異地容災(zāi)中心建設(shè)研究

異地容災(zāi)中心系統(tǒng)建設(shè)研究尚慧萍王乃衛(wèi)高三紅北京跟蹤與通信技術(shù)研究所主要內(nèi)容引言系統(tǒng)建設(shè)考慮容災(zāi)技術(shù)分析容災(zāi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)結(jié)論引言(1/2)測控中心是整個(gè)航天測控系統(tǒng)的重要組成部分，是全系統(tǒng)的信息匯集、處理、運(yùn)行控制和對外服務(wù)的樞紐。目前測控中心系統(tǒng)利用服務(wù)器雙機(jī)雙工技術(shù)、數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)，磁盤陣列RAID技術(shù)等，解決了單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)，使測控中心系統(tǒng)為航天測控任務(wù)提供持續(xù)和有效的服務(wù)。引言(2/2)測控中心信息系統(tǒng)部署相對集中，所有應(yīng)用及數(shù)據(jù)存儲大都在同一片區(qū)域，容災(zāi)備份策略主要采用的是本地備份，如果中心發(fā)生火災(zāi)、水災(zāi)或地震等自然災(zāi)害，所有數(shù)據(jù)包括備份數(shù)據(jù)都會隨之破壞，中心系統(tǒng)將有可能較長時(shí)間陷于癱瘓，這將對載人航天、衛(wèi)星導(dǎo)航通信、偵察監(jiān)視等空間應(yīng)用帶來巨大負(fù)面影響。針對上述地域性災(zāi)難以及本地系統(tǒng)短期無法恢復(fù)的物理故障，建設(shè)一個(gè)異地容災(zāi)中心系統(tǒng)是十分必要的。系統(tǒng)建設(shè)考慮(1/3)由于測控中心運(yùn)行著核心重要的應(yīng)用系統(tǒng)，為了提高中心系統(tǒng)的有效性、可靠性，需要設(shè)計(jì)一個(gè)異地容災(zāi)系統(tǒng)來確保無論發(fā)生何種災(zāi)難都需要在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)，并且實(shí)現(xiàn)最小的數(shù)據(jù)丟失。根據(jù)測控中心信息系統(tǒng)的需求和容災(zāi)系統(tǒng)對災(zāi)難的抵抗程度，參照國家標(biāo)準(zhǔn)《信息安全技術(shù)-信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》：5級–“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及完整設(shè)備支持”。系統(tǒng)建設(shè)考慮(2/3)數(shù)據(jù)級容災(zāi)能力數(shù)據(jù)同時(shí)存放在生產(chǎn)中心（或稱主中心）和容災(zāi)中心的存儲系統(tǒng)中，保證數(shù)據(jù)的安全性，當(dāng)本地生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)不可恢復(fù)的物理故障時(shí)，容災(zāi)中心提供可用的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)級容災(zāi)能力在數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)上，增加對整個(gè)系統(tǒng)的備份，需要對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行備份，以提供業(yè)務(wù)連續(xù)性的應(yīng)用平臺。系統(tǒng)容災(zāi)需要搭建一個(gè)同主中心相一致的運(yùn)行環(huán)境。應(yīng)用級容災(zāi)能力建立一個(gè)與主中心相一致（包括數(shù)據(jù)與應(yīng)用的一致）的備份系統(tǒng)。在沒有發(fā)生災(zāi)難的情況下，由主中心對外提供服務(wù)，異地地容災(zāi)中心則實(shí)時(shí)跟蹤主中心的處理，同時(shí)備份主中心的相關(guān)信息，確保在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，能將應(yīng)用切換到異地容災(zāi)中心，實(shí)現(xiàn)主中心的功能，抵御災(zāi)難。系統(tǒng)建設(shè)考慮(3/3)設(shè)計(jì)原則全面性-構(gòu)建集異地容災(zāi)與備份為一體的全方位的容災(zāi)備份保護(hù)方

案。可靠性-存儲系統(tǒng)與容災(zāi)平臺均要求具有高可靠性。高性能-實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持續(xù)保護(hù)，最大程度地保證恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)（RPO）

與恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)（RTO）。可管理性-實(shí)現(xiàn)本地及異地可靠、統(tǒng)一、簡易的存儲備份容災(zāi)管理。前瞻性-符合行業(yè)技術(shù)潮流和發(fā)展方向，具有較長的技術(shù)壽命?？蓴U(kuò)展性-通過模塊化的擴(kuò)展支持未來應(yīng)用系統(tǒng)的變化，減少額外

投資。安全性-盡量采用國產(chǎn)品牌的軟硬件產(chǎn)品。盡量減少對正常業(yè)務(wù)

系統(tǒng)的影響，并能夠提供全面的安全體系，從生產(chǎn)數(shù)據(jù)

存儲、備份數(shù)據(jù)和備份系統(tǒng)的管理都應(yīng)該具有高可靠的

安全保障體系，保證數(shù)據(jù)的安全。

容災(zāi)技術(shù)分析(1/6)對容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)而言，其核心技術(shù)和難點(diǎn)主要在如何保證容災(zāi)中心和生產(chǎn)中心數(shù)據(jù)零丟失，保證數(shù)據(jù)狀態(tài)的同步、保證業(yè)務(wù)功能恢復(fù)時(shí)間在可控制的范圍內(nèi)。容災(zāi)方案的關(guān)鍵在于對容災(zāi)技術(shù)的選擇應(yīng)用，而容災(zāi)技術(shù)的核心是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制。根據(jù)容災(zāi)技術(shù)應(yīng)用在信息系統(tǒng)的不同層面，可以分為基于存儲盤陣的容災(zāi)技術(shù)、基于操作系統(tǒng)軟件的容災(zāi)技術(shù)、基于數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)技術(shù)、基于應(yīng)用軟件的容災(zāi)技術(shù)和基于CDP的容災(zāi)技術(shù)。容災(zāi)技術(shù)分析(2/6)基于存儲盤陣的容災(zāi)技術(shù)通過磁盤陣列自身的鏡像復(fù)制技術(shù)將生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)異地同步或異步復(fù)制到容災(zāi)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的容災(zāi)保護(hù)。

