同城應(yīng)用級(jí)災(zāi)備中心建設(shè)探討

黃宏聰，林志達(dá)，王建雄

（1.南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司，廣東 廣州 510630；2.中國(guó)南方電網(wǎng)公司，廣東 廣州 510630；3.中睿通信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引言

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，信息系統(tǒng)建設(shè)模式也隨之發(fā)生了很大的變化，由原先的分布式建設(shè)方式逐漸向區(qū)域集中、全集中方式轉(zhuǎn)變，同時(shí)國(guó)家大力推進(jìn)云計(jì)算建設(shè)，各省市政府部門及企業(yè)建立起各自的云數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)的不斷集中帶來(lái)了容災(zāi)備份更嚴(yán)苛的要求，災(zāi)備中心的建立成為大型信息系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中重要的一部分。具備完善災(zāi)備系統(tǒng)的同城災(zāi)備中心可以在保障數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)上，在一定程度上保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，提升信息系統(tǒng)整體的可靠性，在機(jī)架級(jí)、機(jī)房級(jí)、數(shù)據(jù)中心級(jí)等不同等級(jí)的故障發(fā)生時(shí)，最大程度地保障數(shù)據(jù)完整性及業(yè)務(wù)連續(xù)性。

1 存在的問(wèn)題與發(fā)展方向

1.1 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

隨著一體化信息系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，在災(zāi)備方面，目前國(guó)內(nèi)信息系統(tǒng)的建設(shè)中暴露出一些問(wèn)題：

1.1.1 災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)落后

從整體建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)看，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的災(zāi)備建設(shè)起步較早，政府重視、制度完善、監(jiān)管到位，在考慮災(zāi)備的同時(shí)會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性提出一定要求。國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)于業(yè)務(wù)連續(xù)性計(jì)劃的整體水平相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家較為落后，很多大型機(jī)構(gòu)或企業(yè)缺乏可保障業(yè)務(wù)連續(xù)性的災(zāi)備體系建設(shè)。

1.1.2 區(qū)域級(jí)災(zāi)備保障建設(shè)較少

災(zāi)備保障體系可根據(jù)物理距離分為本地災(zāi)備、同城災(zāi)備、異地災(zāi)備，不同距離影響數(shù)據(jù)備份的方式、策略及計(jì)劃。本地災(zāi)備的災(zāi)備中心距離近，數(shù)據(jù)同步快，成本低；同城、異地的災(zāi)備中心距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸延遲高，傳輸成本高，同時(shí)需建設(shè)災(zāi)備中心接收備份數(shù)據(jù)并保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。目前國(guó)內(nèi)只有部分大型機(jī)構(gòu)或企業(yè)具備同城或異地災(zāi)備保障能力，大部分機(jī)構(gòu)或企業(yè)對(duì)發(fā)生區(qū)域級(jí)災(zāi)難時(shí)的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)有效性、業(yè)務(wù)連續(xù)性保障能力有限。

1.1.3 以數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備建設(shè)為主，應(yīng)用級(jí)建設(shè)較少

數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備體系建設(shè)僅能保障數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份，對(duì)于故障或?yàn)?zāi)難導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷，無(wú)法保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用級(jí)災(zāi)備體系建設(shè)需求主要在于銀行、政府、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等對(duì)于業(yè)務(wù)連續(xù)性要求較高的大型企業(yè)或機(jī)構(gòu)。大部分機(jī)構(gòu)或企業(yè)對(duì)于業(yè)務(wù)連續(xù)性要求不高，以數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備體系建設(shè)為主。

1.2 發(fā)展方向

基于以上提及的存在問(wèn)題，數(shù)據(jù)中心災(zāi)備體系的建設(shè)應(yīng)當(dāng)基于業(yè)務(wù)屬性、業(yè)務(wù)連續(xù)性需求、TCO（總體擁有成本）及投資回報(bào)率等方面考慮，明確災(zāi)備體系的建設(shè)需求及建設(shè)思路，如業(yè)務(wù)連續(xù)性要求較高或數(shù)據(jù)一致性要求較高的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可綜合存儲(chǔ)層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等各層災(zāi)備體系建設(shè)實(shí)現(xiàn)同城應(yīng)用級(jí)災(zāi)備，在兩中心存儲(chǔ)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步保證數(shù)據(jù)一致性，在兩中心主機(jī)集群中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)保障，在一定程度上保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。

