基于二代身份证的人口信息系统的设计与实现

基于二代身份证的人口信息系统的设计与实现

随着经济的发展和计算机化浪潮的推动，中国正式开始使用第二代身份。新一代身份证融入了先进IC卡技术,拥有防伪性能高等众多优点,在人口流通日益频繁的今天,将大大加强我国有关部门在人口管理工作中的效率,能有效减少大量人口流通导致的社会治安问题;与此同时,公安部的“金盾工程”也如火如荼进行当中,以期顺应时代需要,利用高科技继续营造国泰民安的大环境,保证经济建设的顺利进行。在这种大背景下,作为启用第二代身份证的必要条件和公安局“公安综合信息系统”的重要组成部分,我国“人口信息管理系统”在保证二代身份证换证工作以及“金盾工程”的顺利进行中就显得尤为重要。山东滨州市是一个有300万常住人口的中型城市,近日,按照公安部要求和全国实施第二代身份证的需要,滨州公安部门开始对既有的人口信息系统进行全面改造,并对核心数据库系统进行设备选型。“人口信息管理系统”包含常住人口管理、暂住人口管理(出租房屋管理)、工作对象管理、身份证制作与管理、户口网上审批等业务系统,在公安局“公安综合信息系统”所有业务子系统中,具有数据量最大、业务管理内容最多、建设工期最长、实时性最强的特点,对数据库系统的要求尤其苛刻。权衡各种需求,项目组在经过对数款国内外同类服务器的遴选后,最终确定采用联想万全服务器及光纤通道磁盘阵列,来构建数据库系统。一、并行数据库改造山东滨州市常住人口300多万,算上暂住人口、历史纪录、重点人口以及户籍信息等,数据库记录已达到了1000多万条。滨州市“人口信息管理系统”改造前的结构如下图所示:为满足“金盾工程”总体规划要求,以及配合第二代身份证换证工作、日常管理的迫切需求,新一代“人口信息管理系统”有必要采用全新的集中式系统。其中,软件系统必须采用C/S结构设计;而硬件系统则必须具备高可靠和高可用系统;另外还必须建立一套异地备份系统,作为滨州市局数据库系统的备份,这样当中心数据库失效的话,系统就可以切换到备份数据库系统而不至于影响业务的正常进行,从而大大提高了系统的数据保护功能,保证系统的稳定、高效、不间断运行。这就要求第二代居民身份证系统的后台数据库必须是一个运行在硬件集群系统之上的并行数据库,该数据库应该能实现数据录入、查询以及生成统计报表等功能,此外,在远程还必须有第二套并行数据库,通过一定的机制将必要数据复制到这个数据库中,从而实现双份数据备份,实现“无忧”数据保护。改造成功的并行数据库系统必须具备以下特点:第一,可靠稳定(故障切换和高可用性),必须能应对大量数据传输、交换,海量数据的存储和妥善保存;能随时随地保持系统运行的联通性和连贯性,确保网络系统、应用信息系统的安全、可靠。这就要求系统必须是绝对可靠的软硬件平台,同时必须利用集群系统通过全冗余方式完全屏蔽单点失效,以提供良好的失效平滑接管。第二,高性能(负载均衡和并行处理),必须采用集群的负载均衡和并行处理技术,将外部发送来的请求均匀分配到集群中的各台服务器上(包括大量用户的并发访问和单用户的重负载运算),以应付在几千万条到上亿条数据记录的实际查询分析操作过程中出现的多任务重负载的情况,缓解数据库的数据吞吐压力,以接受更多用户的并发访问,提高响应的速率。第三,高扩展性,必须满足随一定阶段内业务增长需求而出现的系统扩容需求,这种扩展性不仅需要考虑从纵向到横向的扩展,还要考虑扩展的简易性、灵活性和二次投资的数额,以及扩展之后对整个系统的集中管理。第四,高性价比,必须考虑一次性软硬件成本的投入,及最终用户在系统维护方面技术和资源的投入,同时必须充分考虑到投资的时效性。二、主流网络架构联想万全服务器一直关注着我国“金盾工程”及人口信息化系统的建设,并积极为这些利国利民的信息化事业提供核心设备。近年来,联想万全服务器和存储产品被广泛应用于各地区的公安信息化项目中,同时也以卓越的表现服务于我国的新一代人口信息化系统中,如在天津公安人口信息系统,甘肃省公安厅、安徽省公安厅、山东省公安厅等等中的应用。由于产品品质出众,项目团队服务到位,同时有丰富的经验,联想万全服务器已经成了我国信息化建设中最重要的服务器系统供应商。联想万全NS10000高性能集群系统更是凭借高可用、高性价比和高处理性能得到了用户的广泛认可。联想万全NS10000高性能集群系统是集成了并行处理、负载均衡和高可用性的集群方案产品,采用联想万全高端IA服务器和存储产品,结合Oracle8iOPS/9iRAC并行数据库,在Windows和Linux平台上为大型数据库应用提供高处理能力、高可用、高性价比的数据库平台。