張永旺

摘要：空管作為技術(shù)密集型行業(yè)，包括辦公自動(dòng)化系統(tǒng)在內(nèi)的大量信息化應(yīng)用基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用體系構(gòu)建，由此對(duì)于各類(lèi)系統(tǒng)而言，其所處理和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)重要性也日益增強(qiáng)。目前空管內(nèi)部對(duì)于數(shù)據(jù)保護(hù)和迅速恢復(fù)工作的能力仍有待提升，該文著重結(jié)合數(shù)據(jù)中心雙活技術(shù)，探討了多類(lèi)重要數(shù)據(jù)容災(zāi)手段，力圖基于空管現(xiàn)狀，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)、應(yīng)用級(jí)容災(zāi)以及數(shù)據(jù)中心級(jí)別的雙活。

關(guān)鍵詞：空管信息化；數(shù)據(jù)容災(zāi)；數(shù)據(jù)雙活

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）30-0004-02

伴隨空管信息化應(yīng)用的日益推進(jìn)，空管內(nèi)部數(shù)據(jù)中心架構(gòu)日趨向私有云架構(gòu)發(fā)展，空管信息化建設(shè)對(duì)于數(shù)據(jù)信息的保護(hù)和應(yīng)用可用性的提高有了更高的要求。如何基于空管現(xiàn)狀，建設(shè)一套可用性、安全性、擴(kuò)展性俱佳的雙活數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，已然成為空管信息化部門(mén)信息化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用建設(shè)的重中之重。

1 容災(zāi)基礎(chǔ)性概念及空管現(xiàn)狀概述

數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)主要用于保證數(shù)據(jù)的完整性、可靠性，目前對(duì)于數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)的水平，主要通過(guò)RPO和RTO兩個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行衡量：

RPO（恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)）是對(duì)災(zāi)難發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)恢復(fù)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的描述；而RTO（恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)）則是對(duì)于數(shù)據(jù)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，數(shù)據(jù)中心應(yīng)用系統(tǒng)恢復(fù)工作的時(shí)間。

對(duì)于空管數(shù)據(jù)中心而言，RPO恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的備份，對(duì)于各空管地區(qū)局、空管分局而言，數(shù)據(jù)容災(zāi)中心應(yīng)建立于多個(gè)獨(dú)立地點(diǎn)，這就要使得數(shù)據(jù)RPO恢復(fù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)行份操作需要實(shí)現(xiàn)高帶寬的應(yīng)用，現(xiàn)階段而言，為更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RPO的目標(biāo)，空管部門(mén)應(yīng)在本地建立高速光纖寬帶備份的同步容災(zāi)備份中心，同時(shí)利用公共傳輸網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)重刪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)異地異步容災(zāi)數(shù)據(jù)備份中心的建設(shè)。

同時(shí)，空管自身的信息化系統(tǒng)建設(shè)目前可主要分為兩類(lèi)，即生產(chǎn)業(yè)務(wù)用系統(tǒng)，如自動(dòng)化等，以及非生產(chǎn)業(yè)務(wù)用系統(tǒng)，如辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)等。對(duì)于不同類(lèi)型的系統(tǒng)，其RTO的目標(biāo)也有所不同。對(duì)于生產(chǎn)業(yè)務(wù)用系統(tǒng)而言，其應(yīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的RTO，任何業(yè)務(wù)均不能出現(xiàn)任何的中斷，服務(wù)請(qǐng)求應(yīng)能無(wú)縫銜接，前端在未感知的情況下繼續(xù)執(zhí)行操作，而非生產(chǎn)業(yè)務(wù)用系統(tǒng)則可以有一定的系統(tǒng)中斷時(shí)間，通過(guò)管理端響應(yīng)操作后，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)信息化系統(tǒng)的恢復(fù)。

為更好構(gòu)建空管信息化數(shù)據(jù)中心，相應(yīng)的RPO和RTO都應(yīng)按最高的0為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足包括自動(dòng)化系統(tǒng)、航行情況系統(tǒng)在內(nèi)的生死攸關(guān)系統(tǒng)的日常應(yīng)用，為解決此類(lèi)情況，應(yīng)設(shè)計(jì)和構(gòu)建基于生產(chǎn)業(yè)務(wù)中心的容災(zāi)中心的雙活數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)。

對(duì)于雙活數(shù)據(jù)中心而言，生產(chǎn)業(yè)務(wù)中心和容災(zāi)中心并沒(méi)有明確的主備之分，每套系統(tǒng)都處于實(shí)時(shí)應(yīng)用狀態(tài)，其內(nèi)部通過(guò)高速光纖以太網(wǎng)連接，并使用應(yīng)用通知的輪詢(xún)實(shí)現(xiàn)共同執(zhí)行相關(guān)業(yè)務(wù)。應(yīng)用系統(tǒng)雙活數(shù)據(jù)中心應(yīng)包括下面特性：

