Oracle城市轨道交通行业解决方案概览
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ACC高可用性问题分析：基于服务器集群技术的HA架构和基于远程磁盘 复制的DR架构均存在隐患
本地HA切换时间需要10几分钟到几十分钟
1. 基于小机的HA集群技术架构导致本地集 网络
3.3生成报表
3.2全表扫描、统计 计算
未清分表
清分表 300万/日
报表
LCC 5分钟一次
1. 原始文件入库数据流 5分钟一次 基本24小时不间断 2. 清分数据流 计划12点到8点 目前24小时不停 3. 查询统计数据流 等待清分完成或按业务需求
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ACC运维问题分析：运维管理存在困难，最突出的问题是缺乏有 效的运维标准，流程和工具！
评估维度 运维组织
现状描述 • “救火队”的组织架构形式，基于技术的人员岗位分配
方案： 基于DBaaS的 ACC清分中心方案
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6
对AFC/ACC核心业务功能需求的理解
AFC/ACC系统能否高效稳定运行对地铁业务正常运营至关重要！
分值
综合评估 运维组织还处于“救火队”方式
运维流程 运维标准 运维工具
• 有一定的运维流程，手工 • 部分流程缺失,不完整(SLA等)
• 有一定指标 • 没有端到端的SLA管理
• 无统一监控平台，无法很好的监控基础设施、软硬件平 台和核心应用，手工方式
运维流程和国际最佳实践相比需要较 大改善
运维指标监控和管理，以及基于指标 的持续性改进需要加强
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7
地铁AFC票务系统五层架构图
从SC，MLC到ACC，数据规模和负载压力递增！均需要高效稳定的数据库平台进行支撑！
地铁建设
运行/维护 多条线路开始运营
资源开发
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3
城市轨道交通行业信息化当前面临的共性问题
重工程轻信息化，重生产轻管理，信息孤岛多，信息人才少 • 受投资、建设、运营体制的客观限制，信息化投资和建设力度不够； • 建设初期缺乏信息化建设总体框架和规划； • 运营生产管理信息基础相对薄弱，相当部分业务存在信息化真空； • 既有系统间缺乏信息共享，缺乏战略层的信息化标准； • 信息综合应用程度不高，未进行深度发掘，未形成决策性支撑； • 缺乏既懂运营管理业务又懂信息化技术的专业实施人才。
重视资产生命周期管理
对地铁轨道、车站和动车组等投资 巨大的资产的管理是企业管理重点。
管理模式转变
由完全需要政府补贴的公益性企业 转向与外部协作，运营与开发有机 结合的更加复杂的企业管理模式。
发展：基础设施建设Fra Baidu bibliotek
地铁的不断发展，很大程度上取决 于对基础设施项目的不断投资建设。
地铁企业面临的4大挑战
确保安全运营和提高可靠性 提高资产利用率和降低成本 通过资源开发提高总体收入 集中管控和低成本工程建设
群切换时间过长，数据库及应用切换， 时间通常为10几分钟到几十分钟
服务器硬件
X 存储I/O
操作系统 数据库进程
2. 网络出现问题时，HA是无法完成切换的
数据库
数据库
灾备机房
3. 在数据库/应用切换过程中业务系统会
小型机
刀片
中断
4. 备机系统可用性无法验证
5. 同城灾备系统无法验证、性能也难以承 担交易
9
ACC系统传统架构的常见问题……
每天的清分作业无 法按时完成，数据 延迟会越来越严重
给领导的报表越来越 晚
备机切换演练很少，
不知道是否可靠
灾备环境在机房搬
高可用性问题迁 换后 ，进 现行 在过 也一 没次 切切 换
过
高性能问题 各种查询非常慢
未来还要开23条地 铁线，业务量远远超 过现在，如何应对
•AFC票务系统由清分中心系统、中央计算机系统、车站计算机系统、车站现场设备和车票五层结构组成，采 用计程限时、封闭式的票务管理模式，实现统一、联乘票价；各线路分别设置线路中央计算机系统，作为各 条线路AFC系统的管理及监控中心。
