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智慧交通云平台方案建议书.docx
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智慧交通云平台
技术方案建议书
目 录
目 录
1 系统总体设计....................................................................................................................1
1.1 云计算系统设计方案概述........................................................................................1
1.1.1 系统基本功能................................................................................................1
1.1.2 主要设计思想和设计目标、设计原则...........................................................1
1.1.3 智慧交通云平台的云计算解决方案...............................................................2
1.1.4 系统的主要技术特点.....................................................................................3
1.2 系统总体构架..........................................................................................................4
1.2.1 系统基本组成与构架.....................................................................................4
1.2.2 系统功能构架................................................................................................4
1.2.3 系统总体构架与功能模块.............................................................................8
1.3 系统基本功能与处理方案......................................................................................10
1.3.1 交管卡口数据入库功能与处理方案.............................................................10
1.3.2 数据存储功能与处理方案............................................................................11
1.3.3 查询分析功能与处理方案...........................................................................13
1.4 系统互联与管理....................................................................................................14
1.4.1 组网方案.....................................................................................................14
1.4.2 网络管理.....................................................................................................16
1.4.3 系统安全.....................................................................................................17
1.5 系统可靠性与扩展性.............................................................................................18
1.5.1 系统可靠性.................................................................................................18
1.5.2 系统扩展性.................................................................................................20
1.6 系统设计性能........................................................................................................21
1.6.1 交管数据流量处理能力...............................................................................21
1.6.2 数据存储能力..............................................................................................22
1.6.3 查询分析计算性能......................................................................................23
2 系统设计实施与关键技术方法.........................................................................................24
2.1 系统软硬件平台....................................................................................................24
2.2 数据处理流程........................................................................................................24
2.3 数据存储子系统....................................................................................................26
2.3.1 海量数据分布式数据存储构架....................................................................26
2.3.2 适应应用需求的混合存储策略....................................................................28
2.3.3 HDFS 数据存储..........................................................................................29
2.3.4 大数据处理系统数据立方...........................................................................32
目 录
2.4 3.3.1 数据立方的体系架构....................................................................................32
...........................................................................................................................................33
2.4.1 Database 数据存储.....................................................................................39
2.4.2 数据存储的可靠性......................................................................................41
2.4.3 数据压缩.....................................................................................................43
2.5 数据查询与统计分析子系统..................................................................................45
2.5.1 数据查询与统计分析系统基本构架.............................................................45
2.6 基于云方案的交管数据查询索引与查询优化技术.................................................45
2.6.1 基于数据立方的交管数据查询索引处理方案..............................................45
2.7 交管数据处理集群的可靠性与负载均衡设计.........................................................46
2.7.1 负载均衡处理机的单点失效容错处理.........................................................46
2.7.2 查询处理机的单点失效容错处理.................................................................50
2.8 计算与存储集群的可靠性与负载均衡设计............................................................51
2.8.1 计算与存储集群 Master 单点失效容错处理................................................51
2.8.2 计算与存储集群的负载均衡处理.................................................................58
2.8.3 HDFS 的可靠性设计...................................................................................61
2.8.4 数据立方可靠性设计...................................................................................63
2.8.5 MapReduce 计算可靠性设计......................................................................65
2.9 查询统计计算可靠性与负载均衡设计....................................................................67
2.9.1 基于 Zookeeper 的单点失效和负载均衡设计..............................................67
2.10 系统安全性设计..................................................................................................69
2.10.1 安全保障体系框架....................................................................................69
2.10.2 云计算平台的多级信任保护......................................................................71
2.10.3 基于多级信任保护的访问控制..................................................................75
2.10.4 云平台安全审计........................................................................................78
2.10.5 云计算综合安全网关.................................................................................81
3 综合业务应用功能接口及效果.........................................................................................85
3.1 实时监控...............................................................................................................85
3.1.1 实时车辆监控..............................................................................................85
3.1.2 报警车辆实时监控......................................................................................85
3.2 数据查询...............................................................................................................87
3.2.1 车辆信息查询..............................................................................................87
3.2.2 报警车辆查询..............................................................................................87
3.3 车辆轨迹查询........................................................................................................88
3.3.1 车辆查轨迹.................................................................................................88
3.4 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............................................................................................................ 66
图表 33 作业注销........................................................................................................................ 67
图表 34 Zookeeper 基本工作结构图........................................................................................... 67
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..................................................................................... 69
图表 37 云部署模型的实现......................................................................................................... 71
目 录
图表 38 多级信任保护................................................................................................................ 71
图表 39 基于可信第三方的平台认证.........................................................................................72
图表 40 主要因素平台证书......................................................................................................... 73
图表 41 云存储安全子系统接口关系图..................................................................................... 76
图表 42 基于多级信任保护的多级访问控制流程...................................................................... 76
图表 43 数据安全交换平台......................................................................................................... 77
图表 44 云存储安全审计体系结构............................................................................................. 78
图表 45 安全日志审计系统结构图............................................................................................. 80
图表 46 Cloud-USG 三种部署模式............................................................................................... 83
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