“互联网+智慧交通”如何落地？看贵州交管局的分布式云架构实践

题记：如今贵州地区，市民只需打开手机APP，就能够快速便捷地享受到诸如路况查询、违章处理、罚款缴纳等一系列自助式服务，免去了往来于家与交警队之间的奔波之苦。在其背后，贵州省“公安交通综合业务平台”发挥了巨大作用。依托“公安交通综合业务平台”打造的智慧交通服务，是贵州信息化云建设的重要成果之一。
 
根据Gartner报告，2016年全球云服务市场规模达到654.8亿美元，预计从现在到2020年将持续平稳增长，2020年将达到1435.3亿美元，年复合增长率达21.7%。 而我国云计算整体市场增长态势，高于全球平均水平。

 
云计算的快速发展和广泛应用，为企业业务的创新提供了强大的支撑能力。目前，云计算正在从游戏、电商等互联网行业转向交通、医疗、政府等传统行业转变，而政府则是传统行业云化转型的主要突破口之一。
 
目前国内大部分企业在信息化建设上仍然处于初级阶段，信息化建设刚刚起步，主要面临的问题是系统的集中与整合。
 

目前很多政府单位都在进行信息化建设的探索与实践，搭建基于云计算的底层基础架构平台，将传统的政务应用迁移到云平台上，提高政府部门的服务效率和能力。 最终目的是让信息多跑腿，群众少跑路。
 
基于这样的架构理念，贵州交管局首先从存储层面的云化出发，构建了基于zData分布式平台，将贵州智慧交通的核心系统集成到一起，形成公安交通综合业务平台，通过云平台的建设以及大数据、智能化模块的导入，推动贵州交管局信息化产业的发展。
 
贵州交管局系统架构亮点分析
1、“六合一”系统从集中到融合，撑起智慧交通核心平台。
集机动车登记系统、驾驶证管理系统、违法处理系统、事故处理系统、交警队信息平台以及剧毒品公路运输六大业务系统为一体，实现企业系统实现从分散到集中到融合，撑起贵州省智慧交通服务的核心平台。

 
2、x86分布式架构实现高性能低成本资源整合。
以x86分布式架构为基础，通过软硬件资源统一规划，实现了高效管理和资源整合。保证弹性保障数据横向、大规模扩展，同时IOPS每秒提升到三百万级响应能力。

 
3、闪存智能缓存的虚拟化技术结合云平台的智能调度和均衡算法，提高资源整体利用率，实现资源分配价值的最大化。

 
4、由zData配合Oracle的ASM通过镜像和条带来实现IO访问的均匀分布和存储安全。
 

5、数据架构新突破。
从数据架构的设计评审、方案论证、升级改造、迁移切割、性能优化、运行保障、监控维护、容灾构建、云化备份全方位多角度的去精细化实施，分布式部署，建立完善规范化数据库管理体系，形成数据架构层面的新突破。

 
在云和恩墨技术专家的协助下，最终贵州交管局从IT架构新变革、数据架构新突破、应用架构新创新、管理规范新举措四大系统层面为引导，旨在构建系统化、分层维度的全面革新体系，把信息化建设提升到当前业界最领先的架构水平，全力支撑业务跨越发展，满足爆发式业务增长条件下，保持良好感知的健康运营状态。打造出一套基于分布式存储发金融系统标准的政务云平台。
 
系统性能卓越，已平稳运行500天
目前，该系统已经零故障平稳运行500天。对于交管局，除了实现32TB的大规模数据迁移之外，实际运行中也取得了显著效果，在构建高可用、高冗余、高性能的数据环境的同时，还进一步降低了TCO。
 
