市級氣象數(shù)據(jù)級雙活系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡利軍，楊 豪，姚浩立

(1.寧波市氣象網(wǎng)絡(luò)與裝備保障中心，浙江 寧波 315012；2.浙江省氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心，浙江 杭州 310017)

0 引 言

隨著IT新技術(shù)的蓬勃發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心已成為不可或缺的重要工具[1]，而雙活數(shù)據(jù)中心技術(shù)也因而逐漸得到應(yīng)用，大量的數(shù)據(jù)也因?yàn)樵跇I(yè)務(wù)上得到充分使用成為寶貴的財(cái)富。經(jīng)過多年氣象現(xiàn)代化項(xiàng)目的建設(shè)，寧波氣象事業(yè)得到了長足的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模經(jīng)過多年積累也初見規(guī)模。由于經(jīng)歷了十多年來分批次擴(kuò)充建設(shè)，市級數(shù)據(jù)中心內(nèi)各種架構(gòu)的服務(wù)器、各種型號的存儲也數(shù)量眾多，繼之而來的是管理難度的增大，資源的煙囪化使用。各類計(jì)算資源、存儲資源使用率低下，而多種資料使用不及時(shí)、不充分，這也是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心存在的弊端。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，處理技術(shù)不足、響應(yīng)時(shí)間過長，業(yè)務(wù)運(yùn)行的連續(xù)性得不到保障，數(shù)據(jù)應(yīng)用的可靠性也有待改進(jìn)，大量的數(shù)據(jù)因系統(tǒng)架構(gòu)的不同存放在不同的地方，數(shù)據(jù)因使用不便得不到充分地應(yīng)用。業(yè)務(wù)運(yùn)行中，在保障業(yè)務(wù)運(yùn)行連續(xù)性的同時(shí)，充分考慮數(shù)據(jù)的高可用性，避免大量數(shù)據(jù)閑置在各服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫中，形成信息資源的孤島。

為了使信息資源的可用性更高，同時(shí)保障數(shù)據(jù)使用的安全性，必須加強(qiáng)資源、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。為了確保數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的安全、業(yè)務(wù)的連續(xù)性，各種各樣的數(shù)據(jù)災(zāi)備技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。例如，劉坤燦[2]提出了基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)，使用成熟的身份認(rèn)證體系，構(gòu)建弱中心化的交易系統(tǒng)，組建高冗余度的災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)。劉周[3]提出了云災(zāi)備的技術(shù)架構(gòu)，災(zāi)備架構(gòu)模式分成生產(chǎn)在云上、生產(chǎn)在云下或者混合架構(gòu)幾種模式。楊涌[4]介紹了一種基于DHT的云災(zāi)備模型，應(yīng)用于廣域網(wǎng)的通用型數(shù)據(jù)級災(zāi)備解決方案。張正欣[5]從數(shù)據(jù)中心的功能及特征入手，研究了容災(zāi)恢復(fù)技術(shù)指標(biāo)和容災(zāi)系統(tǒng)的組成，并分析了數(shù)據(jù)容災(zāi)中心的建設(shè)模式。

根據(jù)中國氣象局《氣象業(yè)務(wù)技術(shù)體制重點(diǎn)改革實(shí)施方案(2020-2022年)》文件精神，構(gòu)建以氣象大數(shù)據(jù)云平臺為“云”、氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)為“端”的氣象業(yè)務(wù)技術(shù)體制，實(shí)現(xiàn)氣象大數(shù)據(jù)全集統(tǒng)籌管理，形成“一朵云、兩級部署、四級應(yīng)用”的業(yè)務(wù)格局。而浙江省的氣象大數(shù)據(jù)云平臺是全國氣象大數(shù)據(jù)平臺的一個(gè)省級節(jié)點(diǎn)，部署在內(nèi)網(wǎng)核心業(yè)務(wù)區(qū)，支撐著全省的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并逐漸集聚來自市、縣兩級的各類氣象數(shù)據(jù)。以寧波市級氣象部門為例，氣象常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、主要業(yè)務(wù)平臺都開始逐漸往省級數(shù)據(jù)中心集聚。寧波市各類氣象觀測站網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)已經(jīng)或即將直接往省級數(shù)據(jù)中心中心端傳輸，進(jìn)入氣象大數(shù)據(jù)云平臺，現(xiàn)有核心業(yè)務(wù)應(yīng)用同樣將融入云平臺。