•ACC清分管理系统是地铁的核心业务系统，完成对各线路交易数据的采集、分析、审计、处理、转发或存储， 以及历史数据的存储、管理和查询处理；对轨道交通各线路、城市通卡、银联、各移动运营商、票卡小额消 费交易等进行快速、有效和正确的清分，并能对降级运营模式下的票务交易和其他可疑或非正常的票务交易 进行清分或处理；制定与维护清分规则，进行交易欺诈预警；提供统一的对外部系统的数据交换接口和对帐、 结帐处理功能，以准实时方式把清分数据发送给各相关线路及相关系统。
4
地铁企业信息化发展路线推荐
业务目标
安全运营
以生产应用为核心
资产保值
以管理应用为核心
Oracle解决方案：
基于Exadata的一
体化资产管理方案
集中管控
以决策支持为核心
Oracle解决方案：
基于数据中心的综
合管理平台方案
Oracle解决方案：
基于DBaaS的ACC
清分中心平台方案
第一阶段 （运营线路<3）
DBaaS
DB EE
DB SE
DB
DB
SE
SE
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传统的ACC系统架构（x86+小机+存储模式）
中央级LCC
刀片应用 服务器层
清分应用
清分中心ACC
汇总应用 票务管理
第二阶段 （3<运营线路<5）
第三阶段 （运营线路>5）
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时间
5
第一阶段：Oracle如何帮助地铁企业应对安全运营的挑战？
地铁企业面临的挑战
Oracle解决方案
挑战： 如何确保安全运营 和提高可靠性？
ACC资源利用率问题分析：IT资源难以共享，难以动态响应业务负载！
• 目前系统资源利用率不高，如核心系统主节点一天平均CPU利用率不到50%，备节点资源基本没 有使用，灾备资源也几乎没有使用
ACC核心系统数据库服务器24小时内CPU的使用率
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甲骨文城市轨道交通 行业解决方案概览
Andy Wan（万德钦）
Oracle Wuhan DB SC
andy.wan@oracle.com Aug, 2015
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传统架构的ACC问题小结：大部分问题来自于系统架构
新一代ACC系统架构需求 1. 系统性能
• 最优化系统I/O，彻底提升系统性能 • 平滑支持新增业务压力 2. 业务连续性 • 最优化高可用架构 • 双活容灾保护 3. 资源共享 • 最大化投入回报 • 资源灵活调用 4. 运维管理 • 统一的集中的自动的监控运维平台
例如，武汉地铁现有大小 信息化系统共计30余个， 均为满足特定部门或特定 需求而定制开发的，涉及 范围广，但系统间的交互 性不强。信息资源整合集 成的需求强烈，需要打破 信息孤岛，提高运营生产 管理数据共享的及时性。
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作为城市交通运输中间力量，地铁 运输的安全性和可靠性至关重要
社会效益
体现在地铁带动城市经济发展，提 供高质量的服务，重视环保等方面。
资金、资产密集行业
资本和资产、技术资源高度密集; 从 短期看, 固定成本比例较高
政府政策管制
尤其是地方政府对运输票价、企业 对外招投标和投资的管制。
建设、运营、资源
地铁不论采取何种管理模式，其运 作一般是按照这三大板块来进行的。
ACC性能缓慢原因2：高I/O需求导致日数据处理延迟，查询慢！
高I/O需求导致I/O出现瓶颈是性能缓慢的主要原因： •现象1—高I/O需求：某些时点服务器访问磁盘阵列频率非常高，接近100% •现象2—I/O出现瓶颈：通过一天的监控来看，读写比高达112倍，CPU平均使用率47%，而CPU平 均等待率高达21.7%，属于I/O出现瓶颈的情况；
这是一个企业IT架构问题 单纯增加硬件难以解决现有问题
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以Oracle数据库云为核心的ACC系统架构建议
中央级LCC
清分应用
ACC清分生产中心
汇总应用
需要建设集成化的运维平台来支撑更 多流程（如SLA管理）
业务支持
• 基本可以满足业务支持 • 但有些环节可能有潜在业务问题（如：上线）
IT如何和业务KPI关联？
= 完整的
= 大部分
= 部分
= 有限的
= 缺失