1） 高可用性：雙活數(shù)據(jù)中心應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)丟失零容忍，應(yīng)用系統(tǒng)可實(shí)時(shí)切換；

2） 高利用率：數(shù)據(jù)中心設(shè)備應(yīng)基于私有云架構(gòu)建設(shè)，通過(guò)云平臺(tái)的方式，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心應(yīng)用資源的共享和實(shí)時(shí)調(diào)配；

3） 高冗余度：數(shù)據(jù)中心內(nèi)部應(yīng)用資源應(yīng)隨時(shí)處于工作狀態(tài)，在發(fā)生系統(tǒng)性災(zāi)難時(shí)，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)可由雙活架構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)配，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用流程、設(shè)備資源、系統(tǒng)資源的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，運(yùn)維人員的日常工作應(yīng)集中于對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)冗余策略的制定和修訂；

4） 維護(hù)高標(biāo)準(zhǔn)：相較于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，雙活數(shù)據(jù)中心對(duì)于數(shù)據(jù)、應(yīng)用層面有著更高的管理要求，除了原有的數(shù)據(jù)的同步、異步復(fù)制備份管理以外，雙活數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用系統(tǒng)還包括了多類(lèi)轉(zhuǎn)換策略的制定和傳輸帶寬的監(jiān)控等。對(duì)人員能力素質(zhì)提出了更高的要求。

2 容災(zāi)技術(shù)

為更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)，目前主要采用了包括云計(jì)算、存儲(chǔ)虛擬化等多類(lèi)技術(shù)，目前常見(jiàn)的包括雙機(jī)冷備以及熱備加存儲(chǔ)的模式。

2.1 雙機(jī)冷備和（或）熱備+存儲(chǔ)模式

空管信息化建設(shè)中，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心是雙機(jī)冷備和熱備加存儲(chǔ)的模式，主備機(jī)之間的切換通過(guò)軟件的方式加以實(shí)現(xiàn)。目前此類(lèi)基于數(shù)據(jù)復(fù)制手段的傳統(tǒng)容災(zāi)方式只能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的恢復(fù)使用，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)于獨(dú)立業(yè)務(wù)的透明實(shí)時(shí)的熱切換；同時(shí)此類(lèi)模式還需要制定復(fù)雜的連續(xù)性軟件保護(hù)模式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于RTO目標(biāo)的達(dá)成，平時(shí)大量的資源處于閑置狀態(tài)，浪費(fèi)較為嚴(yán)重。

2.2 傳統(tǒng)主-備容災(zāi)

對(duì)于數(shù)據(jù)中心故障的切換，通常最少需要30分鐘才能實(shí)現(xiàn)災(zāi)備中心的啟用，在此期間，所有業(yè)務(wù)均會(huì)中斷使用，同時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)存在無(wú)法連續(xù)性校驗(yàn)的情況，在主用數(shù)據(jù)中心恢復(fù)使用時(shí)，容災(zāi)中心的數(shù)據(jù)與主用中心的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的數(shù)據(jù)不一致情況，從而可能導(dǎo)致更長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)維護(hù)和工作量。

2.3 主-備雙活模式

主備準(zhǔn)雙活模式是現(xiàn)在使用較為常見(jiàn)的技術(shù)，在此模式下，主用數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障時(shí)，容災(zāi)中心可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的接管，但這需要大量的軟件層面的工作，同時(shí)其相關(guān)的操作不具有普遍性，投入巨大。

2.4 雙活數(shù)據(jù)中心

雙活數(shù)據(jù)中心與原有的主備數(shù)據(jù)中心概念不同，它將完整的應(yīng)用和數(shù)據(jù)放到了一個(gè)基于虛擬化存在的“大”數(shù)據(jù)中心當(dāng)中，兩個(gè)或更多的數(shù)據(jù)中心均同時(shí)運(yùn)行了多類(lèi)應(yīng)用，同時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)類(lèi)似存儲(chǔ)虛擬化工具進(jìn)行多地同步存儲(chǔ)，同時(shí)為用戶(hù)提供服務(wù)和業(yè)務(wù)負(fù)載。因此此類(lèi)數(shù)據(jù)中心通常稱(chēng)之為雙活數(shù)據(jù)中心。在單一節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心故障時(shí)，其應(yīng)用其剩余數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)提供連續(xù)性服務(wù)。

2.5 雙活數(shù)據(jù)中心特點(diǎn)

1） 有效提升資源利用率，多個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部資源同時(shí)運(yùn)行應(yīng)用和數(shù)據(jù)，避免了由于閑置導(dǎo)致的浪費(fèi)，同時(shí)在極端情況下，雙活數(shù)據(jù)中心可提供更多的應(yīng)用服務(wù)能力。

