常用容災(zāi)模式及主要技術(shù)

按距離遠(yuǎn)近可劃分為:

▌同城容災(zāi)

同城容災(zāi)一般用于防大面積本地火災(zāi)、防建筑物損毀、防重大電力故障、防計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的意外重大故障及人為破壞引起的重大故障。

同城容災(zāi)是在相同城市或者附近區(qū)域內(nèi)(小于等于200公里)建立兩個(gè)數(shù)據(jù)中心:一個(gè)為生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心,負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)運(yùn)行;另一個(gè)為災(zāi)難數(shù)據(jù)備份中心,負(fù)責(zé)災(zāi)難發(fā)生后的應(yīng)用系統(tǒng)依然可以持續(xù)運(yùn)行。

同城的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心與災(zāi)難備份中心距離由于往往設(shè)計(jì)較近,因此往往通信線路質(zhì)量較好,容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)同步復(fù)制,確保高度的數(shù)據(jù)完整性。

▌異地容災(zāi)

異地容災(zāi)不僅可以防范大面積火災(zāi)、建筑物損毀等本地災(zāi)難,還能夠防范戰(zhàn)爭、地震、洪災(zāi)等宏大的人為不可抗因素給主生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心帶來的災(zāi)難。

異地容災(zāi)主備中心之間距離較遠(yuǎn)(大于200公里),在這種情況下,適宜于采用異步鏡像,但可能會(huì)有少量數(shù)據(jù)損失,這類選擇直接取決于RTO是否為業(yè)務(wù)部門所接受。

與同城容災(zāi)相比較,異地容災(zāi)投資成本較高、建設(shè)周期較長、運(yùn)維管理難度較大、可靠性較低等劣勢,但,異地容災(zāi)往往是戰(zhàn)略性投資,一旦同城遇到巨大災(zāi)難——不可恢復(fù)的滅頂之災(zāi),異地容災(zāi)此時(shí)的價(jià)值是不能用短期投入產(chǎn)出的收益本身來衡量的。

▌兩地三中心

由于同城容災(zāi)和異地容災(zāi)各有所長,企業(yè)如果想要達(dá)到這種兼容并蓄的防災(zāi)效果,需要在成本允許的情況下,充分考慮業(yè)務(wù)需求,探討采用同城結(jié)合異地容災(zāi)的方式解決。此時(shí),即逐漸衍生出了“兩地三中心”模式。這種模式兼具高可用性和災(zāi)難備份的能力。

同城雙中心的價(jià)值在于,為了確保業(yè)務(wù)高可用而建設(shè)的同城容災(zāi),在同城或鄰近城市建立可獨(dú)立承擔(dān)關(guān)鍵系統(tǒng)運(yùn)行的兩個(gè)數(shù)據(jù)中心,此雙中心須同時(shí)具備業(yè)務(wù)處理能力并通過高速鏈路實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù),在理想的情況下,可以建成具備幾乎相同處理能力的雙中心,但大多數(shù)情況,可以從高可用的角度來考慮雙中心共同承載業(yè)務(wù)及管理系統(tǒng)的運(yùn)行,并可相互切換。

一旦災(zāi)難發(fā)生,可在基本不丟失數(shù)據(jù)的情況下完成災(zāi)備應(yīng)急切換,并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)運(yùn)行保障。

在確保同城雙中心的前提下,實(shí)現(xiàn)異地第三災(zāi)備中心建制,用于對(duì)雙中心的第三地?cái)?shù)據(jù)備份,當(dāng)雙中心同時(shí)因自然災(zāi)害等原因而發(fā)生重大故障時(shí),第三地災(zāi)備可以用備份數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)恢復(fù)。

▌“多活”數(shù)據(jù)中心

所謂“多活”數(shù)據(jù)中心,須要兩個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)中心同時(shí)運(yùn)行相同的應(yīng)用、具備同樣的數(shù)據(jù),能夠提供跨中心的業(yè)務(wù)級(jí)別的負(fù)載均衡,同時(shí)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用高可用能力及災(zāi)難發(fā)生時(shí)的備份恢復(fù)能力,這種業(yè)務(wù)保障模式更為安全可靠。