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对账应用
统一门户
……
容灾环境
1号线数据库服务器
数据库服 务器层
2号线数据库服务器
4号线数据库服务器
……
清分数据库服务器
2台 小型机HA 主备模式
存储层
历史数据库服务器 2台 小型机 HA主备模式
灾备数据库 服务器 刀片服务器
磁带机
磁盘阵列
磁盘阵列
磁盘阵列
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数据处理流(OLTP)和统计查询(OLAP)交织混合、数据量增加都是形成I/O瓶颈的关键原因
ACC核心数据流程分析
应用服务器层
2.1清分程序
2.3纳入内存 计算
2.4产生清分 记录
3.1查询统计 3.3返回查询结果
清分数据库 服务器层 P570
DS5100 存储阵列
1.1解析
原始文件
1.2入库
2.2获取未清分 2.5入库 记录
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ACC高可用性问题分析：基于存储镜像的DR架构，不经济，不可靠！
主系统: 服务器集群 数据库实例
灾备系统: 所有服务器不活动
数据库存储
存储镜像
•传统的可用性技术要求有闲置设备 •冷切换集群，被动灾备站点 •不经济 •更糟的是不可靠 • 客户不确定备份系统在需要它时是否可以正常工作 • 客户害怕使用它们的灾备站点 • 你是否有检查过备胎的气压？
现在运维主要靠人 工敲命令监控
出了问题后，运 维人员再统去一解运决维
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10
ACC性能缓慢原因分析1：混合负载导致日处理延迟，查询缓慢！
1
议程
• 城市轨道交通行业面临的挑战及趋势 • 甲骨文如何帮助地铁企业应对挑战？ • 小结及优势
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2
对地铁行业业务特点的理解
地铁行业的特点和发展趋势
安全性、可靠性
ACC高可用性问题分析：基于服务器集群技术的HA架构和基于远程磁盘 复制的DR架构均存在隐患
本地HA切换时间需要10几分钟到几十分钟
1. 基于小机的HA集群技术架构导致本地集 网络
3.3生成报表
3.2全表扫描、统计 计算
未清分表
清分表 300万/日
报表
LCC 5分钟一次
1. 原始文件入库数据流 5分钟一次 基本24小时不间断 2. 清分数据流 计划12点到8点 目前24小时不停 3. 查询统计数据流 等待清分完成或按业务需求
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ACC运维问题分析：运维管理存在困难，最突出的问题是缺乏有 效的运维标准，流程和工具！
评估维度 运维组织
现状描述 • “救火队”的组织架构形式，基于技术的人员岗位分配
方案： 基于DBaaS的 ACC清分中心方案
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Oracle Confidential – Internal
6
对AFC/ACC核心业务功能需求的理解
AFC/ACC系统能否高效稳定运行对地铁业务正常运营至关重要！
分值
综合评估 运维组织还处于“救火队”方式
运维流程 运维标准 运维工具
• 有一定的运维流程，手工 • 部分流程缺失,不完整(SLA等)
• 有一定指标 • 没有端到端的SLA管理
• 无统一监控平台，无法很好的监控基础设施、软硬件平 台和核心应用，手工方式
运维流程和国际最佳实践相比需要较 大改善
运维指标监控和管理，以及基于指标 的持续性改进需要加强
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7
地铁AFC票务系统五层架构图
从SC，MLC到ACC，数据规模和负载压力递增！均需要高效稳定的数据库平台进行支撑！
地铁建设
运行/维护 多条线路开始运营
资源开发
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Oracle Confidential – Internal
3
城市轨道交通行业信息化当前面临的共性问题
