硬盘克隆技术在变电站类Unix操作系统监控服务器的应用分析

李　挺，邓　科，蔡　昂，刘晓华，李　炜，洪　叶，谢　鹏，闵铁军

(国网湖北省电力公司检修公司，武汉　430050)



硬盘克隆技术在变电站类Unix操作系统监控服务器的应用分析

李挺，邓科，蔡昂，刘晓华，李炜，洪叶，谢鹏，闵铁军

(国网湖北省电力公司检修公司，武汉430050)

摘要：湖北电网大型变电站及水力、火力发电厂的监控系统服务器均为类unix操作系统。由于存在操作复杂、不具普遍性等原因，造成作为重要设备的监控系统服务器重装效率低，出错率高，工作难度大。为此，摒弃传统装机方法及软件克隆方式，利用硬盘对拷机的克隆功能，对类unix系统服务器硬盘实现完整精确复制，并通过修改少量参数来适应现场各种装机的工作需要。制订了详细的工作方案，在保障安全的前提下，降低工作难度，提高工作效率，为类unix系统服务器的维护及检修工作提供一种便捷有效的新途径。

关键词：硬盘；克隆；操作系统；监控系统

1背景

监控系统是变电站(水力、火力发电厂)的“眼睛”，对各站端的运行状态进行实时监控。监控服务器作为站端重要设备，当遇到系统崩溃、硬盘损坏等严重缺陷时需要重装系统，却由于类unix操作系统(各种传统的unix系统以及与传统unix类似的系统，诸如solarisunix、linux等操作系统)存在操作复杂(以指令操作为主)、不具普遍性(相对于windows家用操作系统)及监控程序设置步骤繁多(多达100步以上)等因素，导致现场工作难度大、耗时长、出错率高，严重影响缺陷处理的工作效率。本文摒弃传统装机方法(逐步安装操作系统，再进行监控程序安装)及软件克隆方式(采用ghost软件制作引导盘的形式，大量复杂指令操作，且克隆文件大小受引导盘容量的限制)，采用硬盘对拷机的脱机对拷功能对硬盘进行克隆，有效解决了以上问题，将原本需要业务能力较强的厂家专业人员忙碌至少4h以上、出错率较高的工作，变成了非专业人员可在1.5h内轻松精准完成的傻瓜式操作。同时，对硬盘对拷机的基本功能进行了阐述，针对变电站现场不同情况，制定了完整的工作方案，对现场危险点及防范措施、操作方法、验收步骤均有详细说明，确保了工程的安全可控。

2硬盘对拷机基本功能

本文以Orico6629硬盘对拷机为例，进行简要功能介绍。

2.1“硬盘脱机克隆”功能

硬盘对拷机可将2块硬盘进行脱机对拷。设硬盘A作为源盘，硬盘B作为目标盘，将2块硬盘同时插入硬盘对拷机插槽中，按“克隆”开启按钮，先自动对B硬盘进行格式化操作，再进行硬盘克隆操作。

2.2“拷贝进度”指示功能

有拷贝进度指示灯显示拷贝进度。当拷贝完成时，会发出提示声。整个拷贝时间根据源盘大小决定。

2.3“目标盘容量不当”告警功能

目标盘为能克隆源盘全部数据，应保证目标盘容量不小于源盘大小，否则，会发出告警提示，且自动闭锁克隆操作。

3现场工作方案

根据硬盘对拷机的基本功能及类unix系统服务器的不同现场工作需要，制定工作方案。首先对现场危险点进行分析，拟定相关防范措施；然后，制定不同情况下的工作操作方法，以便对其进行规范管理；最后，制定相关验收步骤，对工作结果的正确性进行验证。

3.1现场危险点分析及防范措施

1) 双机同时失电。现场类unix系统服务器均为双重化配置，互为备用。如果将2台监控服务器同时失电，将会导致变电站监控系统失效，使运行人员无法有效监视站内各设备运行情况，一旦发生电网设备异常，则无法及时处理，造成严重电网事故。在工作中应严禁服务器双机同时失电，并注意工作时勿碰其他运行服务器电源，以免造成其他服务器设备非正常失电。

2) 网络地址冲突。服务器IP地址设置不当可能引起网络地址冲突的现象，造成整个站端局域网上其他服务器设备非正常运行。因此，在工作前应将服务器设备的网线拔掉再进行工作，待配置完成后，对本机所有IP地址逐一验证(在相同网络上的另一台服务器设备上利用“ping”命令核对本机所有IP地址是否已存在)无误后，方可将网线恢复。同时，密切监视其他服务器运行状态，一旦发现异常，应立即断开网线。

