想。因此，如何通過技術手段提高系統抵抗各種災害和風險的能力，保障核心業務的順利開展，縮短災后業務的恢復時間，已經成為商業銀行信息化建設的重要目標［1］。本文采用Ad－Hoc無線網絡搭建無線災備恢復系統，構建一種WiFi網絡和ZigBee網絡相結合的異構網絡，使得銀行系統恢復不受制于運營商基站信號，能夠在更短時間內恢復系統運行。

1異構Ad－Hoc網絡相關技術

Ad－Hoc網絡是分組無線網的前身，是一組帶有無線收發功能的移動主機組成的多跳、無中心、自組織無線網絡［2］。其中，每一個移動主機都不固定，動態的與其他主機保持聯系，每個主機又具有路由功能，可轉發數據。在該網絡中，多個網絡組成了節點間的路由，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通信需要借助中間節點的轉發。因此，它又叫多條無線網、自組織網等［3］。Ad－Hoc網絡早期主要應用于軍事領域，解決戰場中通信和監控難題。之后隨著技術的發展和成本的降低，在民用領域中也得到了廣泛的應用，如災后救援、臨時會議等。Ad－Hoc網絡與傳統網絡相比主要的優點是無中心和自組織性、動態變化的網絡拓撲、多跳路由、無線傳輸以及移動終端的便攜性。ZigBee技術與藍牙類似，是一種短距離無線通信技術，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網絡有形狀網絡、網狀網絡和樹狀網絡三種拓撲結構。與移動通信的CDMA或者GSM不同之處在于Zig-Bee網絡的建立主要是為了自動化控制數據傳輸，而移動通信網是為了語音通信。一般ZigBee網絡中的設備包括路由器、終端設備和協調器三種。路由器是無線通信網絡中的信號“信號中轉站”，它主要是讓其他設備加入到所在的網絡，并協助自身的終端設備進行通信。由于路由器的核心地位，需要其長時間處于被激活的狀態，因此，要對其進行持續的供電，以保障路由器工作的正常進行［5］。終端設備是信息收集器，當其無信息接發時處于休眠狀態，終端設備的存儲空間較小。協調器是整個網絡的發起者，又被稱為網關，主要用來協助建立網絡中應用層和安全處的綁定，以保障通訊的暢通。目前，比較成熟的物聯網多采用此協議。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。優點是覆蓋面大、部署速度快以及檢測精度高等，這些優點可以解決有限傳輸中產生的各種問題，并能在企業正常生產時檢測關鍵設備的狀態［6］。

2銀行災備恢復系統

銀行業的容災系統一般包括災備中心基礎環境設施、數據備份系統、備份處理系統和網絡通信系統、災難恢復計劃四個部分，其中，災難恢復計劃是整個容災系統的最后防御，處在容災系統這個金字塔的最頂端［7］。災備系統建設的主要焦點是提高數據中心抵抗災害的能力，保障信息系統的7*24小時不間斷運行，以及數據中心所在地發生嚴重災害后系統恢復的及時性，但是卻沒有考慮到非數據中心所在地發生嚴重災害后的業務恢復。2008年的汶川地震，導致周邊地區所有銀行業務停頓，給災區百姓帶來不便的同時，也使國家和企業形象受到了重大的影響。全球的商業銀行對災備系統建設都高度重視，建立了各種量級的災備數據中心。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等［8］。我國的大型商業銀行多采用的是兩地三中心模式的數據中心布局。

