基于虛擬化的雙活數據中心技術實現

2014-10-07 15:06:38 大云網　點擊量：評論 (0)

摘　要：隨著社會信息化程度的提高和政府對信息系統依賴性的增強，信息系統的容災備份成為災難發生時確保業務連續性和數據可用性的重要手段。本文介紹了目前災備中心建設的發展趨勢，并簡單分析了基于虛擬化建設

摘　要：隨著社會信息化程度的提高和政府對信息系統依賴性的增強，信息系統的容災備份成為災難發生時確保業務連續性和數據可用性的重要手段。本文介紹了目前災備中心建設的發展趨勢，并簡單分析了基于虛擬化建設雙活數據中心的技術實現。

關鍵詞：災備中心　數據中心　雙活　虛擬化

隨著政府信息化建設的不斷推進，傳統大型數據中心在向云數據中心進行轉變的同時，災備中心建設也由傳統的“兩地三中心”模式向雙活/ 多活中心的演變。一般而言，傳統的大型數據中心都采用“兩地三中心”模式，即生產中心、同城備份中心及異地災備中心。該模式的最大好處在于數據的完備保護和災備保障，但其日益顯現出一些問題。一是設備利用率較低。同城備份中心和異地災備設備如果不做增值服務，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據備份而不能接管應用；異地災備中心可能會有數據差異，當發生災難時，進行切換的時間比較長。三是對于同城和異地災備中心的運維人員而言，參與日常生產較少，不利于技術和業務能力的長期培養，發生大災難時對生產的接管能力有限。為解決上述問題，目前很多“兩地三中心”模式的數據中心都在向雙活/ 多活中心進行轉變。

1　雙活數據中心[1]

　　雙活中心是指兩個數據中心之間并沒有明確的主備之分，每個中心都有生產、互為災備的任務。雙活中心具備以下4 大優勢。一是實現最高級別的可用性。雙活中心可以實現數據零丟失、實時切換。二是提高設備利用率。雙活中心不再設置專用的災備資源，不同中心的資源同時承擔生產和災備。三是保障運維資源的災備接管能力。由于日常雙活中心的運維資源都在進行生產，當一個中心發生災難時，另一個中心所有的流程、職責、設備資源、系統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要求比“兩地三中心”等傳統模式高很多。傳統模式一般只做數據層面的同步、異步復制，在其他技術層面不需要互聯太多，而雙活中心要求在信息系統的各個層面都要緊密互聯、互動。

2　雙活數據中心目標

　　為了實現雙活數據中心建設，必須考慮以下三方面的建設：

　　2.1　核心業務跨地域集群

　　原有的核心業務系統的本地集群，可以擴展到雙中心部署模式，以對應單個數據中心的災難或計劃內維護。

　　2.2　虛擬化資源靈活部署

　　以虛擬機方式部署的業務系統，可以在兩個數據中心遷移，支持業務連續性；同時，在應對突發交易或災備時，資源可以快速調整和擴展。

　　2.3　數據異地復制

　　對業務數據進行異地復制，并保持數據一致性。在需要時，可以對數據進行快速恢復。

3　技術實現

　　3.1　雙活數據中心架構

　　雙活數據中心的總體架構圖如下：

　　雙活架構設計：

　　計算資源池：生產中心與容災備份中心的計算資源池采用同一X86 CPU虛擬化技術（Intel VT，AMD VT）。

　　網絡資源池：生產中心與容災備份中心的網絡設備（核心互聯的三層設備）支持數據中心互聯技術。

　　存儲資源池：生產中心與容災備份中心的存儲資源池采用同一技術構建，便于存儲資源池融合（如建立分布式的卷）、數據遷移與數據備份。

　　業務系統訪問：用戶使用雙中心的業務系統方式如下：通過負載均衡技術，實現全局及本地負載均衡；通過智能DNS系統進行定向和容災切換。

　　3.2　數據中心容災

　　數據中心容災主要分為5個層面，如下圖所示：

　　其中，SAN層及存儲層主要面向數據級別的容災，應用層、數據庫層及邏輯卷層主要面向業務及應用級別的容災。數據級容災通常是應用級容災的基礎。

　　數據級容災：隨著云計算技術的發展，資源整合和池化是數據中心發展的必由之路，傳統的數據級容災方式，不適合當前的軟硬件支撐平臺的容災需求。可以通過對云生產中心和云容災備份中心的存儲資源池進行跨數據中心的數據遠程同步功能，通過采用分布式的卷管理技術（卷跨數據中心，對主機透明），實現基于云平臺的數據級容災。

　　數據庫容災：數據級容災是云容災備份中心建設的基礎，數據級的容災實現以后對數據的可靠性起到了保證；除此之外，還要保證數據的可用性也是本項目數據中心容災面臨的有一個問題，主要是要保證業務系統的數據庫始終處于Active狀態，保證數據庫系統實時可用。

　　在軟硬件支撐平臺的建設過程中，各業務系統可根據具體情況和技術難度，選擇使用國外數據庫或切換到國產或者開源的數據庫。

　　業務系統容災：完成數據級容災、數據庫容災系統的建設后，要實現業務級容災還需要考慮數據庫上層所支撐的業務系統，如何保證這些業務系統對最終用戶實時可用，是衡量業務級容災建設成功與否的最終標準。

　　業務級容災的解決方案主要包括如下內容：

　　DNS重定向：一種是DNS設備監測虛擬機或者主機的活動，一旦發現某個業務的虛擬機或者主機不能提供服務，通過路由重定向技術，確保用戶對業務服務的使用不中斷。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，需要相關的開發商修改他們的業務系統（采用DNS系統提供服務，而不是通過IP地址或端口號等提供服務）。

　　路由注入：一些DNS設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務服務。

　　3.3　數據中心互聯

　　雙活數據中心方案中的核心支撐點是數據中心間的互聯，其應具備支持實現核心業務跨地域集群、虛擬資源靈活部署和關鍵業務數據異地復制的能力。數據中心互聯方案包括局域網絡延展、存儲網絡延展和用戶接入路徑優化。

　　局域網絡延展：在數據中心間擴展局域網（VLAN）的連接，支持應用集群跨地域部署和靈活遷移，支持雙活數據中心部署；提供更大范圍的資源整合和靈活調配。

　　存儲網絡延展：存儲網絡（SAN）的遠程擴展，支持數據的遠程復制及遠程存取，支持存儲的雙活。

　　接入路徑優化：為接入用戶提供優化的接入路徑，使得流量更合理分布。

　　4　總結

　　隨著政府信息化的飛速發展，確保信息系統穩定可靠運行和數據安全就成為政府信息化建設的重中之重。容災系統的建設就是以最合理的代價保護應用數據的完整性和業務系統的連續性，本文對基于虛擬化的雙活災備中心建設技術實現進行了淺要分析。另外，建設雙活數據中心，技術僅僅是其中的一個方面，在服務、管理、流程、人才培養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，任重而道遠，建立災難容災體系勢在必行。