兩地三中心分布式雙活數(shù)據(jù)中心技術(shù)發(fā)展趨勢.docx

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作者：趙培（中興通訊）業(yè)務(wù)連續(xù)性保障一直是IT運(yùn)維的熱點(diǎn)話題，隨著近幾年政企IT系統(tǒng)集中化的建設(shè)發(fā)展思路的確定，在數(shù)據(jù)中心層面的業(yè)務(wù)連續(xù)性保障成為了重中之重。上到國家、行業(yè)主管單位，下到企業(yè)，都在數(shù)據(jù)中心層面制定了相關(guān)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)連續(xù)性建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)指導(dǎo)意見、企業(yè)規(guī)范等。2007年，國家發(fā)布了國標(biāo)GB20988-2007（信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范）；2009年6月，銀監(jiān)會(huì)發(fā)布商業(yè)銀行信息科技風(fēng)險(xiǎn)管理指引，要求商業(yè)銀行按照兩地三中心的模式建設(shè)數(shù)據(jù)中心。最近兩年，隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和逐步應(yīng)用，政府在智慧城市和電子政務(wù)云的建設(shè)方面也采用了集約化集中建設(shè)的思路，為保證集中化建設(shè)的數(shù)據(jù)中心可以為政務(wù)應(yīng)用提供高業(yè)務(wù)連續(xù)性，雙活數(shù)據(jù)中心也基本成為智慧城市和電子政務(wù)云解決方案的基本要求。雖然兩地三中心模式的概念頻頻被提及，但目前僅僅在金融行業(yè)中的大體量商業(yè)銀行和股份銀行做得好一些，基本建設(shè)了兩地三中心的模式。中型金融機(jī)構(gòu)（如城商行、農(nóng)信行）正在按照監(jiān)管單位要求，逐步建設(shè)自己的災(zāi)備體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)在國內(nèi)的160家城市商業(yè)銀行中，70%以上的銀行沒有災(zāi)備中心，這些銀行目前僅有一些簡單的數(shù)據(jù)備份措施，整個(gè)系統(tǒng)存在較大風(fēng)險(xiǎn)。而建設(shè)災(zāi)備中心對(duì)于這些體量較小的金融機(jī)構(gòu)也存在投資規(guī)模大、選址要求高、運(yùn)行成本的問題。最近兩年，在金融監(jiān)管部門的要求下，部分規(guī)模較大的金融機(jī)構(gòu)采用了雙活數(shù)據(jù)中心的建設(shè)方案，但由于故障導(dǎo)致的宕機(jī)仍然時(shí)有發(fā)生，如支付寶由于一根光纖被挖斷，從而導(dǎo)致了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)故障和服務(wù)長時(shí)間阻斷。業(yè)界現(xiàn)有的各類雙活兩地三中心解決方案并不完美，根本無法達(dá)到國家關(guān)于RTO(故障恢復(fù)時(shí)間)小于數(shù)分鐘，RPO(故障恢復(fù)點(diǎn))等于0的要求。通過對(duì)淘寶光纖故障、攜程程序員誤刪數(shù)據(jù)、西部某地方銀行37小時(shí)服務(wù)中斷等事故的分析，我們分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的兩地三中心雙活數(shù)據(jù)中心方案存在以下一些問題：傳統(tǒng)主-備模式的數(shù)據(jù)中心只是簡單的軟硬件資源的堆砌。正常情況下，主用數(shù)據(jù)中心對(duì)外提供業(yè)務(wù)，備用數(shù)據(jù)中心處于閑置狀態(tài)。只有在發(fā)生災(zāi)難宕機(jī)的情況下，業(yè)務(wù)系統(tǒng)才從主用中心遷移到備用中心來。然而，災(zāi)難往往只是小概率事件，企業(yè)投入大量人力和物力建設(shè)的備用中心大多時(shí)候都是處于閑置狀態(tài)，資源使用率極低。更為重要的是，主-備模式的數(shù)據(jù)中心的RTO和RPO無法保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，一旦數(shù)據(jù)中心級(jí)別的災(zāi)難發(fā)生，應(yīng)用的遷移往往需要各個(gè)層面大量復(fù)雜的手工工作，如系統(tǒng)和應(yīng)用層面的重建、數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)等等。因此在現(xiàn)有傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式下，無論采用怎樣的優(yōu)化方式，主-備模式的建設(shè)思路對(duì)高可用性的提高、業(yè)務(wù)連續(xù)性的保證只能實(shí)現(xiàn)量變，卻一直沒有實(shí)質(zhì)性的跨越。傳統(tǒng)的基于簡單備份冗余的容災(zāi)體系結(jié)構(gòu)不適應(yīng)當(dāng)前復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境。