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智慧交通云平台

技术方案建议书

  目   录
目    录
系统总体设计...................................................................................................................1
1  云计算系统设计方案概述.......................................................................................1
1.1  系统基本功能...............................................................................................1
1.2  主要设计思想和设计目标、设计原则..........................................................1
1.3  智慧交通云平台的云计算解决方案..............................................................2
1.4  系统的主要技术特点....................................................................................3
2  系统总体构架.........................................................................................................4
2.1  系统基本组成与构架....................................................................................4
2.2  系统功能构架...............................................................................................4
2.3  系统总体构架与功能模块............................................................................8
3  系统基本功能与处理方案.....................................................................................10
3.1  交管卡口数据入库功能与处理方案............................................................10
3.2  数据存储功能与处理方案...........................................................................11
3.3  查询分析功能与处理方案..........................................................................13
4  系统互联与管理...................................................................................................14
4.1  组网方案....................................................................................................14
4.2  网络管理....................................................................................................16
4.3  系统安全....................................................................................................17
5  系统可靠性与扩展性............................................................................................18
5.1  系统可靠性................................................................................................18
5.2  系统扩展性................................................................................................20
6  系统设计性能.......................................................................................................21
6.1  交管数据流量处理能力..............................................................................21
6.2  数据存储能力.............................................................................................22
6.3  查询分析计算性能.....................................................................................23
系统设计实施与关键技术方法........................................................................................24
1  系统软硬件平台...................................................................................................24
2  数据处理流程.......................................................................................................24
3  数据存储子系统...................................................................................................26
3.1  海量数据分布式数据存储构架...................................................................26
3.2  适应应用需求的混合存储策略...................................................................28
3.3  HDFS 数据存储.........................................................................................29
3.4  大数据处理系统数据立方..........................................................................32

  目   录
4  3.3.1 数据立方的体系架构...................................................................................32
 ..........................................................................................................................................33
4.1  Database 数据存储....................................................................................39
4.2  数据存储的可靠性.....................................................................................41
4.3  数据压缩....................................................................................................43
5  数据查询与统计分析子系统.................................................................................45
5.1  数据查询与统计分析系统基本构架............................................................45
6  基于云方案的交管数据查询索引与查询优化技术................................................45
6.1  基于数据立方的交管数据查询索引处理方案.............................................45
7  交管数据处理集群的可靠性与负载均衡设计........................................................46
7.1  负载均衡处理机的单点失效容错处理........................................................46
7.2  查询处理机的单点失效容错处理................................................................50
8  计算与存储集群的可靠性与负载均衡设计...........................................................51
8.1  计算与存储集群 Master 单点失效容错处理...............................................51
8.2  计算与存储集群的负载均衡处理................................................................58
8.3  HDFS 的可靠性设计..................................................................................61
8.4  数据立方可靠性设计..................................................................................63
8.5  MapReduce 计算可靠性设计.....................................................................65
9  查询统计计算可靠性与负载均衡设计...................................................................67
9.1  基于 Zookeeper 的单点失效和负载均衡设计.............................................67
10  系统安全性设计.................................................................................................69
10.1  安全保障体系框架...................................................................................69
10.2  云计算平台的多级信任保护.....................................................................71
10.3  基于多级信任保护的访问控制.................................................................75
10.4  云平台安全审计.......................................................................................78
10.5  云计算综合安全网关................................................................................81
综合业务应用功能接口及效果........................................................................................85
1  实时监控..............................................................................................................85
1.1  实时车辆监控.............................................................................................85
1.2  报警车辆实时监控.....................................................................................85
2  数据查询..............................................................................................................87
2.1  车辆信息查询.............................................................................................87
2.2  报警车辆查询.............................................................................................87
3  车辆轨迹查询.......................................................................................................88
3.1  车辆查轨迹................................................................................................88
4  事件检测报警.......................................................................................................89

  目   录
3.4.1  套牌车辆自动报警.....................................................................................89
3.4.2  同行车辆分析报警.....................................................................................89
3.5  流量统计和分析...................................................................................................90
4  详细设备配置清单..........................................................................................................91
图表 1 智慧交通云平台云计算解决方案............................................................................3
图表 2 智慧交通云平台总体构架与功能模块图...............................................................8
图表 3 智慧交通云平台架构................................................................................................ 10
图表 4 数据存储处理架构..................................................................................................... 12
图表 5 交管卡口数据接入..................................................................................................... 13
图表 6 组网方案....................................................................................................................... 15
图表 7 分布式文件存储系统吞吐量指标..........................................................................22
图表 8 系统软件结构.............................................................................................................. 24
图表 9 数据汇总上报处理流程............................................................................................25
图表 10 实时数据入库流程................................................................................................... 25
图表 11 分布式计算流程....................................................................................................... 27
图表 12 Hadoop 结构................................................................................................................ 27
图表 13 Hdfs 结构...................................................................................................................... 30
图表 14 HDFS Namenode、DataNode 和客户端们之间的交互..........................................32
图表 15 HDFS 数据压缩与组织.............................................................................................. 44
图表 16 数据查询子系统构架.............................................................................................. 45
图表 17 负载均衡机分布图................................................................................................... 47
图表 18 负载均衡机宕机预案.............................................................................................. 48
图表 19 Master 节点宕机预案................................................................................................ 49
图表 20 查询处理单点失效容错处理................................................................................. 50
图表 21 Master 单点失效容错处理.......................................................................................51
图表 22 AvatarNode0 以 Pimary 启动过程..............................................................................53
图表 23 AvatarNode1 以 Standby 启动过程............................................................................54
图表 24 DataNode 启动过程.................................................................................................... 55
图表 25 AvatarNode0 宕机后的状态......................................................................................55
图表 26 AvatarNode1 切换为 Primary 过程.............................................................................56
图表 27 AvatarNode0 重启过程............................................................................................... 57
图表 28 AvatarNode 启动切换流程图.................................................................................... 58
图表 29 Avatar 体系架构图..................................................................................................... 62
图表 30 数据立方系统架构................................................................................................... 63
图表 31 作业提交..................................................................................................................... 66
图表 32 JobTracker0 宕机.......................................................................................................... 67
图表 33 作业注销..................................................................................................................... 67
图表 34 Zookeeper 基本工作结构图...................................................................................... 68
图表 35 基于 Zookeeper 的查询分析计算单点失效和......................................................69
图表 36 基于深度防护战略的 IATF 模型.............................................................................70
图表 37 云部署模型的实现................................................................................................... 71