多站點間的VM災(zāi)備遷移管理技術(shù)方案

1、 多站點間的 VM 災(zāi)備遷移管理技術(shù)方案 本文對GDR 技術(shù)進行了解讀。作為 IBM Power 的新災(zāi)備解決方案，GDR主要彌補了原有的 PowerHA XD, PowerHA HyperSwap 等災(zāi)備方案對于非關(guān)鍵業(yè)務(wù)的不足。1 災(zāi)備現(xiàn)狀隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,信息安全漸漸成為眾人關(guān)注的焦點。數(shù)據(jù)的安全和業(yè)務(wù)運行的可靠性越來越重要。但是，根據(jù) 2012 年 PwC 的全球信息安全調(diào)查報告指出：絕大多數(shù)機構(gòu)的 IT系統(tǒng)既沒有容災(zāi)計劃也沒有離站的數(shù)據(jù)備份。而只有 7%的機構(gòu)有信心可以執(zhí)行預(yù)訂的容災(zāi)計劃。一般 IT 基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中，災(zāi)備主要考慮就是數(shù)據(jù)怎么同步和業(yè)務(wù)邏輯所在的分區(qū)怎么切換。 下面分

2、別看一下現(xiàn)有的災(zāi)備方案中是如何解決這些問題的。 首先是站點之間數(shù)據(jù)的同步方式，主要有如下幾種：其次，按照跨數(shù)據(jù)中心分區(qū)切換方式劃分可以分為如下的幾種：通過上面的兩張表和企業(yè)災(zāi)備現(xiàn)狀來看， 絕大多數(shù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用基于分區(qū)重啟的災(zāi)備解決方案能夠給客戶提供性價比更高的選擇。 而 GDR 主要彌補的就是非關(guān)鍵業(yè)務(wù)場景的災(zāi)備解決方案。2 GDR 技術(shù)簡介GDR 技術(shù)是 Geographically Dispersed Resiliency for Power System 的簡稱，直譯為 Power 系統(tǒng)的地域分散彈性技術(shù)。GDR 技術(shù)提供了一種在災(zāi)備站點實現(xiàn)虛擬分區(qū)自動重啟的能力， 并且負(fù)責(zé)管理相關(guān)的

3、硬件復(fù)制過程 （類似于 VMware 公司的 SRM 技術(shù)） 。 GDR 災(zāi)難恢復(fù)解決方案易于部署和管理。 GDR可以管理跨站點的多個虛擬機的恢復(fù)。 GDR 通過與 HMC 和 VIOS 緊密集成來重新啟動 VM。 GDR提供了廣泛的自動化，這樣管理員就可以為 DR 快速部署/配置，并跨站點進行故障轉(zhuǎn)移。2.1 GDR 技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)如下圖所示， GDR 技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)涉及到幾個重要的組成部分， 分別是： 主機， 虛擬機，VIOS,HMC,存儲和 K-sys 分區(qū)。主機是指分布在異地站點上的 Power 服務(wù)器物理硬件， 作為虛擬機的宿主硬件。 虛擬機是指在 Power 服務(wù)器上跑的虛擬分區(qū)（

4、該分區(qū)的所有 I/O 資源必須使用虛擬 I/O 資源） ，業(yè)務(wù)負(fù)載運行在這些虛擬機上。VIOS 指的是每一臺 Power 服務(wù)器部署的虛擬 I/O 服務(wù)器（Virtual I/O Server,簡稱 VIOS）,所有的業(yè)務(wù)分區(qū)的 I/O 資源都由 VIOS 提供，包括：虛擬網(wǎng)絡(luò)，虛擬光纖通道， 虛擬SCSI總線等。 HMC是Power服務(wù)器特有的硬件管理控制臺（HardwareManageConsole，簡稱 HMC） ，每個站點至少配置 1 臺用于管理站點內(nèi) Power 服務(wù)器。存儲負(fù)責(zé)提供虛擬分區(qū)的操作系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)盤的遠程鏡像能力。K-sys 分區(qū)是安裝在備站點的一個 AIX 分區(qū)上的一組