重工程轻信息化，重生产轻管理，信息孤岛多，信息人才少 • 受投资、建设、运营体制的客观限制，信息化投资和建设力度不够； • 建设初期缺乏信息化建设总体框架和规划； • 运营生产管理信息基础相对薄弱，相当部分业务存在信息化真空； • 既有系统间缺乏信息共享，缺乏战略层的信息化标准； • 信息综合应用程度不高，未进行深度发掘，未形成决策性支撑； • 缺乏既懂运营管理业务又懂信息化技术的专业实施人才。
重视资产生命周期管理
对地铁轨道、车站和动车组等投资 巨大的资产的管理是企业管理重点。
管理模式转变
由完全需要政府补贴的公益性企业 转向与外部协作，运营与开发有机 结合的更加复杂的企业管理模式。
发展：基础设施建设Fra Baidu bibliotek
地铁的不断发展，很大程度上取决 于对基础设施项目的不断投资建设。
地铁企业面临的4大挑战
确保安全运营和提高可靠性 提高资产利用率和降低成本 通过资源开发提高总体收入 集中管控和低成本工程建设
群切换时间过长，数据库及应用切换， 时间通常为10几分钟到几十分钟
服务器硬件
X 存储I/O
操作系统 数据库进程
2. 网络出现问题时，HA是无法完成切换的
数据库
数据库
灾备机房
3. 在数据库/应用切换过程中业务系统会
小型机
刀片
中断
4. 备机系统可用性无法验证
5. 同城灾备系统无法验证、性能也难以承 担交易
9
ACC系统传统架构的常见问题……
每天的清分作业无 法按时完成，数据 延迟会越来越严重
给领导的报表越来越 晚
备机切换演练很少，
不知道是否可靠
灾备环境在机房搬
高可用性问题迁 换后 ，进 现行 在过 也一 没次 切切 换
过
高性能问题 各种查询非常慢
未来还要开23条地 铁线，业务量远远超 过现在，如何应对
•AFC票务系统由清分中心系统、中央计算机系统、车站计算机系统、车站现场设备和车票五层结构组成，采 用计程限时、封闭式的票务管理模式，实现统一、联乘票价；各线路分别设置线路中央计算机系统，作为各 条线路AFC系统的管理及监控中心。
•ACC清分管理系统是地铁的核心业务系统，完成对各线路交易数据的采集、分析、审计、处理、转发或存储， 以及历史数据的存储、管理和查询处理；对轨道交通各线路、城市通卡、银联、各移动运营商、票卡小额消 费交易等进行快速、有效和正确的清分，并能对降级运营模式下的票务交易和其他可疑或非正常的票务交易 进行清分或处理；制定与维护清分规则，进行交易欺诈预警；提供统一的对外部系统的数据交换接口和对帐、 结帐处理功能，以准实时方式把清分数据发送给各相关线路及相关系统。
4
地铁企业信息化发展路线推荐
业务目标
安全运营
以生产应用为核心
资产保值
以管理应用为核心
Oracle解决方案：
基于Exadata的一
体化资产管理方案
集中管控
以决策支持为核心
Oracle解决方案：
基于数据中心的综
合管理平台方案
Oracle解决方案：
基于DBaaS的ACC
清分中心平台方案
第一阶段 （运营线路<3）
DBaaS
DB EE
DB SE
DB
DB
SE
SE
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传统的ACC系统架构（x86+小机+存储模式）
中央级LCC
刀片应用 服务器层
清分应用
清分中心ACC
汇总应用 票务管理
第二阶段 （3<运营线路<5）
第三阶段 （运营线路>5）
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时间
5
第一阶段：Oracle如何帮助地铁企业应对安全运营的挑战？
地铁企业面临的挑战
Oracle解决方案
挑战： 如何确保安全运营 和提高可靠性？
ACC资源利用率问题分析：IT资源难以共享，难以动态响应业务负载！
• 目前系统资源利用率不高，如核心系统主节点一天平均CPU利用率不到50%，备节点资源基本没 有使用，灾备资源也几乎没有使用
ACC核心系统数据库服务器24小时内CPU的使用率
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甲骨文城市轨道交通 行业解决方案概览
Andy Wan（万德钦）
Oracle Wuhan DB SC
andy.wan@oracle.com Aug, 2015
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传统架构的ACC问题小结：大部分问题来自于系统架构
