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多活数据中心建设探索

2016-11-21 17:36:28作者:中国人寿保险股份有限公司数据中心 谢建灵编辑:金融咨询网
本文对多活数据中心建设进行探讨,提出了多活数据中心建设模型。按照多活模式建设的数据中心将不再有主备之分,每个数据中心均为生产中心,并互为“备份”。在多个数据中心均部署生产系统,同时根据系统的重要程度和实际特点,按照不同的部署架构在多个数据中心进行部署。

随着企业数据和IT资源不断集中,风险也相应集中,为减少或消除停机对业务可用性造成的影响,金融企业一般会按照“两地三中心”模式建设数据中心。这种模式在一定程度上提升了企业的业务连续性,但随着企业容灾建设标准的提升,IT资源和资金投入会加大,同时大灾难发生的概率很低,灾备设施平时处于“空转”状态,造成浪费。另外在“两地三中心”模式下,备中心接替主中心需要较长时间,容易影响业务处理。为解决这一问题,目前国内外已开展了“多活数据中心”模式的研究和实践探索。本文对多活数据中心建设进行探讨,提出了多活数据中心建设模型。

  从多活数据中心的定义和特点来看,按照多活模式建设的数据中心将不再有主备之分,每个数据中心均为生产中心,并互为“备份”。在多个数据中心均部署生产系统,同时根据系统的重要程度和实际特点,按照不同的部署架构在多个数据中心进行部署。

  从中心的角度来看,则由原来两地三中心的“一主二备”变为多个数据中心“全活”。由“两地三中心”向“多活数据中心”演进如图1所示。

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图1 由“两地三中心”向“多活数据中心”的演进示意图

  与两地三中心模式相比,建设多活数据中心将在服务器、存储、网络、机房及基础环境、基础软件、运维管理等方面增加少量投资,但数据中心的服务能力将提升两倍。

多活数据中心模式下的系统部署

  在多活数据中心模式下,各中心可分别单独部署重要程度一般的生产系统,也可在同城和异地多个中心共同部署重要程度较高的生产系统。为更好地发挥各中心的效能并满足监管要求,对于同一城市,建议建立一大一小双中心。

  从图2我们可以看到,重要程度一般的系统A、B、C、D分别单独部署于城市1和2的各个中心,而重要程度较高的系统E、F则同时部署于城市1和2的各个中心。其中,系统E在城市1的中心一和中心二进行同城双活部署,在城市2的中心三进行异地多活部署;系统F在城市2的中心三和中心四进行同城双活部署,在城市1的中心一进行异地多活部署。

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图2 多活数据中心模型示意图

多活数据中心技术架构

  为便于理清和实现多活数据中心的目标要求,我们将数据中心的信息系统的技术架构分为七层:访问接入层、Web层、应用层、数据库层、系统平台层、存储层、网络层,并根据应用系统的重要程度及技术特点,制定了相应的多活建设标准。图3是典型的“同城+异地”三中心模式下的多活数据中心技术架构。

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图3 多活数据中心技术架构示意图

  1.访问接入层。为满足多活中心的需求,必须使用户请求在多个中心之间进行智能选择,实现业务的连续性(性能最优/故障切换/按需连接)。

  2.Web/应用层。多活实现机制主要有三种:基于主机集群技术、基于中间件软件自身集群实现功能、-基于负载均衡设备方式。在多活数据中心设计中,可采用应用软件集群与负载均衡相结合的方式。

  3.数据库层。多活技术主要有两种:数据库集群技术、数据库复制技术。由于跨中心数据库集群技术尚未发展成熟,特别是对数据库访问频繁的应用系统,数据库层实现多活主要依赖数据库复制技术来实现。数据库层多活设计要求备库可以只读方式打开,提供只读查询类服务,实现读写分离目标,从而减轻生产端数据库的压力。

  4.操作系统层。多活技术已经较为成熟,比如可以采用HA和集群技术来实现。目前虚拟技术发展较快,可以充分利用虚拟化与云计算、灾备切换等技术实现操作系统层的多活部署。在底层网络和存储实现多活的前提下,利用虚拟化软件将多中心的主机资源进行整合,实现资源的统一自动化管理,并结合虚拟主机漂移、HA、负载均衡等技术,在多中心之间实现虚拟主机的迁移与管理,从而有效实现云平台主机的负载均衡和操作系统的高可用。对于云环境而言,实现操作系统层的双活比较容易。

  5.存储层。多活实现机制主要有四种:基于主机卷复制技术、基于存储虚拟化技术、基于存储复制技术、基于SAN网络复制技术。存储层多活可采取存储虚拟化技术和存储复制技术来实现。存储虚拟化技术往往用于同城中心,存储复制技术往往用于异地中心。存储虚拟化是将多中心的存储进行分布式整合,多中心存储之间保持实时的存储级同步复制关系,将多中心存储虚拟化为共享存储,对上层操作系统是透明的。

  6.网络层。多活模式下的网络互联既要保证IP网络的高可用性,又要能够满足既定多活要求:如果大量使用虚拟化的漂移等技术,需要多活中心间二层互通;同城间部署光纤通道,保证数据同步;异地间要求实现IP网络高速互通,保证异地多活和数据复制。

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图4 各层对应的主流技术

多活数据中心建设对应用系统的要求

  我们根据多活数据中心分类及应用系统部署架构,将应用系统的多活建设标准分为5级:四级、三级、二级、一级、零级。不同级别的标准,对应用系统具有不同的部署要求。如希望提升应用系统的多活建设级别,需按照多活建设标准对应用系统进行适应性改造。

  各级别对应用系统的部署要求具体如下:四级要求应用系统的web层、应用层和数据库层均能实现跨地域或同城跨机房集群配置;三级要求应用系统的web层和应用层能实现跨地域或同城跨机房集群配置,数据库层能实现同城跨机房集群配置;二级主要针对X86架构的应用系统,要求web层和应用层能实现同城跨机房集群配置;一级主要针对小型机架构的应用系统,要求应用系统的web层和应用层能实现同城跨机房集群配置;零级要求较低,所有的应用系统均满足要求。

  逐步推进多活数据中心建设是实施科技创新、实现先进数据中心的重要举措,也是未来数据中心发展的重要方向。多活数据中心已越来越多地得到各大企业的关注,但目前还缺少相应的技术标准和规范。相信随着相关技术不断发展和研究不断深入,更高级别的多活数据中心将会实现。

(文章来源:《金融电子化》杂志)

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