基于虚拟化的双活数据中心技术实现

2014-10-07 15:06:38 大云网　点击量：评论 (0)

摘　要：随着社会信息化程度的提高和政府对信息系统依赖性的增强，信息系统的容灾备份成为灾难发生时确保业务连续性和数据可用性的重要手段。本文介绍了目前灾备中心建设的发展趋势，并简单分析了基于虚拟化建设

摘　要：随着社会信息化程度的提高和政府对信息系统依赖性的增强，信息系统的容灾备份成为灾难发生时确保业务连续性和数据可用性的重要手段。本文介绍了目前灾备中心建设的发展趋势，并简单分析了基于虚拟化建设双活数据中心的技术实现。

关键词：灾备中心　数据中心　双活　虚拟化

随着政府信息化建设的不断推进，传统大型数据中心在向云数据中心进行转变的同时，灾备中心建设也由传统的“两地三中心”模式向双活/ 多活中心的演变。一般而言，传统的大型数据中心都采用“两地三中心”模式，即生产中心、同城备份中心及异地灾备中心。该模式的最大好处在于数据的完备保护和灾备保障，但其日益显现出一些问题。一是设备利用率较低。同城备份中心和异地灾备设备如果不做增值服务，则在日常运行中很难得到充分利用，投资回报率比较低。二是可用性有限。同城备份中心一般只做数据备份而不能接管应用；异地灾备中心可能会有数据差异，当发生灾难时，进行切换的时间比较长。三是对于同城和异地灾备中心的运维人员而言，参与日常生产较少，不利于技术和业务能力的长期培养，发生大灾难时对生产的接管能力有限。为解决上述问题，目前很多“两地三中心”模式的数据中心都在向双活/ 多活中心进行转变。

1　双活数据中心[1]

　　双活中心是指两个数据中心之间并没有明确的主备之分，每个中心都有生产、互为灾备的任务。双活中心具备以下4 大优势。一是实现最高级别的可用性。双活中心可以实现数据零丢失、实时切换。二是提高设备利用率。双活中心不再设置专用的灾备资源，不同中心的资源同时承担生产和灾备。三是保障运维资源的灾备接管能力。由于日常双活中心的运维资源都在进行生产，当一个中心发生灾难时，另一个中心所有的流程、职责、设备资源、系统资源都不需做大的改动即可接管，只是运维工作量有所增加。四是双活中心的技术要求比“两地三中心”等传统模式高很多。传统模式一般只做数据层面的同步、异步复制，在其他技术层面不需要互联太多，而双活中心要求在信息系统的各个层面都要紧密互联、互动。

2　双活数据中心目标

　　为了实现双活数据中心建设，必须考虑以下三方面的建设：

　　2.1　核心业务跨地域集群

　　原有的核心业务系统的本地集群，可以扩展到双中心部署模式，以对应单个数据中心的灾难或计划内维护。

　　2.2　虚拟化资源灵活部署

　　以虚拟机方式部署的业务系统，可以在两个数据中心迁移，支持业务连续性；同时，在应对突发交易或灾备时，资源可以快速调整和扩展。

　　2.3　数据异地复制

　　对业务数据进行异地复制，并保持数据一致性。在需要时，可以对数据进行快速恢复。

3　技术实现

　　3.1　双活数据中心架构

　　双活数据中心的总体架构图如下：

　　双活架构设计：

　　计算资源池：生产中心与容灾备份中心的计算资源池采用同一X86 CPU虚拟化技术（Intel VT，AMD VT）。

　　网络资源池：生产中心与容灾备份中心的网络设备（核心互联的三层设备）支持数据中心互联技术。

　　存储资源池：生产中心与容灾备份中心的存储资源池采用同一技术构建，便于存储资源池融合（如建立分布式的卷）、数据迁移与数据备份。

　　业务系统访问：用户使用双中心的业务系统方式如下：通过负载均衡技术，实现全局及本地负载均衡；通过智能DNS系统进行定向和容灾切换。

　　3.2　数据中心容灾

　　数据中心容灾主要分为5个层面，如下图所示：

　　其中，SAN层及存储层主要面向数据级别的容灾，应用层、数据库层及逻辑卷层主要面向业务及应用级别的容灾。数据级容灾通常是应用级容灾的基础。

　　数据级容灾：随着云计算技术的发展，资源整合和池化是数据中心发展的必由之路，传统的数据级容灾方式，不适合当前的软硬件支撑平台的容灾需求。可以通过对云生产中心和云容灾备份中心的存储资源池进行跨数据中心的数据远程同步功能，通过采用分布式的卷管理技术（卷跨数据中心，对主机透明），实现基于云平台的数据级容灾。

　　数据库容灾：数据级容灾是云容灾备份中心建设的基础，数据级的容灾实现以后对数据的可靠性起到了保证；除此之外，还要保证数据的可用性也是本项目数据中心容灾面临的有一个问题，主要是要保证业务系统的数据库始终处于Active状态，保证数据库系统实时可用。

　　在软硬件支撑平台的建设过程中，各业务系统可根据具体情况和技术难度，选择使用国外数据库或切换到国产或者开源的数据库。

　　业务系统容灾：完成数据级容灾、数据库容灾系统的建设后，要实现业务级容灾还需要考虑数据库上层所支撑的业务系统，如何保证这些业务系统对最终用户实时可用，是衡量业务级容灾建设成功与否的最终标准。

　　业务级容灾的解决方案主要包括如下内容：

　　DNS重定向：一种是DNS设备监测虚拟机或者主机的活动，一旦发现某个业务的虚拟机或者主机不能提供服务，通过路由重定向技术，确保用户对业务服务的使用不中断。另一种是通过虚拟机的管理平台（如Vcenter），向DNS设备宣告虚拟机的迁移或失效。采用基于DNS方式的解决方案，需要相关的开发商修改他们的业务系统（采用DNS系统提供服务，而不是通过IP地址或端口号等提供服务）。

　　路由注入：一些DNS设备可以支持路由注入的功能，通过路由注入，学习到入向路由，确保用户可以获得业务服务。

　　3.3　数据中心互联

　　双活数据中心方案中的核心支撑点是数据中心间的互联，其应具备支持实现核心业务跨地域集群、虚拟资源灵活部署和关键业务数据异地复制的能力。数据中心互联方案包括局域网络延展、存储网络延展和用户接入路径优化。

　　局域网络延展：在数据中心间扩展局域网（VLAN）的连接，支持应用集群跨地域部署和灵活迁移，支持双活数据中心部署；提供更大范围的资源整合和灵活调配。

　　存储网络延展：存储网络（SAN）的远程扩展，支持数据的远程复制及远程存取，支持存储的双活。

　　接入路径优化：为接入用户提供优化的接入路径，使得流量更合理分布。

　　4　总结

　　随着政府信息化的飞速发展，确保信息系统稳定可靠运行和数据安全就成为政府信息化建设的重中之重。容灾系统的建设就是以最合理的代价保护应用数据的完整性和业务系统的连续性，本文对基于虚拟化的双活灾备中心建设技术实现进行了浅要分析。另外，建设双活数据中心，技术仅仅是其中的一个方面，在服务、管理、流程、人才培养等方面都需要做大量的研究和部署工作。总体来说，信息化建设，任重而道远，建立灾难容灾体系势在必行。