5、文件集（K-sys 本身包含 8 組文件集） 。K-sys 用來管理整個災(zāi)備環(huán)境。2.2 GDR 的前提條件以下的表列出了實施 GDR 容災(zāi)方案的前提條件：2.3 GDR 的優(yōu)勢GDR 作為 IBM Power 的新災(zāi)備解決方案主要是彌補了原有的 PowerHA XD, PowerHA HyperSwap 等災(zāi)備方案對于非關(guān)鍵業(yè)務(wù)的不足。原有的技術(shù)切換時間更短，但是需要依賴比較昂貴的 HA 軟件費用。這些特性不適用于非關(guān)鍵業(yè)務(wù)，在原有的 IBM 災(zāi)備解決方案中不涉及非關(guān)鍵業(yè)務(wù)的容災(zāi)自動化。非關(guān)鍵業(yè)務(wù)的特點決定了這些業(yè)務(wù)的災(zāi)備方案可以接受一定時間的業(yè)務(wù)停止服務(wù)， 但是對于方案的復(fù)雜性和價格比較敏

6、感。 有個別客戶通過自己寫腳本來實現(xiàn)虛擬機在災(zāi)備站點的重啟，但是這需要客戶自己維護大量復(fù)雜的腳本。而 GDR 技術(shù)剛好滿足的客戶對于非關(guān)鍵業(yè)務(wù)的災(zāi)備需求。 GDR 在計劃內(nèi)容災(zāi)演練、 計劃外容災(zāi)切換過程中自動化完成系統(tǒng)級的工作，減少運維人員的工作量，讓運維人員把精力放在應(yīng)用的啟動、測試中。GDR可維護性好，平時對生產(chǎn)環(huán)境的性能沒有影響；GDR也支持在不影響生產(chǎn)環(huán)境的情況下，在災(zāi)備環(huán)境進行演練工作。當(dāng)部署完之后，不需要更新微碼，除非要實現(xiàn)新版本中的功能，新版本又需要有更新微碼的支持。從下圖不難看出擁有幾百個虛擬分區(qū)的系統(tǒng)分區(qū)在災(zāi)備站點重啟的時間也只有幾十分鐘。3 GDR 高級技術(shù)特性3.1 非中

7、斷容災(zāi)演練在容災(zāi)解決方案中， 容災(zāi)演練一直是企業(yè)容災(zāi)方案中的老大難問題。 如果不進行容災(zāi)演練，那么無法保證問題發(fā)生時系統(tǒng)能夠順利切換。如果進行容災(zāi)演練，那么可定需要中斷生產(chǎn)系統(tǒng)，而且還要冒演練失敗影響生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險。這一問題在GDR的方案中得到了完美的解決， GDR本身提供了非中斷容災(zāi)演練的新特性。這一新特性使得客戶可以在不中斷， 不影響生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)的情況下進行容災(zāi)演練。 這個特性的基本原理是在災(zāi)備站點的存儲上對主站點的鏡像 S2 再生成一個快照 S2C，然后基于 S2C啟動需要演練的虛擬分區(qū)來檢查容災(zāi)切換是否可以正常的實施。這樣在演練的同一時間， 生產(chǎn)系統(tǒng)上的分區(qū)依然保持正常地運行。 這樣可

8、以確保生產(chǎn)系統(tǒng)的服務(wù)不會受到任何影響。3.2 靈活的災(zāi)備容量管理在多數(shù)災(zāi)備方案中異地災(zāi)備中心的硬件配置要低于主中心的生產(chǎn)系統(tǒng)硬件配置。 甚至在有些場景中是災(zāi)備中心的一臺機器對應(yīng)主中心的多臺服務(wù)器。 這必然要求容災(zāi)解決方案能夠提供靈活管理計算資源的方法。GDR 的解決方案中確實提供了相關(guān)的特性。在虛擬分區(qū)在災(zāi)備站點重新啟動的時候， 分配的 CPU 和內(nèi)存資源是可以按照配置文件中預(yù)先設(shè)置的百分比調(diào)整資源的。系統(tǒng)管理員可以通過 k-sys 的命令來更改這種設(shè)定，k-sys 會將更改更新到配置文件中。這種調(diào)整可以縮小也可以擴大，甚至設(shè)定成分區(qū) Profile 中定義的最小值。而且，資源的配置可以通過虛