優(yōu)點(diǎn)：整體架構(gòu)簡單容易實(shí)施，不影響現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)；無需安裝任何形式的代理軟件，對主機(jī)性能無影響；采用數(shù)據(jù)鏡像同步完全不丟失數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)：設(shè)備必須采用同廠商存儲設(shè)備，不支持異構(gòu)存儲；無法避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯錯誤與災(zāi)難；缺少對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的邏輯驗(yàn)證，無法保證一致性和完整性。代表產(chǎn)品：EMC、NetApp、IBM、HDS等。容災(zāi)技術(shù)分析(3/6)基于操作系統(tǒng)軟件的容災(zāi)技術(shù)又稱基于主機(jī)數(shù)據(jù)復(fù)制的容災(zāi)技術(shù)，是利用操作系統(tǒng)軟件的鏡像工具軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的復(fù)制。

優(yōu)點(diǎn)：不用依賴底層存儲平臺；基于IP網(wǎng)絡(luò)，無距離限制。缺點(diǎn)：占用主機(jī)CPU資源多，約為10%-30%，對主機(jī)性能影響較大；數(shù)據(jù)復(fù)制的安裝實(shí)施需要在所有主機(jī)配置，當(dāng)主機(jī)較多時(shí)，實(shí)施和維護(hù)復(fù)雜，維護(hù)難度大；數(shù)據(jù)復(fù)制軟件有兼容性問題，適用范圍有限。代表產(chǎn)品：LinuxLVM邏輯卷管理、Windows高級卷管理、Symantec的VVR（VeritasVolumeReplicator）、Oracle公司的AvailabilitySuite軟件等。容災(zāi)技術(shù)分析(4/6)基于數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)技術(shù)是一種邏輯復(fù)制技術(shù)，如Oracle提供的DataGuard結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)復(fù)制軟件，其容災(zāi)機(jī)制是通過解析數(shù)據(jù)庫在線日志或歸檔日志獲得數(shù)據(jù)的增量變化，再將這些變化應(yīng)用到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)源庫與目標(biāo)庫同步。

優(yōu)點(diǎn)：不依賴底層存儲平臺和其它軟件；對數(shù)據(jù)庫的異地備份實(shí)現(xiàn)簡便。缺點(diǎn)：保護(hù)的數(shù)據(jù)有限，只能保護(hù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)；對生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的性能有影響；對數(shù)據(jù)庫管理人員要求高，管理復(fù)雜。代表產(chǎn)品：Oracle的DataGuard、Quest的SharePlex等。容災(zāi)技術(shù)分析(5/6)基于應(yīng)用軟件的容災(zāi)技術(shù)利用消息或交易中間件軟件，在應(yīng)用軟件層面將數(shù)據(jù)寫指令分拆，既寫生產(chǎn)系統(tǒng)又寫容災(zāi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)寫操作同時(shí)在多份目標(biāo)上生效，一旦生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生物理故障，容災(zāi)系統(tǒng)可以繼續(xù)對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)。優(yōu)點(diǎn)：對生產(chǎn)中心和容災(zāi)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求比較低；整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)中，硬件投資少；對操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、存儲設(shè)備等的依賴性較小，跨平臺性好。缺點(diǎn)：增加應(yīng)用軟件二次開發(fā)負(fù)擔(dān)；開發(fā)周期較長且難度較大。容災(zāi)技術(shù)分析(6/6)基于CDP的容災(zāi)技術(shù)技術(shù)原理是復(fù)制每筆寫入數(shù)據(jù)（形成數(shù)據(jù)副本），附加時(shí)間標(biāo)記，并單獨(dú)存放副本，利用標(biāo)記和副本，實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)恢復(fù)。

優(yōu)點(diǎn)：兼容性好，支持各種操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、主機(jī)和存儲設(shè)備；對帶寬要求低；持續(xù)的數(shù)據(jù)復(fù)制，支持任意時(shí)間點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)恢復(fù)。缺點(diǎn)：本地和異地的持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)，增加系統(tǒng)整體成本；實(shí)現(xiàn)本地持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)，需在生產(chǎn)環(huán)境的旁路部署額外的硬件設(shè)備；應(yīng)用切換模式實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。。代表產(chǎn)品：EMCRecoveryPoint、飛康（FalconStor）、愛數(shù)（EISOO）、眾志和達(dá)（SOUL）、信核等。容災(zāi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)結(jié)論根據(jù)測控中心信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求和特點(diǎn)，按照國家容災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的五級標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)異地容災(zāi)中心系統(tǒng)。

利用CDP容災(zāi)技術(shù)，在現(xiàn)有中心系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建設(shè)異地容災(zāi)中心，在兩地配備CDP系統(tǒng)，建立了分層容災(zāi)恢復(fù)體系。對本地測控中心系統(tǒng)的邏輯故障如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、程序錯誤、系統(tǒng)升級、病毒侵?jǐn)_、人工誤操作等，先本地?cái)?shù)據(jù)保護(hù)