3) 硬盘插槽损坏。采用硬盘对拷机克隆硬盘时，需要将硬盘拆除及重新安装。对于硬盘接口应避免用力不当或反插造成的接口损坏。在拆除硬盘前对接口处的数据线应做好标记，以便于还原；拆除或安装硬盘时应均匀用力，安装后应检查是否紧固。

4) 硬盘对拷机插槽位置不当。硬盘对拷机在对拷数据时，先将目标盘格式化，然后将目标盘数据克隆为源盘。当目标盘和源盘插槽位置弄反时，就会将源盘数据格式化，造成实际需要的数据丢失，无法完成对拷工作。因此，应将源盘和目标盘分别做好详细标记，在将硬盘插入插槽前应仔细核对位置，避免硬盘插错位置。

5) 对拷机工作时晃动机身。硬盘对拷机在进行硬盘克隆工作时，硬盘磁片处于高速转动的状态，当硬盘对拷机受到震动时，会连同硬盘一起受到震动，这时对于机械硬盘来说，可能造成硬盘磁头损坏和磁片划伤产生坏道，甚至整个硬盘损坏的现象。因此硬盘对拷机工作时，应置于平整牢固的平面上，工作时保持机身的平稳。

6) 硬盘工作时发生异响。机械硬盘工作时发生异响，极大可能是磁头损坏，这时如果持续工作，可能会造成硬盘磁片高速运转的同时与错位的磁头发生严重磨损，致使该硬盘数据难以修复。当硬盘工作时发生异响时，应立即停止工作，送至专业机构进行维修，多数时候更换磁头即可恢复正常。

3.2不同情况下的工作操作方法

现场监控服务均为双重化配置，互为备用，且硬件配置完全相同。设2台服务器主机中1台为scada1,1台为scada2。

1)scada1故障，scada1已克隆。当服务器需重装系统时，为了省去复杂的安装步骤，实现快速处理，应在服务器设备良好时采用和服务器硬盘容量相同或更大的硬盘提前使用硬盘对拷机进行硬盘克隆操作。当系统需重装时，直接将提前克隆好的硬盘更换即可。

2)scada2故障，scada1已克隆。现场双重化配置的服务器硬件配置及型号均完全一致(必须完全一致方可采用“克隆后修改参数的替代”操作)，唯一不同的是网络地址和机器名。只需对scada1已克隆的硬盘数据中的机器名及网络地址进行修改，就可实现对scada2服务器硬盘数据的快速恢复。所涉及的修改内容仅与操作系统有关，与各厂家的监控程序无关。因此，在相同操作系统下的修改方法是一致的，该方法对于不同监控厂家设备具有通用性。本文针对硬盘对拷工作中遇到的“修改网络地址和机器名”问题，制定了具体操作流程，操作步骤不超过7步，并对该步骤的正确性和可行性进行了实际现场验证。下面分别对solarisunix和linux这两种常见操作系统下的修改方法进行阐述。

硬盘对拷，配置设置：(如scada1配置需要更改成scada2)

3.2.1Solarisunix操作系统下配置修改方法

本文以HP机器为例，主机名为sun1，主网卡hostname.e1000g0名字为sun1，副网卡hostname.e1000g1名字为sun1-2，主网卡IP为10.100.100.1，子网掩码为255.255.255.0，副网卡IP为11.100.100.1，子网掩码为255.255.255.0。

1) 使用超级用户登录计算机。例如：许继的超级用户为root，密码为root

2) 进入文件管理程序文件夹。如图1所示，在桌面点击右键，选择文件并进入文件管理程序。

图1　进入文件管理程序文件夹

3) 修改网卡名。如图2、3所示，打开etc文件夹，打开网卡配置hostname.e1000g0、hostname.e1000g1，把所有网卡的名字均修改为需要的网卡名。

图2　修改网卡名

图3　修改网卡名

4) 修改网卡IP及网卡名。如图4所示，打开hosts文件，对各个网卡IP及网卡名进行修改，其中网卡名应与第3步一致。

图4　修改网卡IP及网卡名

5) 修改IP网段及子网掩码。如图5所示，打开netmasks，修改IP网段及子网掩码。

图5　修改IP网段及子网掩码

6) 修改主机名字。如图6所示，打开nodename，修改主机名字，即登陆时的主机名字。

图6　修改主机名字

7) 重启电脑。重启电脑后，修改后的配置方可生效。

3.2.2Linux操作系统下配置修改方法

Linux操作系统由于界面相对友好，其配置修改方法相比在solarisunix系统下的修改要简单很多，可在网络配置选项中对IP设置及机器名称进行统一修改。如图7、8所示。

