陳曉 張龍軍

【摘要】 計(jì)算由于其具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。隨著用戶數(shù)量的增加，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也會(huì)越來(lái)越龐大，海量數(shù)據(jù)的指數(shù)型增長(zhǎng)使得云災(zāi)備愈加顯得重要。本文針對(duì)云計(jì)算的災(zāi)備環(huán)境，結(jié)合虛擬化技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)“雙活”方案以及基于“雙活”數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)策略，在網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)“雙活”的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的零丟失，業(yè)務(wù)的零中斷。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)據(jù)中心 云災(zāi)備 雙活 存儲(chǔ)策略

引言

近年來(lái)，隨著虛擬化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，云計(jì)算正在世界范圍內(nèi)悄然興起，引發(fā)第三次信息技術(shù)革命浪潮。云計(jì)算為人們提供了一種市場(chǎng)空間巨大、全新的信息化服務(wù)模式。同時(shí)，云存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)為用戶提供了一種支持按需使用和彈性 架構(gòu)的第三方IT資源及服務(wù)，能夠有效地解決信息化技術(shù)迅猛發(fā)展帶來(lái)的IT資源需求不斷擴(kuò)大的問(wèn)題。

然而，盡管云計(jì)算與云存儲(chǔ)帶來(lái)的價(jià)值是如此之巨大，卻仍然有諸多用戶徘徊在云計(jì)算和傳統(tǒng)軟件架構(gòu)之中，根本原因在于云計(jì)算領(lǐng)域中，用戶數(shù)據(jù)完整性和可用性問(wèn)題并沒(méi)有得到妥善的解決。可以說(shuō)，數(shù)據(jù)完整性和可用性問(wèn)題是用戶將數(shù)據(jù)和應(yīng)用遷移到云計(jì)算架構(gòu)中的最大障礙，而用戶數(shù)據(jù)的完整性和可用性最大程度依賴于災(zāi)備系統(tǒng)。所以在現(xiàn)有環(huán)境下，對(duì)IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全也提到了一個(gè)新的高度，構(gòu)建一種新型的“雙活”數(shù)據(jù)中心成為云災(zāi)備環(huán)境下的迫切需求。

本文主要介紹在基于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上構(gòu)建“雙活”數(shù)據(jù)中心并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)“雙活”方案，通過(guò)搭建虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的零丟失與業(yè)務(wù)的零中斷。

一、云計(jì)算與云災(zāi)備

1.1云計(jì)算體系

云計(jì)算體系體系結(jié)構(gòu)由5個(gè)主要部分組成，分別為應(yīng)用層、平臺(tái)層、資源層、用戶訪問(wèn)層、管理層。云計(jì)算的本質(zhì)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，因而其體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成以服務(wù)為核心。應(yīng)用層、平臺(tái)層、資源層這3層是云計(jì)算提供的不同層次的服務(wù)，如圖1所示。

資源池層是指基礎(chǔ)架構(gòu)層面的云計(jì)算服務(wù)，這種服務(wù)可以提供虛擬化的資源，從而隱藏物理資源的復(fù)雜性。平臺(tái)層為用戶提供對(duì)資源層服務(wù)的封裝，使得用戶能使用更高級(jí)的服務(wù)構(gòu)建自己的應(yīng)用。應(yīng)用層為用戶提供軟件服務(wù)。用戶訪問(wèn)層是方便用戶使用云計(jì)算服務(wù)所需要的各種支撐服務(wù)，針對(duì)每個(gè)層次的云計(jì)算服務(wù)都需要提供相應(yīng)的接口。管理層是提供所有層次云計(jì)算服務(wù)的管理功能。

1.2云災(zāi)備

云災(zāi)備作為災(zāi)備領(lǐng)域的一個(gè)新興概念，它的出現(xiàn)為企業(yè)提供了一個(gè)行之有效的災(zāi)備解決方案。云災(zāi)備是指將災(zāi)備看作一種服務(wù)，由搭建云的第三方廠家提供基礎(chǔ)設(shè)施，客戶付費(fèi)使用提供商提供的災(zāi)備服務(wù)的模式。

傳統(tǒng)的云災(zāi)備服務(wù)是采用當(dāng)前比較先進(jìn)、安全、可靠的數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)，建設(shè)可管理、可運(yùn)營(yíng)的災(zāi)備服務(wù)，為用戶提供不同等級(jí)的同城或異地災(zāi)備服務(wù)，以保證在災(zāi)難發(fā)生后能夠快速、準(zhǔn)確的恢復(fù)客戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)，保障客戶業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行。目前云災(zāi)備服務(wù)主要有數(shù)據(jù)級(jí)災(zāi)備和應(yīng)用級(jí)災(zāi)備。

二、“雙活”數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是向用戶提供網(wǎng)絡(luò)資源、服務(wù)化托管及寬帶接入等多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的信息系統(tǒng)資源最密集、數(shù)據(jù)交換最頻繁的地方，隨著云計(jì)算應(yīng)用的日益深化，數(shù)據(jù)中心運(yùn)行環(huán)境正從傳統(tǒng)客戶機(jī)/服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)連接的大型服務(wù)器集群轉(zhuǎn)型。

“雙活”數(shù)據(jù)中心是出于災(zāi)備目的應(yīng)“云”而生的，它是指兩個(gè)數(shù)據(jù)中心都處于運(yùn)行狀態(tài)，可以同時(shí)承擔(dān)業(yè)務(wù)，提高數(shù)據(jù)中心的整體服務(wù)能力和系統(tǒng)資源利用率，并且兩個(gè)數(shù)據(jù)中心互為備份。當(dāng)正在提供業(yè)務(wù)服務(wù)的數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時(shí)，業(yè)務(wù)能自動(dòng)切換到另一數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)零丟失，業(yè)務(wù)零中斷。