因此在數(shù)據(jù)災(zāi)備設(shè)計(jì)上修改了原定的兩地三備的異地災(zāi)備方案，改成了基于虛擬化、備份一體機(jī)等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)市級氣象數(shù)據(jù)中心應(yīng)用數(shù)據(jù)庫、主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺本地雙活。對市級氣象部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、虛擬機(jī)、數(shù)據(jù)庫等提供本地備份保護(hù)，不斷提高現(xiàn)有IT設(shè)備的利用率、數(shù)據(jù)使用的安全性和業(yè)務(wù)運(yùn)行的持續(xù)性，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

建設(shè)的寧波市級氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警支撐系統(tǒng)用于支撐寧波市、縣兩級氣象業(yè)務(wù)部門主要的業(yè)務(wù)運(yùn)行，主要由虛擬化計(jì)算系統(tǒng)、FC數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、備份系統(tǒng)三部分組成。虛擬化計(jì)算系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)，通過安裝vMware虛擬化軟件，構(gòu)建了多個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和一套共享存儲組成的虛擬化群集。兩臺存儲使用存儲虛擬化技術(shù)、陣列雙活Hypermetro技術(shù)經(jīng)大二層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成虛擬化的雙活存儲，邏輯上形成一臺存儲，在相連的上層應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，相同的數(shù)據(jù)會同時(shí)存在兩個(gè)存儲中。

虛擬化計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要用來承載來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。虛擬化計(jì)算系統(tǒng)采用共享資源池集群的方式，通過HA可以監(jiān)控vSphere主機(jī)和虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)資源的管理。存儲系統(tǒng)中的磁盤陣列主要用于存儲各個(gè)業(yè)務(wù)部門各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)在使用、保存時(shí)的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)為業(yè)務(wù)的高可用性提供基礎(chǔ)支撐[6-7]。

備份系統(tǒng)由兩臺型號為HUAWEI 2288H V5災(zāi)備一體機(jī)組成，在災(zāi)備一體機(jī)中安裝AnyBackup軟件，通過2臺萬兆交換機(jī)、2臺存儲交換機(jī)與刀片服務(wù)器和磁盤陣列的FC及iSCSI網(wǎng)絡(luò)相連。虛擬機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)萬兆劃分VLAN的方式通過三層接口接入氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)的存儲功能在本系統(tǒng)中主要是由磁盤陣列來完成，存儲的實(shí)現(xiàn)主要由以下硬件組成，分別為8臺虛擬化服務(wù)器，2臺可擴(kuò)展的磁盤陣列(各含兩個(gè)擴(kuò)展柜)，2臺萬兆交換機(jī)(利舊)組成。其中24口的萬兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將磁盤陣列與各虛擬化服務(wù)器和2臺災(zāi)備服務(wù)器連接起來，磁盤陣列上萬兆端口進(jìn)行了捆綁以達(dá)到擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)帶寬和端口故障冗余的目的。8臺虛擬化服務(wù)器和2臺備份服務(wù)器均放置于市級氣象部門數(shù)據(jù)中心，VMware vSphere 6.7虛擬化平臺部署在虛擬化服務(wù)器上，采用VMware vCenter軟件進(jìn)行集中管理，使用基于vMotion技術(shù)的VMware HA技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬化平臺的高可用性[8-9]。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警支撐系統(tǒng)

2.1 虛擬化計(jì)算系統(tǒng)

通過光纖互聯(lián)，選用硬件網(wǎng)絡(luò)虛擬化或VMware軟件網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對新建監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警支撐系統(tǒng)與原有虛擬業(yè)務(wù)系統(tǒng)的虛擬群集[10-11]。2臺備份恢復(fù)存儲使用存儲虛擬化、陣列雙活等技術(shù)[12]，邏輯上形成一臺存儲，與虛擬化群集配合工作。當(dāng)原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難性故障后，業(yè)務(wù)系統(tǒng)虛擬機(jī)基于VMware HA技術(shù)，可自動飄移至新建服務(wù)器和存儲上，基于虛擬化網(wǎng)絡(luò)特性，服務(wù)器群集的網(wǎng)絡(luò)配置相同，虛擬機(jī)不必更改任何參數(shù)即可繼續(xù)正常運(yùn)行，從而保障了業(yè)務(wù)連續(xù)性。