存在多區(qū)域?yàn)?zāi)備體系建設(shè)需求的機(jī)構(gòu)或企業(yè)，可依據(jù)“兩地三中心”的總體架構(gòu)，推進(jìn)災(zāi)備體系系統(tǒng)建設(shè)，各分支單位可建設(shè)本地災(zāi)備及同城災(zāi)備，完成高效的同城容災(zāi)建設(shè)，同時(shí)在一個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)建立統(tǒng)一的異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備中心，匯總所有分支單位的重要系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提供RPO＜=24小時(shí)的異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)保護(hù)能力。

2 同城應(yīng)用級(jí)災(zāi)備中心建設(shè)思路

建設(shè)同城應(yīng)用級(jí)災(zāi)備中心，能夠有效防止生產(chǎn)業(yè)務(wù)中心機(jī)房發(fā)生災(zāi)難性故障時(shí)，能夠快速響應(yīng)及恢復(fù)業(yè)務(wù)，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)云平臺(tái)承載的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和存量業(yè)務(wù)系統(tǒng)的同城應(yīng)用級(jí)災(zāi)備，實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與云核心節(jié)點(diǎn)容災(zāi)保護(hù)，有效降低地區(qū)級(jí)災(zāi)難造成的損失。

2.1 雙活（準(zhǔn)雙活）模式定義

雙活（準(zhǔn)雙活）模式是指建立兩個(gè)可以獨(dú)立承擔(dān)關(guān)鍵系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心，兩個(gè)中心具備基本等同的業(yè)務(wù)處理能力并通過(guò)高速鏈路實(shí)施數(shù)據(jù)同步，兩個(gè)數(shù)據(jù)中心同時(shí)對(duì)外提供服務(wù)并共享存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)器資源，整個(gè)系統(tǒng)具有業(yè)務(wù)負(fù)載均衡和自動(dòng)故障切換功能。

雙活（準(zhǔn)雙活）災(zāi)備模式是應(yīng)用級(jí)災(zāi)備中心建設(shè)的延續(xù)和發(fā)展。相對(duì)主備模式的數(shù)據(jù)中心，雙活數(shù)據(jù)中心極大提高了數(shù)據(jù)中心設(shè)備的利用率，使災(zāi)備中心的投資得到最大程度的保護(hù)。從IT系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度進(jìn)行劃分，雙活數(shù)據(jù)中心可以分為網(wǎng)絡(luò)層雙活、應(yīng)用層雙活和數(shù)據(jù)層雙活。其中：

準(zhǔn)雙活容災(zāi)：指的是網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層在生產(chǎn)中心、災(zāi)備中心實(shí)現(xiàn)雙活可用；而數(shù)據(jù)層為主備模式，同一時(shí)間只有在一邊是可用狀態(tài)。

全雙活容災(zāi)：指的是網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層在生產(chǎn)中心、災(zāi)備中心全部實(shí)現(xiàn)雙活可用，兩個(gè)中心同時(shí)承載一樣的業(yè)務(wù)支撐能力，不存在容災(zāi)切換的過(guò)程。

各應(yīng)用系統(tǒng)是否可以做到雙活模式取決于應(yīng)用系統(tǒng)的具體架構(gòu)和業(yè)務(wù)模式。就目前的技術(shù)水平而言，不是任何應(yīng)用系統(tǒng)都適合雙活模式的，而能夠?qū)崿F(xiàn)哪一層次的雙中心模式也根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的不同而不同。

2.2 實(shí)現(xiàn)雙活的架構(gòu)層次

數(shù)據(jù)中心雙活實(shí)現(xiàn)的主要架構(gòu)層次包括：網(wǎng)絡(luò)層、存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、應(yīng)用層。

2.2.1 網(wǎng)絡(luò)層雙活容災(zāi)

