應(yīng)用級(jí)災(zāi)備的實(shí)現(xiàn)方法V1.0[知識(shí)分析]

1、應(yīng)用級(jí)災(zāi)備的實(shí)現(xiàn)方法當(dāng)前，災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)主要分為數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備和應(yīng)用級(jí)災(zāi)備兩大類。數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備關(guān)注數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)，是應(yīng)用級(jí)災(zāi)備的基礎(chǔ)和前提；而應(yīng)用級(jí)災(zāi)備則在數(shù)據(jù)級(jí)之上，進(jìn)一步提供業(yè)務(wù)接管和恢復(fù)能力。應(yīng)用級(jí)災(zāi)備包括兩個(gè)方面：數(shù)據(jù)同步和應(yīng)用接管。數(shù)據(jù)同步是應(yīng)用接管的前提。在保證數(shù)據(jù)同步基礎(chǔ)上，要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用接管，還要能實(shí)現(xiàn)災(zāi)難發(fā)生時(shí)的網(wǎng)絡(luò)切換和應(yīng)用切換。本文將從數(shù)據(jù)同步和應(yīng)用接管這兩個(gè)方面來討論應(yīng)用級(jí)災(zāi)備的實(shí)現(xiàn)方法。1 數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)的同步是應(yīng)用接管的基礎(chǔ)，保障數(shù)據(jù)同步的完整性和實(shí)時(shí)有效性才能使得應(yīng)用的接管有意義。數(shù)據(jù)的同步主要分為兩大類，第一類是基于磁盤陣列的復(fù)制軟件實(shí)現(xiàn)，比如EMC MirrorView鏡

2、像功能、H3C ReplicationIP復(fù)制功能等，第二類是基于服務(wù)器或者應(yīng)用軟件（應(yīng)用層）實(shí)現(xiàn)，比如Oracle DataGuard組件、GoldenGate數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制軟件、Veritas VVR軟件等。不管采用何種技術(shù)，都只是在不同的層面實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的同步，要達(dá)到應(yīng)用接管的目的，還需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換和應(yīng)用切換。從中我們可以了解到，應(yīng)用層的數(shù)據(jù)同步和應(yīng)用級(jí)災(zāi)備是有區(qū)別的，這也是經(jīng)常會(huì)被混淆的地方。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，我們最常見的應(yīng)用級(jí)災(zāi)備方案是“磁盤陣列的數(shù)據(jù)復(fù)制+備用服務(wù)器”，也就是通過磁盤陣列來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，通過備用服務(wù)器提供業(yè)務(wù)接管能力。磁盤陣列同步有以下主要特點(diǎn)： 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)的災(zāi)備，

3、支持所有的數(shù)據(jù)類型，是最全面的災(zāi)備保護(hù)方式； 基于存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行災(zāi)備，可以有效的解決對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和各種應(yīng)用服務(wù)器的計(jì)算資源的占用問題； 部署簡(jiǎn)單，無需更改原來的文件系統(tǒng)。維護(hù)也更加簡(jiǎn)單，維護(hù)好存儲(chǔ)災(zāi)備系統(tǒng)就可以?；诜?wù)器或應(yīng)用軟件的災(zāi)備，例如VVR主機(jī)復(fù)制方式，有以下特點(diǎn)： 對(duì)原系統(tǒng)改動(dòng)巨大，需要重建原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和文件系統(tǒng)，對(duì)原有數(shù)據(jù)造成破壞，需要提前做好大量的數(shù)據(jù)遷移工作； 對(duì)軟件要求較高，生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心的每一臺(tái)服務(wù)器上都要安裝專門的軟件，部署成本較高，在服務(wù)器擴(kuò)展的時(shí)候，成本會(huì)直線上升； 災(zāi)備軟件和應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)之間可能存在版本沖突、兼容性問題，這個(gè)問題長(zhǎng)期存在，在擴(kuò)容的時(shí)候更加