2.2 FC數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)

新建存儲系統(tǒng)使用2臺華為OceanStor 5310 V5，和原有的萬兆交換機(jī)集群、2臺華為存儲交換機(jī)組成兼具FC和iSCSI功能的全能磁盤陣列。萬兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相關(guān)端口進(jìn)行了ETH-TRUNK配置，ETH-TRUNK口與存儲上的萬兆口相連。磁盤陣列雙控的FC光纖與原有華為SNS2124存儲交換相連。采用RAID2.0+塊虛擬化架構(gòu)[13-14]，在傳統(tǒng)RAID技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)存儲系統(tǒng)負(fù)載均衡和性能的提升。使用硬盤的塊虛擬化技術(shù)，將磁盤陣列硬盤域內(nèi)的硬盤劃分成固定大小的CHUNK，按照RAID級別組成CHG(CHUNK Group)。當(dāng)陣列硬盤故障時(shí)，CHG進(jìn)行重構(gòu)。

2.3 備份系統(tǒng)

采用一體化設(shè)備，對接VMware底層備份接口，支持VMware CBT備份，自動發(fā)現(xiàn)劃分的業(yè)務(wù)虛擬機(jī)，從而對目標(biāo)虛擬機(jī)進(jìn)行整機(jī)備份；支持各種數(shù)據(jù)庫備份、系統(tǒng)文件備份等，當(dāng)發(fā)生存儲故障、數(shù)據(jù)丟失、人為操作失誤損壞數(shù)據(jù)等情況時(shí)，可以快速恢復(fù)備份數(shù)據(jù)，從而保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全。

2.3.1 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)保護(hù)

數(shù)據(jù)庫在業(yè)務(wù)應(yīng)用中起到了靈魂核心的作用，很多單位、企業(yè)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)備份時(shí)都面臨著備份數(shù)據(jù)量增長快、備份流程措施比較復(fù)雜等問題。在寧波氣象業(yè)務(wù)上應(yīng)用到的主要有Oracle、MySQL、SQL Server等三種類型的數(shù)據(jù)庫，在業(yè)務(wù)應(yīng)用中做好數(shù)據(jù)的備份。一般情況下，數(shù)據(jù)庫有自帶的備份恢復(fù)功能，通常依賴于腳本執(zhí)行，在實(shí)際操作中存在一定的難度，在數(shù)據(jù)量大的情況下備份需要很長的時(shí)間。因而在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)，采用了AnyBackup Express 7.0數(shù)據(jù)庫備份方式，如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫備份流程

實(shí)施方案中，管理控制臺同時(shí)連接源生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和備份介質(zhì)服務(wù)器，并發(fā)送提取和備份數(shù)據(jù)等控制信息，管理數(shù)據(jù)備份的執(zhí)行任務(wù)。在源數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)服務(wù)器上安裝AnyBackup Express 客戶端并管理識別數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，先通過備份API讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，然后傳輸備份數(shù)據(jù)到服務(wù)器集群。Oracle數(shù)據(jù)庫與AnyBackup、存儲間采用多通道并行讀取數(shù)據(jù)的方式，通過開辟多個(gè)RMAN(Recovery Manager) Channel來獲取數(shù)據(jù)[15]，從而使讀取速度最大化。SQL Server與AnyBackup間的數(shù)據(jù)傳輸采用數(shù)據(jù)庫高級壓縮的方式，有效地減少數(shù)據(jù)的占用空間。

2.3.2 VMware虛擬化平臺保護(hù)

VMware虛擬化平臺備份接口采取調(diào)用VADP(Vstorage APIS for Data Protection)方式。虛擬化平臺通過代理客戶端進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并發(fā)備份，可以避免虛擬機(jī)資源的耗用。并發(fā)的運(yùn)行機(jī)制，無論在備份或恢復(fù)時(shí)都提升了工作的效率。同時(shí)虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)源發(fā)生變化時(shí)，不需要人工增加或者刪除變化的數(shù)據(jù)源，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動備份，在一定程度上降低了運(yùn)維的難度。VMware數(shù)據(jù)并發(fā)備份流程如圖3所示。

