基于虛擬化的雙活數(shù)據(jù)中心技術(shù)實現(xiàn)
摘 要:隨著社會信息化程度的提高和政府對信息系統(tǒng)依賴性的增強,信息系統(tǒng)的容災(zāi)備份成為災(zāi)難發(fā)生時確保業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)可用性的重要手段。本文介紹了目前災(zāi)備中心建設(shè)的發(fā)展趨勢,并簡單分析了基于虛擬化建設(shè)
摘 要:隨著社會信息化程度的提高和政府對信息系統(tǒng)依賴性的增強,信息系統(tǒng)的容災(zāi)備份成為災(zāi)難發(fā)生時確保業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)可用性的重要手段。本文介紹了目前災(zāi)備中心建設(shè)的發(fā)展趨勢,并簡單分析了基于虛擬化建設(shè)雙活數(shù)據(jù)中心的技術(shù)實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:災(zāi)備中心 數(shù)據(jù)中心 雙活 虛擬化
隨著政府信息化建設(shè)的不斷推進,傳統(tǒng)大型數(shù)據(jù)中心在向云數(shù)據(jù)中心進行轉(zhuǎn)變的同時,災(zāi)備中心建設(shè)也由傳統(tǒng)的“兩地三中心”模式向雙活/ 多活中心的演變。一般而言,傳統(tǒng)的大型數(shù)據(jù)中心都采用“兩地三中心”模式,即生產(chǎn)中心、同城備份中心及異地災(zāi)備中心。該模式的最大好處在于數(shù)據(jù)的完備保護和災(zāi)備保障,但其日益顯現(xiàn)出一些問題。一是設(shè)備利用率較低。同城備份中心和異地災(zāi)備設(shè)備如果不做增值服務(wù),則在日常運行中很難得到充分利用,投資回報率比較低。二是可用性有限。同城備份中心一般只做數(shù)據(jù)備份而不能接管應(yīng)用;異地災(zāi)備中心可能會有數(shù)據(jù)差異,當發(fā)生災(zāi)難時,進行切換的時間比較長。三是對于同城和異地災(zāi)備中心的運維人員而言,參與日常生產(chǎn)較少,不利于技術(shù)和業(yè)務(wù)能力的長期培養(yǎng),發(fā)生大災(zāi)難時對生產(chǎn)的接管能力有限。為解決上述問題,目前很多“兩地三中心”模式的數(shù)據(jù)中心都在向雙活/ 多活中心進行轉(zhuǎn)變。
1 雙活數(shù)據(jù)中心[1]
雙活中心是指兩個數(shù)據(jù)中心之間并沒有明確的主備之分,每個中心都有生產(chǎn)、互為災(zāi)備的任務(wù)。雙活中心具備以下4 大優(yōu)勢。一是實現(xiàn)最高級別的可用性。雙活中心可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)零丟失、實時切換。二是提高設(shè)備利用率。雙活中心不再設(shè)置專用的災(zāi)備資源,不同中心的資源同時承擔生產(chǎn)和災(zāi)備。三是保障運維資源的災(zāi)備接管能力。由于日常雙活中心的運維資源都在進行生產(chǎn),當一個中心發(fā)生災(zāi)難時,另一個中心所有的流程、職責、設(shè)備資源、系統(tǒng)資源都不需做大的改動即可接管,只是運維工作量有所增加。四是雙活中心的技術(shù)要求比“兩地三中心”等傳統(tǒng)模式高很多。傳統(tǒng)模式一般只做數(shù)據(jù)層面的同步、異步復(fù)制,在其他技術(shù)層面不需要互聯(lián)太多,而雙活中心要求在信息系統(tǒng)的各個層面都要緊密互聯(lián)、互動。
2 雙活數(shù)據(jù)中心目標
為了實現(xiàn)雙活數(shù)據(jù)中心建設(shè),必須考慮以下三方面的建設(shè):
2.1 核心業(yè)務(wù)跨地域集群
原有的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的本地集群,可以擴展到雙中心部署模式,以對應(yīng)單個數(shù)據(jù)中心的災(zāi)難或計劃內(nèi)維護。
2.2 虛擬化資源靈活部署
以虛擬機方式部署的業(yè)務(wù)系統(tǒng),可以在兩個數(shù)據(jù)中心遷移,支持業(yè)務(wù)連續(xù)性;同時,在應(yīng)對突發(fā)交易或災(zāi)備時,資源可以快速調(diào)整和擴展。
2.3 數(shù)據(jù)異地復(fù)制
對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行異地復(fù)制,并保持數(shù)據(jù)一致性。在需要時,可以對數(shù)據(jù)進行快速恢復(fù)。
3 技術(shù)實現(xiàn)
3.1 雙活數(shù)據(jù)中心架構(gòu)
雙活數(shù)據(jù)中心的總體架構(gòu)圖如下:
雙活架構(gòu)設(shè)計:
計算資源池:生產(chǎn)中心與容災(zāi)備份中心的計算資源池采用同一X86 CPU虛擬化技術(shù)(Intel VT,AMD VT)。
網(wǎng)絡(luò)資源池:生產(chǎn)中心與容災(zāi)備份中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(核心互聯(lián)的三層設(shè)備)支持數(shù)據(jù)中心互聯(lián)技術(shù)。
存儲資源池:生產(chǎn)中心與容災(zāi)備份中心的存儲資源池采用同一技術(shù)構(gòu)建,便于存儲資源池融合(如建立分布式的卷)、數(shù)據(jù)遷移與數(shù)據(jù)備份。
業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問:用戶使用雙中心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)方式如下:通過負載均衡技術(shù),實現(xiàn)全局及本地負載均衡;通過智能DNS系統(tǒng)進行定向和容災(zāi)切換。
3.2 數(shù)據(jù)中心容災(zāi)