9、擬機，主機，主機組和站點等幾個級別進行靈活設(shè)定。3.3 基于權(quán)重的重啟排序在真實的場景中，多個業(yè)務(wù)分區(qū)之間可能有依賴關(guān)系，例如：應(yīng)用分區(qū)可能需要依賴于數(shù)據(jù)庫分區(qū)先啟動。為了解決這一實際需求，GDR 的解決方案中提供了虛擬分區(qū)按照設(shè)定權(quán)重依次啟動的功能。 管理員可以通過 K-sys 命令設(shè)定虛擬分區(qū)的啟動權(quán)重并保存在配置文件中。當(dāng)切換發(fā)生時，系統(tǒng)將按照配置文件中設(shè)定的虛擬分區(qū)啟動權(quán)重順序啟動各個分區(qū)。默認(rèn)情況下所有分區(qū)的啟動權(quán)重都是 Medium 級別。3.4 基于主機組的災(zāi)備策略為了適應(yīng)大型企業(yè)的災(zāi)備管理需求， GDR 在設(shè)計時默認(rèn)支持以主機組作為災(zāi)備策略的執(zhí)行粒度。所以，當(dāng)需要遷移的設(shè)備很多

10、時，管理員可以將同一業(yè)務(wù)負(fù)載的主機組成一個主機組，并直接對主機組執(zhí)行切換操作。這樣可以大大降低系統(tǒng)的維護復(fù)雜度。每一個主機組會分配單獨的磁盤組。 每一個主機都需要添加到一個主機組， 沒有指定主機組的主機會被加入到 Default_HG 組。3.5 VLan/vSwitch 的站點間匹配GDR 支持主站點的 VLan/vSwitch 和備站點的 VLan/vSwitch 使用不同的命名， 并提供命令將二者之間進行匹配映射。 這樣可以保證在多對一的災(zāi)備解決方案中確保備站點啟動的虛擬分區(qū)可以匹配到正確的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源。3.6 日常自動驗證災(zāi)備方案切換失效多數(shù)是由于方案中涉及的部件配置被更改或連接失效。

11、GDR 提供了定時自動檢驗的框架。 管理員既可以讓系統(tǒng)每天自檢， 發(fā)現(xiàn)問題后通過郵件或者警告提醒管理員。也可以將自定義的腳本插入到自動檢測框架內(nèi)來完成更復(fù)雜的任務(wù)。3.7 支持企業(yè)資源池（Power Enterprise Pool ）除了前面 GDR 自帶的特性外，GDR 還能支持企業(yè)資源池的技術(shù)。支持 CPU 和內(nèi)存的活動激活許可在主站點和備站點之間移動。 這樣可以減少備站點設(shè)備的激活采購數(shù)量。 更多關(guān)于 Power Enterprise Pool 的相關(guān)信息，請參考：/support/knowledgecenter/zh/POWER8/p8ha2/systempool_cod.htm4 應(yīng)

12、用場景GDR 災(zāi)備方案主要面向的是非關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的災(zāi)備， 底層數(shù)據(jù)基于存儲復(fù)制， 上層應(yīng)用分區(qū)基于遠程重啟技術(shù)。下面是幾種常見的應(yīng)用場景。4.1 1-1 主備模式主備站點服務(wù)器1 對 1對應(yīng)采用GDR方案常見于客戶新建機房后采購新的 Power8 服務(wù)器替換原有的 Power7 服務(wù)器。原有的 Power7 服務(wù)器作為災(zāi)備站點的宿主硬件和新的主站點的 Power8 服務(wù)器一一配對組成災(zāi)備關(guān)系。4.2 n-1 災(zāi)備云模式主備站點服務(wù)器 n 對 1 的災(zāi)備云模式是 DRaaS （Disaster Recovery as a Service） 的一種具體實現(xiàn)。如下圖所示，Host11,Host12

13、同時把災(zāi)備環(huán)境映射到備戰(zhàn)點的 Host21 上，同時使用2 套 K-sys 分別獨立管理 2 套災(zāi)備環(huán)境。在實際環(huán)境中，Host11,Host12 還可以屬于完全不同的 2 個站點甚至 2 家不同公司， 這樣災(zāi)備中心的服務(wù)器可以給多家機構(gòu)的多臺服務(wù)器復(fù)用為災(zāi)備宿主機。這樣可以在滿足服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的同時提高災(zāi)備中心服務(wù)器的利用率。關(guān)于這一方案的更多搭建細(xì)節(jié)可以參考：/developerworks/aix/library/au-aix-draas-offering/index.html4.3 兩站點雙活互備模式兩站點雙活互備模式主要應(yīng)用于對等站點互備的場景。 比如同城雙中心應(yīng)用互備。 在這一場景中， 兩個站點的服務(wù)器上各自承擔(dān)了一部分業(yè)務(wù)負(fù)載分區(qū)。 同時各自的分區(qū)又和遠端服務(wù)器形成災(zāi)備配對關(guān)系。 每個服