金融業(yè)數(shù)據(jù)中心承載著大量的大型機(jī)、小型機(jī)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)及應(yīng)用系統(tǒng)的集中化，導(dǎo)致了傳統(tǒng)的備份冗余的容災(zāi)體系結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)日趨復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境，數(shù)據(jù)大集中的模式使數(shù)據(jù)系統(tǒng)的脆弱性在不斷地增加，IT系統(tǒng)連續(xù)性面臨的壓力越來越大。目前建立的災(zāi)難備份系統(tǒng)滯后于云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展趨勢。隨著云技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)大集中是企業(yè)信息化發(fā)展的必然趨勢，但是與這個(gè)趨勢相應(yīng)的災(zāi)備建設(shè)相對(duì)滯后。目前的災(zāi)難備份系統(tǒng)，廣泛存在著日志分析、故障診斷、自動(dòng)化程度不高、應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和抗風(fēng)險(xiǎn)的能力薄弱等現(xiàn)狀。災(zāi)難備份系統(tǒng)沒有與云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行很好的融合。數(shù)據(jù)大集中給信息系統(tǒng)帶來技術(shù)挑戰(zhàn)。在結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)爆炸式增長下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)差別大、異構(gòu)性強(qiáng)。用戶對(duì)于信息系統(tǒng)提供的服務(wù)要求也越來越高，很多關(guān)鍵業(yè)務(wù)的可用性要求達(dá)到99.999%。然而，當(dāng)前可利用的災(zāi)備技術(shù)在大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)面前，存在著難以恢復(fù)、恢復(fù)復(fù)雜、恢復(fù)時(shí)間長、恢復(fù)效率低等諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。譬如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性防護(hù)機(jī)制不完善，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的邏輯卷管理、存儲(chǔ)虛擬化管理和多鏈路冗余管理，保證數(shù)據(jù)的安全性和可用性等，將是巨大的難題，而且還會(huì)帶來后期容量和性能擴(kuò)展難等一系列問題。為了解決上述問題，中興通訊基于云計(jì)算IaaS和PaaS層面的云計(jì)算技術(shù)，推出分布式雙活數(shù)據(jù)中心。分布式雙活數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和部署架構(gòu)如圖1所示，在同城建設(shè)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心，同時(shí)為外提供業(yè)務(wù)服務(wù)，同時(shí)在異地建設(shè)災(zāi)備中心，用于數(shù)據(jù)的備份。中興通訊分布式雙活數(shù)據(jù)中心方案可以幫助客戶找到優(yōu)化投資利用率、保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的新思路。中興通訊總結(jié)了多年IT服務(wù)領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合數(shù)據(jù)中心發(fā)展的最新技術(shù)，按照以下建設(shè)原則，幫助用戶建設(shè)兩地三中心：規(guī)范性：符合“信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范”國家標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵循行業(yè)和客戶的相關(guān)技術(shù)規(guī)范和業(yè)務(wù)規(guī)范的要求，由客戶進(jìn)行整體規(guī)劃與統(tǒng)一建設(shè)安排；安全性：系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)充分考慮整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全策略和機(jī)制。