數(shù)據(jù)中心容災(zāi)主要分為5個層面,如下圖所示:
其中,SAN層及存儲層主要面向數(shù)據(jù)級別的容災(zāi),應(yīng)用層、數(shù)據(jù)庫層及邏輯卷層主要面向業(yè)務(wù)及應(yīng)用級別的容災(zāi)。數(shù)據(jù)級容災(zāi)通常是應(yīng)用級容災(zāi)的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)級容災(zāi):隨著云計算技術(shù)的發(fā)展,資源整合和池化是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必由之路,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)級容災(zāi)方式,不適合當前的軟硬件支撐平臺的容災(zāi)需求。可以通過對云生產(chǎn)中心和云容災(zāi)備份中心的存儲資源池進行跨數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)遠程同步功能,通過采用分布式的卷管理技術(shù)(卷跨數(shù)據(jù)中心,對主機透明),實現(xiàn)基于云平臺的數(shù)據(jù)級容災(zāi)。
數(shù)據(jù)庫容災(zāi):數(shù)據(jù)級容災(zāi)是云容災(zāi)備份中心建設(shè)的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)級的容災(zāi)實現(xiàn)以后對數(shù)據(jù)的可靠性起到了保證;除此之外,還要保證數(shù)據(jù)的可用性也是本項目數(shù)據(jù)中心容災(zāi)面臨的有一個問題,主要是要保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫始終處于Active狀態(tài),保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實時可用。
在軟硬件支撐平臺的建設(shè)過程中,各業(yè)務(wù)系統(tǒng)可根據(jù)具體情況和技術(shù)難度,選擇使用國外數(shù)據(jù)庫或切換到國產(chǎn)或者開源的數(shù)據(jù)庫。
業(yè)務(wù)系統(tǒng)容災(zāi):完成數(shù)據(jù)級容災(zāi)、數(shù)據(jù)庫容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)后,要實現(xiàn)業(yè)務(wù)級容災(zāi)還需要考慮數(shù)據(jù)庫上層所支撐的業(yè)務(wù)系統(tǒng),如何保證這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)對最終用戶實時可用,是衡量業(yè)務(wù)級容災(zāi)建設(shè)成功與否的最終標準。
業(yè)務(wù)級容災(zāi)的解決方案主要包括如下內(nèi)容:
DNS重定向:一種是DNS設(shè)備監(jiān)測虛擬機或者主機的活動,一旦發(fā)現(xiàn)某個業(yè)務(wù)的虛擬機或者主機不能提供服務(wù),通過路由重定向技術(shù),確保用戶對業(yè)務(wù)服務(wù)的使用不中斷。另一種是通過虛擬機的管理平臺(如Vcenter),向DNS設(shè)備宣告虛擬機的遷移或失效。采用基于DNS方式的解決方案,需要相關(guān)的開發(fā)商修改他們的業(yè)務(wù)系統(tǒng)(采用DNS系統(tǒng)提供服務(wù),而不是通過IP地址或端口號等提供服務(wù))。
路由注入:一些DNS設(shè)備可以支持路由注入的功能,通過路由注入,學習到入向路由,確保用戶可以獲得業(yè)務(wù)服務(wù)。
3.3 數(shù)據(jù)中心互聯(lián)
雙活數(shù)據(jù)中心方案中的核心支撐點是數(shù)據(jù)中心間的互聯(lián),其應(yīng)具備支持實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)跨地域集群、虛擬資源靈活部署和關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)異地復(fù)制的能力。數(shù)據(jù)中心互聯(lián)方案包括局域網(wǎng)絡(luò)延展、存儲網(wǎng)絡(luò)延展和用戶接入路徑優(yōu)化。
局域網(wǎng)絡(luò)延展:在數(shù)據(jù)中心間擴展局域網(wǎng)(VLAN)的連接, 支持應(yīng)用集群跨地域部署和靈活遷移,支持雙活數(shù)據(jù)中心部署;提供更大范圍的資源整合和靈活調(diào)配。
存儲網(wǎng)絡(luò)延展:存儲網(wǎng)絡(luò)(SAN)的遠程擴展,支持數(shù)據(jù)的遠程復(fù)制及遠程存取,支持存儲的雙活。
接入路徑優(yōu)化:為接入用戶提供優(yōu)化的接入路徑,使得流量更合理分布。
4 總結(jié)
隨著政府信息化的飛速發(fā)展,確保信息系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行和數(shù)據(jù)安全就成為政府信息化建設(shè)的重中之重。容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)就是以最合理的代價保護應(yīng)用數(shù)據(jù)的完整性和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性,本文對基于虛擬化的雙活災(zāi)備中心建設(shè)技術(shù)實現(xiàn)進行了淺要分析。另外,建設(shè)雙活數(shù)據(jù)中心,技術(shù)僅僅是其中的一個方面,在服務(wù)、管理、流程、人才培養(yǎng)等方面都需要做大量的研究和部署工作。總體來說,信息化建設(shè),任重而道遠,建立災(zāi)難容災(zāi)體系勢在必行。
責任編輯:葉雨田
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