Sybase助风云三号气象卫星腾飞

项目背景

　　风云三号卫星是我国第二代极轨气象卫星，是我国民用遥感卫星中第二代卫星的第一个系列，是新一代高性能综合遥感探测卫星。风云三号气象卫星应用系统（FY-3）作为卫星工程的地面应用设施，主要负责卫星广播资料的接收、传输、数据加工处理、数据分发服务与存档管理，系统应能提供多种图像和定量产品，这些产品将广泛应用于天气预报、气候预测、自然灾害和环境监测、军事气象和专业气象服务等应用领域。

　　应用需求

　　FY-3应用系统中的计算机及网络系统（FY-3 Computer & Network System简称CNS,后同）是风云三号气象卫星地面应用系统工程的主要功能系统之一，具有两大方面的职能：第一，CNS是应用系统的基本支撑系统与运行平台，负责为卫星资料接收、传输、处理、存档和分发等环节提供系统资源与运行环境，为应用软件的设计开发提供必须的计算机、网络、存储、数据库和基本系统软件等系统资源；第二，CNS又是一个功能系统，负责各个地面站的资料传输、数据处理和服务中心资料汇集、业务作业调度、产品分发、常规资料数值预报资料获取和国外新一代极轨卫星资料汇集、处理等功能的业务软件研发，以及系统软件的部署和配置、业务软件的测试与集成、资料预处理与产品处理软件的工程化设计和应用开发仿真测试系统设计与实施。

　　CNS基本支撑系统与运行平台部分的架构设计原则是以数据接收系统、运行控制系统、资料预处理系统、产品生成系统、产品质量检验系统、数据存档和服务系统、监测分析服务系统、应用示范系统和仿真与业务支持系统等十个功能系统的资源需求为依据，在跟踪计算机、存储和网络先进技术的基础上，认真研究国内外类似系统，设计高性能、稳定可靠具备可扩展能力的新一代极轨气象卫星地面应用支撑系统。

　　解决方案

　　根据系统技术路线，在物理结构上，将CNS系统设计为四层架构：

　　（1）数据接收与发送

　　（2）数据汇集与网络

　　（3）资料与产品处理

　　（4）数据存储与服务

　　项目组经过审慎调研，反复比较，最终选择Sybase 企业级数据库Adaptive Enterprise Server 15作为整个应用的数据管理平台。为保证整个系统7x24小时连续运转，还应用了 ASE HA高可用性方案。

　　SYBASE ASE运行在两台p595的DB分区，数据库库体容量大概4TB左右，两台p595的DB分区之间使用IBM的HACMP软件和构架在其上的ASE HA软件保证SYBASE数据库的高可靠性。

　　项目组在系统运行中，对ASE的优异性能深有体会。具体包括以下几方面：

　　1、并行查询（包括联接、扫描和合计）能力

　　数据库的并行处理能力可以显著地提高系统的吞吐量，这一点对保持企业关键系统正常运转意义重大。ASE可以在最短的时间内处理完查询请求，不论是决策支持型应用，还是混合型应用，都具有良好的可伸缩性和运行性能。

　　2、索引采样

　　面对非常大的索引，更新数据库的统计表就成为一个耗资源、耗时间的过程。对于其他数据收集、存储、编制索引也有所影响。ASE的可伸缩性和采样用于管理索引统计的功能，对查询进行基于成本的优化。这种统计方法远比传统的统计方法科学、先进，同时为客户带来了方便、快捷的服务。

　　3、智能SQL 语句缓存

　　语句缓存技术可将联机查询的SQL语句保存在ASE内。当ASE再次接受到新的SQL语句时，可与缓存中的SQL语句进行比对，如果发现匹配的语句，可以直接使用该语句的查询计划。由此而减少了SQL语句重新编译的时间开销，提高了系统响应速度。测试结果显示：SQL语句越复杂，其性能提升的越大。

　　4、高可用性

　　ASE的HA比以前的stand by的方式在提供高可用性方面有了进一步的加强。和stand by方式相比，HA有着更快的fail over和fail back的速度，提供了客户端连接的自动fail over和fail back，客户端不再需要重新连接，而且通过mount database的方式使得两台主机上的数据库Server都可以同时在线使用，不像stand by模式下，只有一台机器可用而备机不可用。同时在互为备份的方式下，HA充分的利用了主机的资源(CPU和内存)，而stand by的方式只能利用主机的一半物理资源(剩余的一半需要预留给failover的情况)。

　　实施效果

　　目前，该项目已完成Sybase数据库系统的全部建设。截至到2007年11月，Sybase数据库已经全部投入正常的生产使用，从实际使用的情况来看，整个系统非常稳定，效率很高，完全满足目前及以后几年内气象卫星系统的业务处理需求。