4、需要考慮，有可能導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)受到限制或擴(kuò)展受到影響； 對(duì)主機(jī)的性能占用和消耗； 每個(gè)服務(wù)器對(duì)應(yīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在管理和維護(hù)方面增加了復(fù)雜性； 數(shù)據(jù)復(fù)制采用異步的方式，在網(wǎng)絡(luò)故障的情況下，會(huì)造成同步數(shù)據(jù)的不一致，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用或無法訪問；因此，數(shù)據(jù)同步從實(shí)現(xiàn)效果、成本、維護(hù)、資源占用、對(duì)原系統(tǒng)的影響幾個(gè)角度來看，從磁盤陣列層面實(shí)現(xiàn)都要優(yōu)于通過主機(jī)軟件方式實(shí)現(xiàn)。通過磁盤陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)同步之后，可以通過備用服務(wù)器的啟用實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的切換，配合管理者的切換決策也更加方便，并能夠有效降低誤切換帶來的風(fēng)險(xiǎn)。2 應(yīng)用接管在數(shù)據(jù)同步基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步考慮網(wǎng)絡(luò)切換和應(yīng)用切換，來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)災(zāi)備。2.1 網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)應(yīng)用級(jí)災(zāi)備要

5、求提供冗余的網(wǎng)絡(luò)線路和設(shè)備。正常情況下，客戶端通過生產(chǎn)中心的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)訪問生產(chǎn)中心的應(yīng)用服務(wù)器；在發(fā)生災(zāi)難時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)切換，客戶端能夠訪問到災(zāi)備中心的備用服務(wù)器。目前，網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)主要有以下三種：（1）基于IP地址的切換生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心主備應(yīng)用服務(wù)器的IP地址空間相同，客戶端通過唯一的IP地址訪問應(yīng)用服務(wù)器。在正常情況下，只有生產(chǎn)中心應(yīng)用服務(wù)器的IP地址處于可用狀態(tài)，災(zāi)備中心的備用服務(wù)器IP地址處于禁用狀態(tài)。一旦發(fā)生災(zāi)難，管理員手工或通過腳本將災(zāi)備中心服務(wù)器的IP地址設(shè)置為可用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問路徑切換。（2）基于DNS服務(wù)器的切換在這種方式下，所有應(yīng)用需要根據(jù)主機(jī)名來訪問，而不是直接根據(jù)主機(jī)的I

6、P地址來訪問，從而通過域名實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換。對(duì)于對(duì)外提供服務(wù)的業(yè)務(wù)，可通過向運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)相應(yīng)的DNS服務(wù)器，對(duì)主生產(chǎn)中心和備用生產(chǎn)中心各申請(qǐng)相應(yīng)的DNS服務(wù)，通過運(yùn)營(yíng)商DNS切換機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)外服務(wù)的切換。對(duì)于內(nèi)部提供的業(yè)務(wù)，生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心各自部署一臺(tái)DNS服務(wù)器，負(fù)責(zé)所有主機(jī)的域名解析。生產(chǎn)中心的為主DNS服務(wù)器，災(zāi)備中心的為備份DNS服務(wù)器，兩臺(tái)DNS服務(wù)器的內(nèi)容自動(dòng)保持完全同步。對(duì)于每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器的域名，DNS服務(wù)器上可以保存兩個(gè)IP地址，主IP地址指向生產(chǎn)中心應(yīng)用服務(wù)器的IP地址，備份IP地址指向?yàn)?zāi)備中心服務(wù)器的IP地址。在所有的客戶端上設(shè)置這兩個(gè)DNS服務(wù)器（可通過DHCP服務(wù)器自動(dòng)分配）