“多活”數(shù)據(jù)中心主要特點(diǎn)有:一、充分挖掘和使用現(xiàn)有資源,避免資源閑置、浪費(fèi),通過 “多活”模式的資源整合,可大幅提升“多活”數(shù)據(jù)中心的服務(wù)能力; 二、“多活”數(shù)據(jù)中心中若其中一個(gè)數(shù)據(jù)中心停止運(yùn)行,其業(yè)務(wù)可迅速遷移到另外一個(gè)活躍的數(shù)據(jù)中心中,全過程用戶可無感知。

上述四種模式為常用的參考容災(zāi)模式,在具體選擇過程中,IT部門切勿自行判斷,而是應(yīng)贏得公司層對(duì)容災(zāi)工作的充分理解與支持,建立與業(yè)務(wù)部門和供應(yīng)商之間的多方溝通機(jī)制,以確保災(zāi)難定義明確、容災(zāi)策略清晰、成本投入合理、容災(zāi)措施可行,使得多方訴求得以滿足。

從其對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)程度來分,可分為:

▌數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)

通過建立異地容災(zāi)中心,做數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份,在災(zāi)難發(fā)生之后要確保原有的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失或者遭到破壞,但在數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)這個(gè)級(jí)別,發(fā)生災(zāi)難時(shí)應(yīng)用是會(huì)中斷的。在數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)方式下,所建立的異地容災(zāi)中心可以簡單地把它理解成一個(gè)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)備份中心。數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)的恢復(fù)時(shí)間比較長,但是相比其他容災(zāi)級(jí)別來講它的費(fèi)用比較低,而且構(gòu)建實(shí)施也相對(duì)簡單。

▌應(yīng)用級(jí)容災(zāi)

在數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)的基礎(chǔ)之上,在備份站點(diǎn)同樣構(gòu)建一套相同的應(yīng)用系統(tǒng),通過同步或異步復(fù)制技術(shù),這樣可以保證關(guān)鍵應(yīng)用在允許的時(shí)間范圍內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行,盡可能減少災(zāi)難帶來的損失,讓用戶基本感受不到災(zāi)難的發(fā)生,這樣就使系統(tǒng)所提供的服務(wù)是完整的、可靠的和安全的。應(yīng)用級(jí)容災(zāi)生產(chǎn)中心和異地災(zāi)備中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是采用異類的廣域網(wǎng)傳輸方式;同時(shí)應(yīng)用級(jí)容災(zāi)系統(tǒng)需要通過更多的軟件來實(shí)現(xiàn),可以使多種應(yīng)用在災(zāi)難發(fā)生時(shí)可以進(jìn)行快速切換,確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

▌業(yè)務(wù)級(jí)容災(zāi)

全業(yè)務(wù)的災(zāi)備,除了必要的IT相關(guān)技術(shù),還要求具備全部的基礎(chǔ)設(shè)施。其大部分內(nèi)容是非IT系統(tǒng)(如電話、辦公地點(diǎn)等),當(dāng)大災(zāi)難發(fā)生后,原有的辦公場所都會(huì)受到破壞,除了數(shù)據(jù)和應(yīng)用的恢復(fù),更需要一個(gè)備份的工作場所能夠正常的開展業(yè)務(wù)。

關(guān)鍵技術(shù):

▌遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)

遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)是在主數(shù)據(jù)中心和備援中心之間的數(shù)據(jù)備份時(shí)用到。鏡像是在兩個(gè)或多個(gè)磁盤或磁盤子系統(tǒng)上產(chǎn)生同一個(gè)數(shù)據(jù)的鏡像視圖的信息存儲(chǔ)過程,一個(gè)叫主鏡像系統(tǒng),另一個(gè)叫從鏡像系統(tǒng)。按主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)所處的位置可分為本地鏡像和遠(yuǎn)程鏡像。遠(yuǎn)程鏡像又叫遠(yuǎn)程復(fù)制,是容災(zāi)備份的核心技術(shù),同時(shí)也是保持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)同步和實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)程鏡像按請(qǐng)求鏡像的主機(jī)是否需要遠(yuǎn)程鏡像站點(diǎn)的確認(rèn)信息,又可分為同步遠(yuǎn)程鏡像和異步遠(yuǎn)程鏡像。