“雙活”數(shù)據(jù)中心建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括數(shù)據(jù)、系統(tǒng)、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施資源多個(gè)方面，并且很多用戶的需求是交雜在一起的，建設(shè)異常復(fù)雜。“雙活”數(shù)據(jù)中心的需求主要體現(xiàn)在廣域網(wǎng)鏈路、服務(wù)器/存儲(chǔ)、機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)方面。

針對(duì)不同需求，數(shù)據(jù)中心部署模式包括網(wǎng)絡(luò)雙活、業(yè)務(wù)雙活、資源雙活等，三者可以獨(dú)立建設(shè)，也可以組合建設(shè)，以滿足不同用戶的對(duì)性能、投資保護(hù)以及業(yè)務(wù)部署靈活性的需求。本文將對(duì)網(wǎng)絡(luò)“雙活”和業(yè)務(wù)“雙活”方案進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。

三、基于云計(jì)算的“雙活”服務(wù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)雙活

在業(yè)務(wù)支持“雙活”的前提下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)“雙活”，需要“雙活”業(yè)務(wù)在不同數(shù)據(jù)中心分配的地址段不同，方案設(shè)計(jì)使用DNS和全局負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如圖2所示。

數(shù)據(jù)中心和雙活中心均可獨(dú)立響應(yīng)業(yè)務(wù)，但分布在不同的網(wǎng)段，由于服務(wù)器可以配置不同的網(wǎng)關(guān)地址，該模型要求業(yè)務(wù)系統(tǒng)的同一類業(yè)務(wù)支持多個(gè)不同網(wǎng)段的IP地址和網(wǎng)關(guān)地址，并通過(guò)DNS和全局負(fù)載均衡技術(shù)保證客戶可以自動(dòng)的訪問(wèn)到最佳性能的站點(diǎn)以及業(yè)務(wù)的一致性。

3.2基于“雙活”中心的存儲(chǔ)服務(wù)設(shè)計(jì)

在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)“雙活”的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于“雙活”中心的存儲(chǔ)服務(wù)解決方案，方案采取服務(wù)器虛擬化加存儲(chǔ)虛擬化，虛擬化資源池加動(dòng)態(tài)應(yīng)用和數(shù)據(jù)移動(dòng)。通過(guò)VPLEX實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化，通過(guò)VMware實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化?？蛻舳送ㄟ^(guò)調(diào)用云端的接口從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載。數(shù)據(jù)池僅是一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的場(chǎng)所，保存客戶端的所有數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)池本身不需要提供運(yùn)算能力。

為了滿足高性能和高可靠性的服務(wù)需求，云的運(yùn)算部分都集中在節(jié)點(diǎn)上，節(jié)點(diǎn)群是通過(guò)虛擬技術(shù)進(jìn)行虛擬化的服務(wù)器集群，每臺(tái)虛擬服務(wù)器都提供相同或相似的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)，并受到位于節(jié)點(diǎn)集群前端的控制中心的管理?？刂浦行牟渴鹆薙LB，負(fù)責(zé)根據(jù)已配置的均衡策略將客戶請(qǐng)求在服務(wù)器集群中分發(fā)，為客戶提供服務(wù)，并對(duì)服務(wù)器可用性進(jìn)行維護(hù)，SLB配合數(shù)據(jù)中心前端的GSLB，能夠很好的實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)中心前端到數(shù)據(jù)中心內(nèi)部全路徑的負(fù)載均衡，以及更好的實(shí)現(xiàn)服務(wù)器健康狀態(tài)檢測(cè)。在運(yùn)算過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)被動(dòng)態(tài)地調(diào)整成有彈性的可伸縮云，負(fù)責(zé)處理客戶端數(shù)據(jù)，并最終將其保存到數(shù)據(jù)池中。

主數(shù)據(jù)中心與“雙活”數(shù)據(jù)中心之間需要二層互聯(lián)以滿足集群成員之間二層通信需求，同時(shí)還需要SAN互聯(lián)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

四、結(jié)束語(yǔ)

云災(zāi)備作為一種新的災(zāi)備形式得到了廣泛地關(guān)注，但數(shù)據(jù)的飛速增長(zhǎng)使得傳統(tǒng)的云災(zāi)備已經(jīng)不能適應(yīng)化時(shí)代發(fā)展的需求，“雙活”數(shù)據(jù)中心應(yīng)“云”而生，解決了傳統(tǒng)災(zāi)備方式的短板。

本文針對(duì)云計(jì)算環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的“雙活”以及基于“雙活”中心的存儲(chǔ)方案，但真正的“雙活”數(shù)據(jù)中心實(shí)際上還要包括數(shù)據(jù)的雙活，但由于當(dāng)前的技術(shù)限制和數(shù)據(jù)的一致性保證等原因，“雙活”方案中數(shù)據(jù)中心通常仍只有一個(gè)處于Active狀態(tài)，其他數(shù)據(jù)中心則根據(jù)地域距離選擇同步復(fù)制或異步復(fù)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份功能，因此本文討論的“雙活”數(shù)據(jù)中心方案只涉及到基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用的“雙活”。同時(shí)，未來(lái)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)方向與技術(shù)選擇應(yīng)符合虛擬化、云計(jì)算等趨勢(shì)，在選擇技術(shù)時(shí)應(yīng)該充分考慮到標(biāo)準(zhǔn)性、開(kāi)放性、靈活性、可維護(hù)性等因素。

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