2） 有效減少RTO時(shí)間，雙活數(shù)據(jù)中心內(nèi)部應(yīng)用需要實(shí)現(xiàn)無(wú)縫實(shí)時(shí)切換，在單個(gè)數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，剩余中心應(yīng)保持正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.6 雙活設(shè)計(jì)的層次endprint

雙活數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，包括了對(duì)私有云架構(gòu)的搭建，數(shù)據(jù)庫(kù)及存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，完整的以太網(wǎng)和SAN光纖傳輸網(wǎng)的構(gòu)架等多個(gè)層面。一盤(pán)的雙活數(shù)據(jù)中心應(yīng)包括對(duì)上述內(nèi)容的所有方面的設(shè)計(jì)。

3 雙活數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建

3.1 容災(zāi)建設(shè)方案設(shè)計(jì)

1） 在空管內(nèi)部新建一個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房，新部署能滿(mǎn)足當(dāng)前業(yè)務(wù)需要和中長(zhǎng)期業(yè)務(wù)規(guī)劃要求的核心交換機(jī)、IBM小機(jī)以及SAN交換機(jī)（同時(shí)進(jìn)行HA、虛擬化及負(fù)載均衡等部署），部署企業(yè)級(jí)磁盤(pán)陣列作為OA辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)設(shè)備，并實(shí)施數(shù)據(jù)遷移替換現(xiàn)有老舊的存儲(chǔ)。

2） 部署基于存儲(chǔ)虛擬化引擎的雙活數(shù)據(jù)平臺(tái)，將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)同時(shí)存放在2個(gè)數(shù)據(jù)中心，并同時(shí)對(duì)前端應(yīng)用服務(wù)器提供數(shù)據(jù)讀和寫(xiě)服務(wù)，在獲得工作負(fù)載彈性?xún)?yōu)勢(shì)的同時(shí)，使空管信息系統(tǒng)具備提供全天候無(wú)中斷服務(wù)的能力。數(shù)據(jù)庫(kù)的同步工作和一致性保證由存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)執(zhí)行。

3） 為滿(mǎn)足數(shù)據(jù)安全的更高要求，在新機(jī)房建成后通過(guò)部署與持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)，獲得任意時(shí)間點(diǎn)恢復(fù)的能力，搭設(shè)災(zāi)備數(shù)據(jù)中心，從而實(shí)現(xiàn)兩地三中心的容災(zāi)，防止由于災(zāi)難或邏輯錯(cuò)誤而引起的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤及丟失。當(dāng)有錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)可借助災(zāi)備系統(tǒng)中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù)以保證數(shù)據(jù)的安全。

4 結(jié)論

雙活數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)架構(gòu)是容災(zāi)建設(shè)方案的核心要點(diǎn)，其關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)于存儲(chǔ)虛擬化引擎的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)雙活數(shù)據(jù)中心的邏輯應(yīng)用構(gòu)建，業(yè)務(wù)可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫從單一數(shù)據(jù)中心向多個(gè)冗余數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的切換，業(yè)務(wù)時(shí)刻保持可用狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的高可用性。

通常對(duì)于空管業(yè)務(wù)量而言，只需要實(shí)現(xiàn)使用了兩個(gè)應(yīng)用存儲(chǔ)虛擬化網(wǎng)關(guān)的雙數(shù)據(jù)中心即可滿(mǎn)足大部分需要，通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)虛擬化網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用，雙數(shù)據(jù)中心打通為了一個(gè)虛擬化的私有云架構(gòu)的虛擬數(shù)據(jù)中心實(shí)體。應(yīng)用和數(shù)據(jù)在私有云內(nèi)部自動(dòng)態(tài)進(jìn)行遷移，對(duì)于重點(diǎn)業(yè)務(wù)還可使用包括同步IO操作在內(nèi)的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化負(fù)載均衡和無(wú)間斷響應(yīng)，有效的提升關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的完整性可靠性，使RPO和RTO的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到近似于0的程度。

基于存儲(chǔ)虛擬化構(gòu)建的雙活數(shù)據(jù)中心，可有效地提升原有數(shù)據(jù)中心主-備關(guān)聯(lián)的容災(zāi)備份效率，在不斷提升了業(yè)務(wù)使用連續(xù)性的情況下，大大提升了資源的利用率，有效地節(jié)約了用戶(hù)的硬件投入成本。當(dāng)然，任何技術(shù)都有其自身存在的不足，因此一套完整可靠的信息化應(yīng)用體系，還需要基于管理和技術(shù)的結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)用的穩(wěn)步運(yùn)行。endprint