7、。系統(tǒng)首先查詢主DNS服務(wù)器，如果沒有應(yīng)答，就查詢備份DNS服務(wù)器。當(dāng)生產(chǎn)中心的主服務(wù)器出現(xiàn)故障，主DNS服務(wù)器發(fā)現(xiàn)無法聯(lián)系到主服務(wù)器時(shí)，會(huì)自動(dòng)將DNS請(qǐng)求解析至災(zāi)備中心服務(wù)器的IP地址，從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)應(yīng)用的自動(dòng)切換。當(dāng)生產(chǎn)中心發(fā)生火災(zāi)、地震等災(zāi)難，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)中心不可用時(shí)，客戶端因?yàn)槁?lián)系不上主DNS服務(wù)器，會(huì)自動(dòng)將地址解析的請(qǐng)求發(fā)往備份DNS服務(wù)器。備份DNS服務(wù)器通過存活狀態(tài)檢查確認(rèn)生產(chǎn)中心的主服務(wù)器已經(jīng)不可用，就將災(zāi)備中心的服務(wù)器IP地址作為DNS應(yīng)答，從而將所有應(yīng)用切換到災(zāi)備中心。（3）基于負(fù)載均衡設(shè)備的切換通過在服務(wù)器集群前端部署一臺(tái)負(fù)載均衡設(shè)備，根據(jù)已配置的均衡策略將用戶請(qǐng)求在服務(wù)器

8、集群中分發(fā)，為用戶提供服務(wù)，并對(duì)服務(wù)器可用性進(jìn)行維護(hù)。負(fù)載均衡能夠按照一定的策略分發(fā)到指定的服務(wù)器群中的服務(wù)器或指定鏈路組的某條鏈路上，調(diào)度算法以用戶連接為粒度，并且可以采取靜態(tài)設(shè)置或動(dòng)態(tài)調(diào)配的方式。負(fù)載均衡設(shè)備能夠針對(duì)各種應(yīng)用服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)，收集相應(yīng)信息作為選擇服務(wù)器或鏈路的依據(jù)，包括ICMP、TCP、HTTP、FTP、DNS等。通過對(duì)應(yīng)用協(xié)議的深度識(shí)別，能夠?qū)Σ煌瑯I(yè)務(wù)在主生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心之間進(jìn)行切換。這三種網(wǎng)絡(luò)切換方式比較如下：網(wǎng)絡(luò)切換方式基于IP地址基于DNS服務(wù)器基于負(fù)載均衡切換方式手動(dòng)或半自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)切換時(shí)間10-30分鐘左右，與服務(wù)器數(shù)量相關(guān)10分鐘左右分鐘級(jí)技術(shù)成熟度成熟成熟

9、一般實(shí)施案例較多多較多設(shè)備投資無增加2臺(tái)DNS服務(wù)器在數(shù)據(jù)中心前端交換機(jī)上增加負(fù)載均衡板卡單個(gè)應(yīng)用和整個(gè)子網(wǎng)的切換適合整個(gè)子網(wǎng)切換適合單個(gè)應(yīng)用和整個(gè)子網(wǎng)切換適合單個(gè)應(yīng)用和整個(gè)子網(wǎng)切換在以上三種網(wǎng)絡(luò)切換方式中，基于IP地址的切換方式較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低，但是對(duì)于擁有較多服務(wù)器的災(zāi)備中心而言，手工更改大量IP地址和網(wǎng)絡(luò)配置需要比較長(zhǎng)時(shí)間，因此這種方式適合于只有少數(shù)應(yīng)用服務(wù)器的場(chǎng)合；基于DNS的切換方案，從技術(shù)上講較成熟，應(yīng)用也較多，而且能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換的全自動(dòng)，但是需要增加兩臺(tái)DNS服務(wù)器的投資；而基于負(fù)載均衡的切換，需要增加負(fù)載均衡板卡，但是切換能夠精細(xì)到業(yè)務(wù)和服務(wù)內(nèi)容，因此，在大型數(shù)據(jù)中心情況下