据负责该项目的云和恩墨技术专家介绍，通过基于zDATA的软件定义存储分布式架构，重构合后数据库的主要指标性能提升比率超过了100%。
 
具体来说，系统业务高峰期间CPU整体开销在5%以内，相比过去老旧架构CPU每日85%~95%，应用快速响应得到了飞跃性的提升。
 
·        DB TIME重构前，每日最高单个小时为3563.15。重构后，每日最高单个小时DB TIME为199.68，性能效果提升了178倍。
·        重构前，平均响应I/O的请求时间为10.07毫秒；重构后，平均响应I/O的请求时间缩短为0.01毫秒，IO效果提升1007倍。
·        而针对违法审批报表SQL执行，在重构前同一SQL执行完成需要10206.1秒；重构后，同一SQL执行完成只需要87.07秒，SQL执行效率提升了117倍。
 

企业上云的五大关键点
随着企业数据库数量的大量增加，更多企业通过整合数据库形成私有云数据库来简化IT架构，减少运维复杂度，降低IT系统总体。数据库整合后，单个数据库的数据量大量增加，这对于数据库系统的弹性、可靠性、扩展性和性能都有着非常高的需求。
 
因此，企业上云的时候需要关注以下五大关键点：
·        系统弹性伸缩:在线快速扩容、处理能力线性扩展、故障时自动接管；
·        应用集群化部署:把大应用拆分为多个小应用，部署在集群中实现高可靠
·        应用与数据分离:将数据分成不同级别，各个级别的数据采用存储、数据
·        等级保护的方式也都有所不同。
·        分布式部署:对不同业务的数据、不同类型的数据进行规划部署，实现数 据分布存储，通过路由规则路由访问特定的数据库，提高数据访问的效率和可用性。
·        数据平台化:构建统一的数据访问层，实现数据的共享访问
 
高性能低成本分布式解决方案
我们推荐采用分布式存储和基于x86的PC服务器，在成本降低的情况下，还能大幅度提升系统性能，保持系统的扩展性和敏捷响应能力。


zData方案和架构的优点如下：
·        架构的先进性：以x86服务器、SSD固态硬盘、PCIe闪存卡和软件定义存储为核心的架构，符合IT基础架构的趋势，领先于传统的集中式存储架构和单纯的去小型机的架构。解决了传统集中式存储扩容操作复杂和扩容成本高、扩容周期长的问题，也解决了传统存储扩容后只是容量增加而性能没有增加的问题。
·        架构的高性能：在磁盘访问上三大关键性能指标（吞吐量、IOPS、访问延迟）优于相同成本的传统存储阵列的10倍以上。系统使用基于Infiniband的RDMA协议，降低IO访问延迟的同时，能够减少CPU的消耗，且所有存储链路均是双活状态，保证了带宽高效利用。数据库节点之间的网络带宽为112Gbps，并采用RDS协议，充分发挥了多节点RAC数据库的并发处理能力，能够有效增加企业在业务高峰期的高负载处理能力。且同时支持使用PCIe闪存卡缓存经常随机访问的数据块，有利于提供系统性能。
·        架构的可扩展性：由于采用开放的x86架构，以及高带宽和低延时的Infiniband网络，可以随时在线增加存储容量、存储节点和数据库节点，以实现随时扩容，以及扩容后系统性能和处理能力近线性增加。
·        架构的安全性和可靠性：全冗余结构，任何一个部件的损坏或故障不影响系统的可用性和性能。存储的数据也是2-3份冗余，保证了数据的安全。
·        人性化的管理和监控：zData提供良好的监控和可管理性，出现故障可第一时间通过多种方式进行告警通知，强大的命令行方便维护管理操作。
 
zData的架构主要针对数据库特别是Oracle应用进行了优化，在IO能力上优于传统存储10倍，在这种情况下，不管是处理OLTP业务，还是OLAP分析型业务，以及混合型业务系统（通常的业务系统均带有批处理）、包括即席查询均能胜任。
 
在企业云化的路上，通过分布式计算技术将大量x86服务器的本地存储介质进行整合，实现高可靠、强易用性、低成本、具有良好的扩展性的分布式存储架构，将成为企业的最佳之选。
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借此，祝贺贵州交警综合应用平台安全平稳运行500天，为贵州交警信息化建设迈向2.0，为贵州人民