同步遠(yuǎn)程鏡像(同步復(fù)制技術(shù))是指通過遠(yuǎn)程鏡像軟件,將本地?cái)?shù)據(jù)以完全同步的方式復(fù)制到異地,每一本地的I/O事務(wù)均需等待遠(yuǎn)程復(fù)制的完成確認(rèn)信息,方予以釋放。同步鏡像使拷貝總能與本地機(jī)要求復(fù)制的內(nèi)容相匹配。當(dāng)主站點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí),用戶的應(yīng)用程序切換到備份的替代站點(diǎn)后,被鏡像的遠(yuǎn)程副本可以保證業(yè)務(wù)繼續(xù)執(zhí)行而沒有數(shù)據(jù)的丟失。但它存在往返傳播造成延時(shí)較長的缺點(diǎn),只限于在相對(duì)較近的距離上應(yīng)用。

異步遠(yuǎn)程鏡像(異步復(fù)制技術(shù))保證在更新遠(yuǎn)程存儲(chǔ)視圖前完成向本地存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本操作,而由本地存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給請(qǐng)求鏡像主機(jī)的I/O操作完成確認(rèn)信息。遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)復(fù)制是以后臺(tái)同步的方式進(jìn)行的,這使本地系統(tǒng)性能受到的影響很小,傳輸距離長(可達(dá)1000公里以上),對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶要求小。但是,許多遠(yuǎn)程的從屬存儲(chǔ)子系統(tǒng)的寫沒有得到確認(rèn),當(dāng)某種因素造成數(shù)據(jù)傳輸失敗,可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性問題。為了解決這個(gè)問題,目前大多采用延遲復(fù)制的技術(shù)(本地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制均在后臺(tái)日志區(qū)進(jìn)行),即在確保本地?cái)?shù)據(jù)完好無損后進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。

▌快照技術(shù)

遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)往往同快照技術(shù)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程備份,即通過鏡像把數(shù)據(jù)備份到遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)中,再用快照技術(shù)把遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)中的信息備份到遠(yuǎn)程的磁帶庫,光盤庫中。

快照是通過軟件對(duì)要備份的磁盤子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速掃描,建立一個(gè)要備份數(shù)據(jù)的快照邏輯單元號(hào)LUN和快照cache。在快速掃描時(shí),把備份過程中即將要修改的數(shù)據(jù)塊同時(shí)快速拷貝到快照cache中??煺誏UN是一組指針,它指向快照cache和磁盤子系統(tǒng)中不變的數(shù)據(jù)塊(在備份過程中)。在正常業(yè)務(wù)進(jìn)行的同時(shí),利用快照LUN實(shí)現(xiàn)對(duì)原數(shù)據(jù)的一個(gè)完全的備份。它可使用戶在正常業(yè)務(wù)不受影響的情況下(主要指容災(zāi)備份系統(tǒng)),實(shí)時(shí)提取當(dāng)前在線業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。其“備份窗口”接近于零,可大大增加系統(tǒng)業(yè)務(wù)的連續(xù)性,為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)真正的7×24運(yùn)轉(zhuǎn)提供了保證。快照是通過內(nèi)存作為緩沖區(qū)(快照cache),由快照軟件提供系統(tǒng)磁盤存儲(chǔ)的即時(shí)數(shù)據(jù)映像,它存在緩沖區(qū)調(diào)度的問題。

▌互連技術(shù)

早期的主數(shù)據(jù)中心和備援?dāng)?shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)備份,主要是基于SAN的遠(yuǎn)程復(fù)制(鏡像),即通過光纖通道FC,把兩個(gè)SAN連接起來,進(jìn)行遠(yuǎn)程鏡像(復(fù)制)。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí),由備援?dāng)?shù)據(jù)中心替代主數(shù)據(jù)中心保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性。這種遠(yuǎn)程容災(zāi)備份方式存在一些缺陷,如:實(shí)現(xiàn)成本高、設(shè)備的互操作性差、跨越的地理距離短(10公里)等,這些因素阻礙了它的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

目前,出現(xiàn)了多種基于IP的SAN的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)備份技術(shù)。它們是利用基于IP的SAN的互連協(xié)議,將主數(shù)據(jù)中心SAN中的信息通過現(xiàn)有的TCP/IP網(wǎng)絡(luò),遠(yuǎn)程復(fù)制到備援中心SAN中。當(dāng)備援中心存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量過大時(shí),可利用快照技術(shù)將其備份到磁帶庫或光盤庫中。這種基于IP的SAN的遠(yuǎn)程容災(zāi)備份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可擴(kuò)展性好,具有廣闊的發(fā)展前景?;贗P的互連協(xié)議包括:FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI等。

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