10、，也可采用負(fù)載均衡的方式進(jìn)行應(yīng)用之間的切換。2.2 應(yīng)用切換技術(shù)應(yīng)用切換是指生產(chǎn)中心由于發(fā)生災(zāi)難而癱瘓時(shí)，可由災(zāi)備中心的備用服務(wù)器提供業(yè)務(wù)接管，確保業(yè)務(wù)運(yùn)行的高連續(xù)性。實(shí)現(xiàn)應(yīng)用切換的前提條件是：l 數(shù)據(jù)已經(jīng)從生產(chǎn)中心同步到災(zāi)備中心；l 災(zāi)備中心配置與生產(chǎn)中心對(duì)應(yīng)的應(yīng)用軟件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和中間件服務(wù)器等，且運(yùn)行正常；l 災(zāi)備中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正?；蚰軌?qū)崿F(xiàn)正常切換。應(yīng)用切換技術(shù)主要有以下幾種：（1）雙活數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制容災(zāi)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心數(shù)據(jù)庫(kù)雙活，即災(zāi)備中心的備份數(shù)據(jù)庫(kù)也處于Open狀態(tài)，客戶端可對(duì)災(zāi)備數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行只讀訪問（例如GoldenGate、DSG等數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制軟件

11、）。生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心數(shù)據(jù)庫(kù)保持雙活，可提高災(zāi)備中心的資源利用率，分擔(dān)生產(chǎn)中心的業(yè)務(wù)負(fù)擔(dān)，在發(fā)生災(zāi)難時(shí)，自然也可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和業(yè)務(wù)的接管。H3C作為GoldenGate、DSG等數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制容災(zāi)軟件廠商的合作伙伴，對(duì)于基于數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制的應(yīng)用級(jí)災(zāi)備解決方案進(jìn)行過嚴(yán)格的測(cè)試驗(yàn)證，能夠保證方案的快速正確的實(shí)施。這種方式的缺點(diǎn)之一是只適合于特定的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，不適合文件系統(tǒng)等應(yīng)用，有一定的局限性。（2）遠(yuǎn)程集群技術(shù)遠(yuǎn)程集群是指通過在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心的應(yīng)用服務(wù)器上安裝遠(yuǎn)程集群軟件(例如Veritas Storage Foundation中的GCO組件)，實(shí)現(xiàn)跨廣域的多服務(wù)器狀態(tài)的監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服

12、務(wù)器的自動(dòng)切換。這種方式的主要弊端在于，多種潛在因素（例如集群服務(wù)器心跳線中斷、網(wǎng)絡(luò)短時(shí)間中斷、應(yīng)用服務(wù)器響應(yīng)不及時(shí)等）容易導(dǎo)致在生產(chǎn)中心實(shí)際運(yùn)行正常情況下進(jìn)行誤切換，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)高。我們知道，災(zāi)備中心的應(yīng)用接管是一個(gè)管理和決策的過程，需要人為參與，無法完全交給機(jī)器和軟件來替代完成的。其次，對(duì)于存在多應(yīng)用情況下，采用自動(dòng)切換，可能導(dǎo)致部分應(yīng)用出現(xiàn)故障時(shí)切換，由災(zāi)備中心接管，而其它應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行正常，沒有切換，最終產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)中心同時(shí)運(yùn)行，造成數(shù)據(jù)混亂。另外，需要注意的是，即使實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用服務(wù)器（或者數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器）的自動(dòng)切換，也并不等同于應(yīng)用的自動(dòng)切換。一般來說，一個(gè)應(yīng)用由應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成，前者提供前端客戶端的直接讀寫請(qǐng)求，并通過數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行真實(shí)的讀寫操作，應(yīng)用服務(wù)器本身并不進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作，而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器才是真正和存儲(chǔ)系統(tǒng)打交道的服務(wù)器。采用集群技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的自動(dòng)切換，但是應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間往往存在著依賴關(guān)系，它們之間連接關(guān)系的建立，一般無法自動(dòng)完成，因此也無法實(shí)現(xiàn)真正的應(yīng)用自動(dòng)切換。（3）手動(dòng)切換方式手動(dòng)切換方式實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，總體成本低，適用范圍廣，而且較可靠。采用這種方式時(shí)，災(zāi)備中心部署與生產(chǎn)中心相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，安裝相應(yīng)軟件。在正常情況下，災(zāi)備中心服務(wù)器可選擇不運(yùn)行或者處于就緒狀態(tài)但對(duì)外不可訪問；發(fā)生災(zāi)難時(shí)，