3異構Ad－Hoc網絡的銀行災備恢復系統

3.1總體設計。發生重大災難后，由于原有設施被破壞，已不能單純利用原有的有線或無線網絡構建災備網絡。因此，要根據災難的破壞程度和現場的具體環境，搭建符合需求的業務恢復網絡。當前無線通信技術發達，利用傳統WiFi設備臨時組建Ad－Hoc網絡非常便捷。然而，傳統WiFi設備功耗較大，又要提供業務終端的接入，對電力系統的依賴度較高。ZigBee網絡設備具有成本低、功耗低、傳輸數據快等特點，可作為主干通信鏈路。因此，本文在發生災害區域利用WiFi設備組建多個Ad－Hoc子網作為業務接入區域，在區域間利用ZigBee網絡設備傳輸數據，實現災備網絡的數據傳輸，拓撲結構如圖1所示。圖1網絡拓撲結構成功組建的災備恢復網絡最終通過銀行外聯區進行接入，部署模式如圖2所示。3.2詳細網絡設計。3.2.1協議轉換。由于WiFi網絡和ZigBee網絡采用的是不同的協議棧，要想順利通信，需通過協議轉換網關才可。也就是說通過一個網絡協議轉換器，重新封裝一個網絡的數據使其能夠被另一網絡設備理解，從而實現數據傳輸。要使得IP數據包能夠在ZigBee網絡中傳輸，就需要把IP數據包封裝成ZigBee數據包，協議棧結構如圖3所示。IP數據包從災備區域網絡或者數據中心發送到ZigBee網絡時，需要通過發送端協議轉換器將IP數據包封裝成ZigBee數據包，其數據處理流程如圖4所示。3.2.2路由設計。網絡雖然能夠通信，但是數據如何在網絡中轉發，這就需要相應的路由設計方案。對于同構網絡中的數據路由，有大量成熟的Ad－Hoc網絡路由可供選擇，本文主要采用無線自組網按需平面距離向量路由協議(AODV)。對于異構網絡中的數據路由，為避免不同區域子網的IP地址沖突，協議轉換網關需要對新加入子網的網絡號檢測，如有重復，需要重新配置子網參數。當數據包在異構Ad－Hoc網絡中轉發時，協議轉換網關作為WiFi子網的默認網關，同時提供網絡尋址功能，保證數據完整可靠傳輸。3.2.3ZigBee網絡移動節點控制。04為提高網絡的生命周期，保障網絡的服務質量，一般會在網絡中添加一定數量的可移動節點。管理人員通過遠程控制主機對移動節點進行控制，避免網絡維護人員去現場維護，減少了事件處理時間。這里控制主機擔任協調器的角色，移動節點在收到指令并完成相應操作后，要向控制主機反饋信息，便于以后管理，至此完成移動節點的一次控制訪問。對于災難恢復，目前國內商業銀行多采用的策略是基于3G無線網絡的恢復方案。這種方案易于實施，但是要依賴運營商的無線信號，一旦發生嚴重災害，運營商基站遭到破壞，將不能發揮作用。可以說此種方案災后恢復時間取決于運營商網絡的恢復時間。為本文采用WiFi網絡和ZigBee網絡相結合的方式提出的異構的銀行災備網絡設計方案可以比較好的解決該類問題。該網絡能夠實現:第一，通過協議轉換網關，拆分、封裝IP數據包，使網絡能夠順利通信;第二，采用同構和異構兩種不同的路由協議方式，確保了數據能夠正確傳遞;第三，針對ZigBee網絡中節點易失效的特點，采用加入移動節點，主動控制，及時修復網絡故障。

4結語

物聯網作為當下國內外研究的熱點，越來越多的應用到了實際生活中，本文研究了將其應用于商業銀行應急災難恢復網絡中，使得災難發生后，銀行網絡可在運營商網絡未恢復的情況下，及時恢復網絡的連通性，保障生產系統的運行，為百姓和銀行減少損失，提供便利。

參考文獻

［1］楊優.應急通信網絡設計及其關鍵技術思考與探究［J］.信息系統工程，2012(4).

［2］尹彪.Ad－Hoc網絡綜述［J］.電腦知識與技術，2009(22):6126－6127.

［3］樊銳.基于災難救援的異構無線Adhoc網絡的設計與實現［D］.呼和浩特:內蒙古大學，2013.

［4］王冰.基于能量均衡的無線傳感器網絡覆蓋算法［D］.長春:吉林大學，2013.

［5］高健.基于WiFi的應急通信網絡組建及音視頻傳輸的實現［D］.大連:大連理工大學，2011.

［6］李文仲.ZigBee無線網絡技術入門與實戰［M］.北京:北京航空航天大學出版社，2007.

［7］王旭.工商銀行遼寧省分行容災系統建設項目的研究［D］.長春:吉林大學，2013.

［8］李小慶.面向“兩地三中心”的銀行災備系統設計及實現［J］.實務軟件服務2010(9).

作者:邱慧麗 單位:宿州學院