圖3 VMware并發(fā)數(shù)據(jù)備份流程

虛擬磁盤傳輸模式分SAN模式、NBD和NBD-SS傳輸模式、Hot-Add傳輸模式等，在SAN傳輸模式下，VADP API從vCenter或ESXi上獲取VMFS LUN信息，從VMDK所在的 FC SAN中讀取數(shù)據(jù)，備份讀取速度快；NBD和NBD-SS傳輸方式使用網(wǎng)絡(luò)塊NBD驅(qū)動程序協(xié)議的未加密或經(jīng)過加密通過局域網(wǎng)絡(luò)的傳輸，傳輸速度比SAN方式慢；Hot-Add[16]傳輸模式是利用ESXi的SCSI HotAdd特性將虛擬機(jī)VMDK掛載在虛擬機(jī)上進(jìn)行讀取的方式，適用于SCSI模式的虛擬磁盤。

3 異構(gòu)虛擬化和負(fù)載均衡部署

2006年開始，寧波市級氣象部門就相繼使用了多種型號的存儲設(shè)備，有DELL CX700、DELL AX4-5、EMC VNX5500、EMC Isilon NL400、IBM B3700等型號存儲設(shè)備，既有FC SAN存儲，也有NAS存儲，主要用于高性能計(jì)算機(jī)模式運(yùn)算、綜合業(yè)務(wù)產(chǎn)生、虛擬平臺服務(wù)器，以及通過各種渠道接收到的各類數(shù)據(jù)的存儲。由于存儲產(chǎn)品型號不一，個(gè)別老舊設(shè)備在本次項(xiàng)目實(shí)施中逐步淘汰。采用新購的華為OceanStor V5存儲，通過內(nèi)置異構(gòu)虛擬化功能和多重融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)存儲的異構(gòu)虛擬化和負(fù)載均衡。

3.1 異構(gòu)虛擬化

對不同廠商、不同型號的存儲系統(tǒng)通過一定的技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)存儲的合理使用，改變不同存儲分散管理、數(shù)據(jù)備份遷移麻煩的弊端。異構(gòu)虛擬化特性(SmartVirtualization)在管理不同存儲系統(tǒng)時(shí)，都能當(dāng)作本地存儲資源進(jìn)行統(tǒng)一管理。在提供存儲資源利舊的同時(shí)，兼顧使用便利性，在用戶都不需要關(guān)注不同存儲系統(tǒng)間差異的情況下，按需求完成不同型號存儲系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線遷移。

新設(shè)計(jì)的存儲系統(tǒng)采用華為OceanStor V5設(shè)備，通過異構(gòu)虛擬化特性將其他品牌型號的存儲設(shè)備上數(shù)據(jù)卷(LUN)映射到本存儲系統(tǒng)，托管成數(shù)據(jù)卷和元數(shù)據(jù)卷，從而建立一種對應(yīng)關(guān)系，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)通過讀寫新建存儲系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)卷和元數(shù)據(jù)卷從而完成異構(gòu)存儲的使用。不同存儲間的連接通過FC連接，異構(gòu)虛擬化特性配合使用智能LUN遷移特性(SmartMigration)，可以實(shí)現(xiàn)原有異構(gòu)存儲數(shù)據(jù)的遷入和冷數(shù)據(jù)(使用率低的數(shù)據(jù))的遷出。

3.2 負(fù)載均衡

在業(yè)務(wù)應(yīng)用過程中，負(fù)載均衡能起到有效的流量分?jǐn)?，利用更多的資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心更高的訪問效率。寧波市級氣象業(yè)務(wù)中使用的存儲分光纖存儲和文件存儲，分SAN負(fù)載均衡和NAS負(fù)載均衡兩種。在默認(rèn)的情況下，系統(tǒng)新購的華為OceanStor V5存儲系統(tǒng)自帶負(fù)載均衡的功能，會將不同LUN均衡分配到不同的控制器和LUN空間，實(shí)現(xiàn)SAN負(fù)載均衡，達(dá)到業(yè)務(wù)應(yīng)用和硬盤使用相對均衡；內(nèi)置DNS負(fù)載均衡特性[17]，通過域名訪問存儲陣列的NAS業(yè)務(wù)，根據(jù)每個(gè)控制器的業(yè)務(wù)負(fù)載將主機(jī)客戶端連接分發(fā)給配置在不同節(jié)點(diǎn)、不同端口上的業(yè)務(wù)IP進(jìn)行處理，從而提升系統(tǒng)的性能和可靠性。

為保證支撐系統(tǒng)業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)安全，提升存儲數(shù)據(jù)服務(wù)效率，采用的備份恢復(fù)存儲OceanStor V5具有多重融合技術(shù)，包括閃存融合、SAN與NAS融合、存儲資源池融合等。SAN與NAS融合技術(shù)可以同時(shí)確保數(shù)據(jù)庫和文件高可用性，實(shí)現(xiàn)一體雙活，保證服務(wù)的性能。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 VMware High Availability(HA)虛擬化技術(shù)