NS10000高性能服务器集群系统于2000年分别通过了在Windows2000AdvancedServer(中文版)和Linux上的Oracle8iOPS四节点认证,联想万全是目前唯一通过此项认证的国内服务器厂商,也是全球第一个在Windows2000平台上通过OPS认证的厂商。随着Oracle9i的推出,联想又在第一时间通过了在Windows2000AdvancedServer(中文版)和Linux上的9iRAC认证。此次联想万全为滨州市全新人口信息数据库系统中最重要的数据库系统提出的方案,是一个由两台联想万全4路服务器R630和一台联想LenovoHDS9520V光纤磁盘阵列柜构成的NS10000-2节点集群系统,该系统是集成了并行处理、负载均衡和高可用性的集群方案产品,采用联想万全高端IA服务器和存储产品,结合Oracle8iOPS/9iRAC并行数据库,能在Windows和Linux平台上为大型数据库应用提供高处理能力、高可用、高性价比的数据库平台,包括性能、可用性、可扩展性、管理性、性价比等的各项技术指标都契合滨州市全新人口信息数据库系统的高要求。首先,NS10000-2节点集群系统具有高性能的特征,该系统通过并行处理、负载均衡技术有效地提高了系统性能,能为大型数据库应用提供更强的并行处理能力。其中,“并行处理”包含以下两方面的含义,一方面,将大规模用户的并发访问分配到多台节点机上并行处理,缩短用户等待响应的时间,并能够接受更多用户的并发访问,另一方面,将单个用户重负载的运算分配到多个节点机上并行处理,系统处理能力得到大幅度提高。其次,NS10000-2节点集群系统具有高可用性的特征,该系统可以采用冗余配置,有效地屏蔽单点失效的危险性,使整个系统的可靠性达到99.99%以上。第三,NS10000-2节点集群系统具有高可扩展性性的特征,随着业务的发展,该系统可以通过增加节点来进行系统升级获得处理性能的提高,确保系统处理能力随用户应用的成长不断扩展。第四,NS10000-2节点集群系统还具有集中管理性的特征,在该系统中,有一台客户机做为管理控制台,同时监控多个节点上的数据库运行情况,另外,可以同时安装网管、磁盘柜管理及UPS管理等系统,实现集群系统的统一管理。第五,NS10000-2节点集群系统还拥有固有的高性价比优势,由于该系统以低廉的价格实现了过去只有小型机才能担纲的应用,在配件的易得性和服务的本地化方面的优势更进一步降低了用户的总拥有成本(TCO)。在具体方案设计中,操作系统Oracle系统部分被安装在每个节点的本地硬盘上,数据库则安装在共享的磁盘阵列上;以千兆以太网卡作为集群系统的内部通讯方式,以实现服务器彼此之间的关键数据同步;同时应用第二块千兆以太网卡作为与客户端进行通讯的数据通迅通道,系统还为该该网卡特别安排了一个专用的网段(VLAN),以避免干扰。整体设计充分考虑到了实际需要并有效结合二节点集群系统特点,很好地了实现负载均衡,使客户端可以连接到任何一个节点进行数据库操作并实现失效接管蜒只要2个节点中的任何一个节点能够正常工作,该节点就可以接管全部客户端的工作。(参见图2)改造后的滨州市全新人口信息数据库系统具有以下功能特点:并行数据库系统能够实现负载均衡、并行处理,能应付大数据量下、大用户量下的各种办公业务;并行数据库能够有效实现失效接管。当集群系统中的一个节点或多个节点出现故障,只要还有节点能够正常工作,数据库就仍然能够正常工作。远程备份服务器,利用第二套并行数据库,通过一定的机制将数据复制到这个数据库中(例如,Advancedreplication,Stream,DataGuard等),实现实时数据保护,当第一套并行数据库出现故障不能正常工作时,只要启用该数据库,就能立即为前端提供数据访问服务。三、人口信息管理成效作为国内惟一有能力提供服务器软硬件系统的服务器系统供应商,联想长期以来一直关注着我国信息化建设的进程,通过技术创新,提供独到的本地化服务,来满足我国信息化建设过程中的各种需求,为电子政务、教育信息化、金融信息化、警务信息化等各行业信息化需求提供了众多值得信赖的产品和解决方案。在此次项目中,联想万全的方案设计充分满足了山东滨州市人口信息管理系统稳定、可靠、集中高效管理数据的要求,系统资源契合业务现状和发展需求,达到了项目用户的预期目标,同时还帮用户降低了设备采购投入(此方案比采用小型机能节省50%以上的成