图7　激活eth0

1) 修改网络配置。在系统→管理→网络，出现网络配置界面，选择“设备”页进行IP地址、子网掩码、默认网关地址设置。图7为激活eth0的网络配置界面。双击eth0，出现如下界面，见图8。

图8　网络配置

首先在“硬件设备”中查看mac地址，然后确定。可以将“别名”修改为常用的MMSA网或者MMSB网，必须将“当计算机启动时激活设备”项打勾确定。把IP地址和子网掩码设为需要的参数。

2) 修改机器名。“主机”选项里修改机器名称，例如，scada2。

3) 重启电脑。重启电脑后，修改后的配置方可生效。

3.3验收步骤

硬盘对拷工作的正确性验证是整个工作的重点。对服务器操作系统与监控系统程序之间的特性进行分析，并制定相应的验收策略。

3.3.1操作系统正确性验证。

1) 系统启动功能验证。观察系统是否能正常开机启动，有无异常报文(类Unix操作系统如果安装不正确，通常无法正常启动并进入操作系统)。

2) 本机IP地址配置核对。首先，核对机器名及网络地址后，通过输入“ifconfig-a”命令验证IP地址在本机上是否生效；然后，在另外一台相同网络的服务器上输入“pingIP地址”命令验证所有本机IP地址是否已在该网络中存在，防止网络冲突。

3.3.2监控系统正确性验证。

1) 监控程序启动验证。检查是否能在类Unix操作系统下启动，并打开监控系统程序查看有无错误报文；

2) 监控数据核对。将网线接入，恢复服务器与站端网络的连接，查看监控系统各数据(遥信、遥测、遥脉)是否刷新，且应与另一台互为备用的服务器状态一致。

4结束语

本文给出的方法已经南京南瑞继保电气有限公司及许继集团有限公司国内两大顶级监控厂家测试认可，在500kV咸宁变电站进行了挂网运行试验。2014年10月，采用该方法安全高效地处理了发生在500kV十堰变电站的“监控系统服务器A机系统崩溃”事故。该服务器已安全稳定运行1年，经受了现场实际考验。该工作方案将在湖北电网所有500kV变电站进行推广。方法中所涉及的主体思路及相关技术不仅适用于我国电力行业，同样适用于其他多个行业，对类Unix系统服务器维护与检修工作有一定的借鉴价值。

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(责任编辑杨黎丽)

Hard Disk Cloning Technology in Substation Unix-Like OperationApplicationAnalysisofSystemMonitoringServer

LI Ting, DENG Ke, CAI Ang, LIU Xiao-hua,LIWei,HONGYe,XIEPeng,MINTie-jun

(Maintenance Company of State Grid Hubei Electric Power Company, Wuhan 430050, China)

Abstract:Themonitoringsystemoflargepowersubstation,hydraulicandthermalpowerplantofHubeipowernetworkisUnix-likeoperatingsystem.Becauseofthecomplexityoftheoperationandthenonuniversality,themonitoringsystemofimportantequipmenthaslowreloadingeffciency,highprobabilityoferrorandworkdifficulty.Weabandonedthetraditionalmethodandthemethodofsoftwarecloning,andusedcloningfunctionoftheharddiskcopiermachinetoachievecompleteandaccuratecopyofUnix-likesystemserverharddiskandtoadapttovariousfieldinstalledworkneedbymodifyingafewparameters.ThispaperhasworkedoutadetailedworkplanwhichprovidesaconvenientandeffectivewayfortheInspectionandrepairoftheUnix-likesystemunderthepremiseofensuringsafety,reducingworkdifficultyandimprovingworkefficiency.

Keywords:harddisk;clone;operatingsystem;monitoringsystem

收稿日期：2016-01-16

基金项目：国网湖北省电力公司科技项目(2015修-1525)

作者简介：李挺(1982—)，男，湖北武汉人，硕士研究生，主要从事电力系统继电保护及自动化研究。

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2016.06.021

中图分类号：TP277

文献标识码：A

文章编号：1674-8425(2016)06-0125-05

引用格式：李挺,邓科,蔡昂，等.硬盘克隆技术在变电站类Unix操作系统监控服务器的应用分析[J].重庆理工大学学报(自然科学)，2016(6):125-129.

Citationformat：LITing,DENGKe,CAIAng,etal.HardDiskCloningTechnologyinSubstationUnix-LikeOperationApplicationAnalysisofSystemMonitoringServer[J].JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)，2016(6):125-129.