2011年開始，寧波市級氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)就使用了思科的UCS統(tǒng)一集成系統(tǒng)，利用HA虛擬化技術(shù)，高效地集約了服務(wù)器計(jì)算資源，減輕了業(yè)務(wù)運(yùn)行成本，提高了資源管理的便捷性。

目前主流的虛擬化技術(shù)分三類，VMware、Citrix和Microsoft等，三類虛擬化技術(shù)都支持Windows、Linux的操作系統(tǒng)，以及物理資源的動態(tài)調(diào)整。寧波市級氣象業(yè)務(wù)中大都是使用VMware虛擬化技術(shù)，計(jì)算資源的虛擬化中把一臺物理服務(wù)器分成N臺虛擬服務(wù)器，一旦某臺虛機(jī)發(fā)生操作系統(tǒng)故障，業(yè)務(wù)可自動從一臺物理機(jī)切換到另外一臺物理機(jī)的虛機(jī)上，不會造成業(yè)務(wù)的中斷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遷移的功能。在萬兆光纖連接情況下，虛擬機(jī)的切換可在很短時(shí)間內(nèi)完成。構(gòu)建出的HA集群，通過管理平臺可以進(jìn)行虛擬化分配、調(diào)度、監(jiān)控、分析等業(yè)務(wù)操作[18]，計(jì)算資源可在任意一臺主機(jī)上運(yùn)行，當(dāng)有一臺最多兩臺主機(jī)故障時(shí)，所有虛擬機(jī)會遷移至最后一臺主機(jī)，直至故障主機(jī)恢復(fù)正常，實(shí)現(xiàn)不重啟情況下虛擬機(jī)的無障礙切換。當(dāng)虛擬機(jī)在兩臺物理服務(wù)器間漂移時(shí)，虛擬機(jī)通過保留自己的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和連接，從而實(shí)現(xiàn)無縫的遷移過程。在高速的光纖網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)在物理服務(wù)器間的切換如圖4所示。

圖4 虛擬機(jī)無縫切換

寧波市級氣象部門數(shù)據(jù)中心機(jī)房新舊虛擬化服務(wù)群集通過VMware NSX虛擬網(wǎng)絡(luò)組成新的群集系統(tǒng)，所有的虛擬機(jī)共享同一個(gè)虛擬二層網(wǎng)絡(luò)，群集后端共享新建的虛擬存儲。從而實(shí)現(xiàn)新舊虛擬化服務(wù)群集系統(tǒng)中任何一個(gè)故障時(shí)，確保業(yè)務(wù)連續(xù)性得到保障。

4.2 一體機(jī)災(zāi)備技術(shù)

在數(shù)據(jù)層級保護(hù)中，采用了AnyBackup Express多重?cái)?shù)據(jù)保護(hù)方式，與傳統(tǒng)備份單點(diǎn)模式相比，優(yōu)勢明顯。

(1)針對操作系統(tǒng)、虛擬化平臺、數(shù)據(jù)庫全方位的保護(hù)。對寧波氣象部門目前使用的Windows、Linux等操作系統(tǒng)，Oracle、SQL Server數(shù)據(jù)庫，VMware虛擬化平臺實(shí)現(xiàn)虛擬、物理上的統(tǒng)一集中管理運(yùn)維，在一定程度上簡化了管理的復(fù)雜度，減輕了運(yùn)維成本的投入。

(2)多重?cái)?shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，即使在面對指數(shù)級、爆炸式增長的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，也可以提供并行重刪、永久增量備份、并發(fā)備份、CBT變化數(shù)據(jù)塊跟蹤、多通道備份等技術(shù)，提供更高效的數(shù)據(jù)保護(hù)性能，從容面對PB級數(shù)據(jù)保護(hù)[19]。與傳統(tǒng)的周期性“完全備份+增量備份”策略不同，采用的“永久增量技術(shù)”，大幅度縮減數(shù)據(jù)備份時(shí)間，同時(shí)節(jié)省大量的存儲空間。

(3)采用Scale-Out架構(gòu)，可以根據(jù)氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展，對集群的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，滿足業(yè)務(wù)的需求；同時(shí)不需要停止在線的備份業(yè)務(wù)，靈活滿足業(yè)務(wù)需求，確保備份業(yè)務(wù)連續(xù)性。