新一代ACC系统架构需求 1. 系统性能
• 最优化系统I/O，彻底提升系统性能 • 平滑支持新增业务压力 2. 业务连续性 • 最优化高可用架构 • 双活容灾保护 3. 资源共享 • 最大化投入回报 • 资源灵活调用 4. 运维管理 • 统一的集中的自动的监控运维平台
例如，武汉地铁现有大小 信息化系统共计30余个， 均为满足特定部门或特定 需求而定制开发的，涉及 范围广，但系统间的交互 性不强。信息资源整合集 成的需求强烈，需要打破 信息孤岛，提高运营生产 管理数据共享的及时性。
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |
作为城市交通运输中间力量，地铁 运输的安全性和可靠性至关重要
社会效益
体现在地铁带动城市经济发展，提 供高质量的服务，重视环保等方面。
资金、资产密集行业
资本和资产、技术资源高度密集; 从 短期看, 固定成本比例较高
政府政策管制
尤其是地方政府对运输票价、企业 对外招投标和投资的管制。
建设、运营、资源
地铁不论采取何种管理模式，其运 作一般是按照这三大板块来进行的。
ACC性能缓慢原因2：高I/O需求导致日数据处理延迟，查询慢！
高I/O需求导致I/O出现瓶颈是性能缓慢的主要原因： •现象1—高I/O需求：某些时点服务器访问磁盘阵列频率非常高，接近100% •现象2—I/O出现瓶颈：通过一天的监控来看，读写比高达112倍，CPU平均使用率47%，而CPU平 均等待率高达21.7%，属于I/O出现瓶颈的情况；
这是一个企业IT架构问题 单纯增加硬件难以解决现有问题
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |
以Oracle数据库云为核心的ACC系统架构建议
中央级LCC
清分应用
ACC清分生产中心
汇总应用
需要建设集成化的运维平台来支撑更 多流程（如SLA管理）
业务支持
• 基本可以满足业务支持 • 但有些环节可能有潜在业务问题（如：上线）
IT如何和业务KPI关联？
= 完整的
= 大部分
= 部分
= 有限的
= 缺失
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对账应用
统一门户
……
容灾环境
1号线数据库服务器
数据库服 务器层
2号线数据库服务器
4号线数据库服务器
……
清分数据库服务器
2台 小型机HA 主备模式
存储层
历史数据库服务器 2台 小型机 HA主备模式
灾备数据库 服务器 刀片服务器
磁带机
磁盘阵列
磁盘阵列
磁盘阵列
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Oracle Confidential – Internal
数据处理流(OLTP)和统计查询(OLAP)交织混合、数据量增加都是形成I/O瓶颈的关键原因
ACC核心数据流程分析
应用服务器层
2.1清分程序
2.3纳入内存 计算
2.4产生清分 记录
3.1查询统计 3.3返回查询结果
清分数据库 服务器层 P570
DS5100 存储阵列
1.1解析
原始文件
1.2入库
2.2获取未清分 2.5入库 记录
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |
ACC高可用性问题分析：基于存储镜像的DR架构，不经济，不可靠！
主系统: 服务器集群 数据库实例
灾备系统: 所有服务器不活动
数据库存储
存储镜像
•传统的可用性技术要求有闲置设备 •冷切换集群，被动灾备站点 •不经济 •更糟的是不可靠 • 客户不确定备份系统在需要它时是否可以正常工作 • 客户害怕使用它们的灾备站点 • 你是否有检查过备胎的气压？
现在运维主要靠人 工敲命令监控
出了问题后，运 维人员再统去一解运决维
Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Oracle Confidential – Internal
10
ACC性能缓慢原因分析1：混合负载导致日处理延迟，查询缓慢！
1
议程
• 城市轨道交通行业面临的挑战及趋势 • 甲骨文如何帮助地铁企业应对挑战？ • 小结及优势
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2
对地铁行业业务特点的理解
地铁行业的特点和发展趋势
安全性、可靠性