采用多種安全技術(shù)手段，為用戶提供完善的安全技術(shù)保障；先進(jìn)性：利用SDN/VxLAN、計(jì)算虛擬化和分布式數(shù)據(jù)庫集群等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心虛擬二層互通、虛擬機(jī)跨數(shù)據(jù)中心遷移容災(zāi)和數(shù)據(jù)安全等應(yīng)用雙活關(guān)鍵功能；成熟性：采用成熟穩(wěn)定并具有電信級(jí)運(yùn)營實(shí)例的硬件平臺(tái)和第三方軟件；融合性：各供應(yīng)商提供的存儲(chǔ)設(shè)備可以通過虛擬化存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一管理，為客戶提供安全和高體驗(yàn)的產(chǎn)品；持續(xù)性：通過前端網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，應(yīng)用跨中心集群部署，充分保障客戶業(yè)務(wù)服務(wù)的持續(xù)性，雙活中心RTO達(dá)到0；一致性：通過數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)、跨中心共享存儲(chǔ)技術(shù)來保證各中心的數(shù)據(jù)一致性，最高可達(dá)RPO為0；高效性：雙活中心同時(shí)對(duì)外提供業(yè)務(wù)服務(wù)，減少資產(chǎn)閑置率。目前業(yè)界陸續(xù)出現(xiàn)了一些比較成熟雙活方案，如F5、Radware等以負(fù)載均衡技術(shù)和負(fù)載均衡產(chǎn)品為核心的雙活方案，EMC、IBM等以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)和存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品為核心的雙活方案，Oracle等數(shù)據(jù)庫廠家以數(shù)據(jù)庫同步備份工具和集群技術(shù)（如Oracle RAC）為核心的數(shù)據(jù)庫雙活方案，VMware以虛擬化技術(shù)為核心的虛擬機(jī)容災(zāi)方案。這些方案在各廠家各自的產(chǎn)品領(lǐng)域都是很成熟、可靠的方案，但這些方案的具體設(shè)施和建設(shè)，存在一定的實(shí)際困難，具體如下：各廠家、各資源層次，都有相應(yīng)的雙活和災(zāi)備方案，但缺乏對(duì)各層雙活資源的統(tǒng)一的自動(dòng)化配置管理，每個(gè)資源層次都有自己的方法和工具，造成配置周期過長。各廠家、各資源層次缺乏對(duì)雙活資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，當(dāng)資源或者應(yīng)用發(fā)生遷移，無法形成聯(lián)動(dòng)，造成資源狀態(tài)的不一致問題，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致應(yīng)用不可用。同時(shí)切換周期長，無法實(shí)現(xiàn)災(zāi)備的演練。缺乏對(duì)應(yīng)用層的管理，資源和應(yīng)用系統(tǒng)無法完整地結(jié)合。圖2、圖3為中興通訊雙活數(shù)據(jù)中心技術(shù)架構(gòu)，與業(yè)界其他方案相比，中興通訊的雙活方案考慮了前端網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、計(jì)算資源、數(shù)據(jù)以及DCI數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等各層次統(tǒng)一管理和資源聯(lián)動(dòng)，通過中興通訊云管理平臺(tái)，統(tǒng)一對(duì)資源以及資源所承載的應(yīng)用進(jìn)行管理、切換和演練。使用前端網(wǎng)絡(luò)雙活支持用戶可以同時(shí)訪問兩個(gè)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)，并且當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)中心災(zāi)難時(shí)，用戶的訪問都切換到正常的數(shù)據(jù)中心；應(yīng)用雙活支持應(yīng)用的跨中心集群部署，從而支持在兩個(gè)數(shù)據(jù)中心為用戶提供相同的業(yè)務(wù)服務(wù)；資源雙活支持計(jì)算資源在兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間靈活地部署和調(diào)度；數(shù)據(jù)雙活是雙活數(shù)據(jù)中心的核心，保障某個(gè)數(shù)據(jù)中心災(zāi)難時(shí)，另個(gè)數(shù)據(jù)中心仍然保留所有的數(shù)據(jù)層；數(shù)據(jù)中心互聯(lián)是雙活數(shù)據(jù)中心建設(shè)的前提，通過數(shù)據(jù)中心的二層互聯(lián)、三層互聯(lián)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間的應(yīng)用集群、業(yè)務(wù)訪問和數(shù)據(jù)同步等功能。同時(shí)中興通訊的雙活方案還提供了業(yè)界獨(dú)有的應(yīng)用層PaaS平臺(tái)（iSWare），iSW