4.3 存儲雙活技術(shù)

在數(shù)據(jù)中心部署的兩套存儲陣列可以根據(jù)需要放在異地或同一個(gè)機(jī)房。在存儲層實(shí)現(xiàn)雙活，需要達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)，兩套存儲陣列間的數(shù)據(jù)完全一致，始終保持同步數(shù)據(jù)狀態(tài)；同時(shí)兩個(gè)站點(diǎn)的存儲均可以實(shí)時(shí)被同一套業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問[20]，在發(fā)生異常時(shí)可以實(shí)時(shí)自動切換，保持業(yè)務(wù)訪問的連續(xù)性。陣列雙活(HyperMetro)屬于陣列級的A/A雙活技術(shù)，可以使來自兩套存儲陣列的兩個(gè)LUN數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保持同步，并同時(shí)提供來自業(yè)務(wù)系統(tǒng)的讀寫操作。

監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警支撐系統(tǒng)中的OceanStor5310 V5存儲系統(tǒng)同時(shí)支持SAN雙活(HyperMetro For Block)和NAS雙活(HyperMetro For File),HyperMetro技術(shù)既支持FC組網(wǎng)，也支持IP組網(wǎng)方式，借助目前數(shù)據(jù)中心先進(jìn)的系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)使得存儲系統(tǒng)的雙活性能進(jìn)一步優(yōu)化。陣列雙活如圖5所示。

圖5 陣列雙活示意圖

主要技術(shù)特點(diǎn)在于：兩套存儲可以實(shí)現(xiàn)真正的A/A雙活(Active-Active)，同時(shí)支持業(yè)務(wù)讀寫，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)負(fù)載的分擔(dān)部署和數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的負(fù)載均衡；免網(wǎng)關(guān)雙活方案避免了額外網(wǎng)關(guān)設(shè)備引入的時(shí)延，提高性能；Fastwrite特性優(yōu)化存儲傳輸協(xié)議，縮短了數(shù)據(jù)同步的延時(shí)，提升了雙活方案性能；粒子仲裁方式，減少主機(jī)和存儲資源預(yù)留，使業(yè)務(wù)負(fù)載更加均衡。

5 結(jié)束語

通過市級氣象數(shù)據(jù)級災(zāi)備系統(tǒng)的部署，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的處理能力和存儲能力，滿足了未來幾年氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，增強(qiáng)了關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的容災(zāi)能力。通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新、舊業(yè)務(wù)系統(tǒng)的虛擬集群；采用OceanStor V5存儲系統(tǒng)自帶負(fù)載均衡的功能，實(shí)現(xiàn)了不同存儲間的數(shù)據(jù)同步和負(fù)載均衡，提升了系統(tǒng)的性能和可靠性；通過陣列雙活Hypermetro技術(shù)實(shí)現(xiàn)了存儲系統(tǒng)的雙活；通過采用一體化設(shè)備AnyBackup方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)層級的保護(hù)；通過異構(gòu)虛擬化功能，可以充分地利用原先其他型號的存儲設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一管理，消除數(shù)據(jù)上的孤島和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遷移，縮短遷移時(shí)間。

雙活系統(tǒng)于2020年9月完成建設(shè)并投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，至今未出現(xiàn)過業(yè)務(wù)中斷或發(fā)生故障情況，系統(tǒng)應(yīng)用在寧波市級氣象數(shù)據(jù)中心效果明顯，主要價(jià)值體現(xiàn)在：①計(jì)算存儲資源的按需調(diào)配，可以根據(jù)各業(yè)務(wù)單位業(yè)務(wù)的需要通過管理平臺對資源進(jìn)行調(diào)配，提高了計(jì)算資源、存儲資源的利用率。②資源的充分利舊，通過統(tǒng)一的平臺管理異構(gòu)系統(tǒng)，對老舊系統(tǒng)進(jìn)行了資源的充分利用。③服務(wù)器和存儲資源的統(tǒng)一管理，通過統(tǒng)一的平臺對所有服務(wù)器資源和存儲資源進(jìn)行管理，提高了系統(tǒng)的管理效率。④應(yīng)用的高可用和數(shù)據(jù)的在線安全保護(hù)，避免了因單設(shè)備或虛擬機(jī)故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷，確保了數(shù)據(jù)的在線安全保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的高可用性和連續(xù)性。