網(wǎng)絡(luò)層雙活也可以稱作數(shù)據(jù)中心層面的雙活，充分利用了災(zāi)備中心的備用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，生產(chǎn)中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和災(zāi)備中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠同時(shí)可用，兩個(gè)中心可以同時(shí)運(yùn)行不同的應(yīng)用系統(tǒng)，在正常運(yùn)行情況下，交易請(qǐng)求數(shù)據(jù)即可以通過(guò)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也可以通過(guò)災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

2.2.2 存儲(chǔ)層雙活容災(zāi)

存儲(chǔ)層作為雙活系統(tǒng)核心基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)，主要解決兩個(gè)核心問(wèn)題。一是如何在兩個(gè)數(shù)據(jù)中心間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，從而保證異常情況下，零數(shù)據(jù)丟失；二是如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的虛擬化，提供可同時(shí)被兩個(gè)數(shù)據(jù)中心主機(jī)訪問(wèn)的存儲(chǔ)共享卷，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)的跨站點(diǎn)部署，保證異常情況下，應(yīng)用的自動(dòng)切換。

2.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)層雙活容災(zāi)

數(shù)據(jù)庫(kù)作為應(yīng)用系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)來(lái)源，因此對(duì)于雙活的兩個(gè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)提供完全一致的數(shù)據(jù)信息，目前一般是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)跨DC雙活，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，同時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù)或在雙活庫(kù)的基礎(chǔ)上建立備用庫(kù)，實(shí)現(xiàn)主備庫(kù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)。

2.2.4 應(yīng)用層雙活容災(zāi)

應(yīng)用層雙活容災(zāi)建立在網(wǎng)絡(luò)層、存儲(chǔ)層和數(shù)據(jù)庫(kù)層雙活的基礎(chǔ)之上構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)的雙活，使得生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心的業(yè)務(wù)同時(shí)可用，當(dāng)主生產(chǎn)中心的應(yīng)用系統(tǒng)故障不能提供服務(wù)時(shí)，業(yè)務(wù)自動(dòng)切換至備生產(chǎn)中心。

各層對(duì)應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)如下表所示：

架構(gòu)層次 雙活需求 對(duì)應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)雙活數(shù)據(jù)中心間的流量分發(fā) 全局負(fù)載均衡技術(shù)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)分析確認(rèn) 全局負(fù)載均衡技術(shù)訪問(wèn)鏈路切換 全局負(fù)載均衡技術(shù)跨數(shù)據(jù)中心的大二層網(wǎng)絡(luò) 大二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用層 跨應(yīng)用正確訪問(wèn)連接需求 DNS技術(shù)應(yīng)用訪問(wèn)負(fù)載均衡 本地負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)庫(kù)層數(shù)據(jù)庫(kù)跨DC雙活，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，同時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù) Oracle extend RAC在雙活庫(kù)的基礎(chǔ)上建立備用庫(kù)，實(shí)現(xiàn)主備庫(kù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)庫(kù)物理復(fù)制技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯復(fù)制技術(shù)存儲(chǔ)虛擬化網(wǎng)關(guān)技術(shù)存儲(chǔ)虛擬化卷鏡像技術(shù)基于操作系統(tǒng)的第三方軟件卷鏡像技術(shù)異構(gòu)存儲(chǔ)支持 存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)存儲(chǔ)層 實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)雙活

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了基于各自ICT技術(shù)的同城應(yīng)用級(jí)災(zāi)備中心的建設(shè)模式，提出了雙活架構(gòu)中各層級(jí)的建設(shè)解決思路，給出了總體設(shè)計(jì)方案。從近年來(lái)云計(jì)算及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展歷程來(lái)看，信息系統(tǒng)從各自分布向集中式的發(fā)展趨勢(shì)十分明顯，建設(shè)體系正一步步完善，與此同時(shí)，與數(shù)據(jù)中心建設(shè)幾乎綁定的災(zāi)備體系建設(shè)也在進(jìn)一步發(fā)展完善，可以預(yù)見(jiàn)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，同城應(yīng)用級(jí)甚至保障系數(shù)更高的災(zāi)備體系將會(huì)更好更快地出現(xiàn)在世人面前，為各行各業(yè)的快速發(fā)展保駕護(hù)航。