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     雙活數據中心建設方案


    一、雙活數據中心建設出發點

            近年來自然災害的頻發為各行業的安全敲醒了警鐘,而隨著各個行業的業務對IT系統依賴程度的逐漸加深,如何保護IT系統,如何通過災備保證系統安全及業務連續性成為廣大IT人關注的問題,而雙活數據中心則是熱門的解決方案。
           
            在信息系統災難恢復國家標準《信息系統災難恢復規范》(GB/T20988-2007)中,明確規定了災難恢復的七個要素和六個等級。其中作為災難恢復最高等級的第6級 明確規定為:數據零丟失和遠程集群支持。這可以理解為對雙活中心的最初描述。

            雙活數據中心,區別于一個生產中心和一個災備中心的傳統容災架構模式。災難是一個小概率事件,采用一主一備這種方式,備份數據中心只在災難發生時才能起到作用,這對于某些用戶來說是IT資源和資金的浪費。

            雙活數據中心的特點,是兩個數據中心都是在線運行的,如果其中的任何一個數據中心停止運行,另外一個數據中心還是能夠正常運行的,業務沒有中斷,一個中心的停止運行對用戶來說是不可感知的,業務幾乎不受影響。這樣,在提升整體業務連續性能力的同時,也充分利用了資源,從而避免一個數據中心常年處于閑置狀態而造成浪費。并且通過資源整合,“雙活”數據中心的服務能力是雙倍的。

            對于XX公司來說,重要的ERP等核心系統,是支撐XX公司核心業務的重要平臺。提升ERP等核心系統的業務連續性和風險抵抗能力,對于提高XX公司整體服務水平以及增加客戶滿意度具有重要的實際意義。


    二、雙活數據中心的建設思路

           雙活數據中心的建設,涵蓋了應用雙活,數據庫雙活,網絡雙活和存儲雙活等幾個方面。

           其中,存儲雙活使信息能在數據中心內部以及數據中心之間共享、存取或移動,從而將各種不同的存儲系統聯合成為單一資源。它允許地理上分離的兩個數據中心間的存儲系統同時進行數據存取,對客戶透明,且保證了數據的可靠性和可用性。

           數據中心最重要的不可重建資源是數據,而存儲承載著數據這一最為重要資源。雙活中心的前提,要實現兩個中心數據的實時同步,因此基于存儲的雙中心數據同步,成為雙活數據中心整體架構的核心部分。

           利用跨數據中心的存儲虛擬化功能和數據鏡像功能,結合上層應用集群,使兩個數據中心都處于運行狀態,可同時承擔相同業務,提高數據中心的整體服務能力和系統資源利用率,并且互為生產和備份,當單數據中心故障時,業務自動切換到另一數據中心,實現RPO=0,RTO≈0,解決了傳統災備中心不能承載業務和業務無法自動切換的問題。


    三、雙活數據中心的整體規劃

            通常,對于一個非新建的數據中心來說,企業中的IT基礎架構設施都是多年發展和積累起來的,從硬件設備、網絡、存儲、應用軟件、中間件到數據庫都是各種各樣的,不同層面的整合各家又都有不同的技術,在多種可能的技術選擇方案中尋求平衡和控制是比較復雜的,所以對于已經使用多年的非新建數據中心來說,實現數據中心雙活的難點在于資源的整合,其中最重要的是數據資源的有效整合,這也是建立雙活數據中心的基礎。

            經過有效數據整合的存儲平臺,應在能夠提供高端存儲的讀寫性能的同時,也能夠保證排除系統任何可能存在的單點故障。這就對系統的架構提出了嚴格的要求。

            最合理的雙活體系,是基于“雙活系統主機-雙活SAN網絡-雙活高端存儲”這樣的簡單架構。這樣的系統架構消除了性能和安全的瓶頸環節,能夠真正提升整體業務的安全性、可靠性和靈活性。

            雙活數據中心解決方案,應當能夠協助客戶從傳統IT架構走向云數據中心,因為真正的雙活數據中心架構能夠具有云計算所需的高可靠性、靈活性、高可用性和極高的業務連續性水平。這不僅能夠滿足應用對性能、可用性的需求,而且還可以靈活動態擴展。

            因此,雙活數據中心不僅僅是提供業務的并發處理和系統的高可用,從更高的層面來看,應當能夠保證在雙活數據中心架構上運行的所有業務,不再有計劃內業務中斷,而計劃外的業務中斷也能夠降到最低。

            這又涉及到另外一個話題:永續的云架構。所謂的永續云架構,可以理解為:一個業務如果運行在永續云架構平臺上,那么對于這個業務來說,從業務開發上線到生命結束下線,它的全部生命周期中,業務連續性對于用戶來說,都是可控的。

            這樣可控的數據中心架構,應當是每一個連續性要求極高的業務所需要的高可靠和高可用的理想架構。


    四、雙活數據中心建設方案

    1、 系統現狀

    公司現有四臺服務器做了虛擬化整合,原有共享存儲為HP 的P2000,系統現狀如下圖:





    2、雙活方案架構

    提供了雙活數據中心解決方案。雙活數據中心解決方案體系由2臺設備、4臺SAN交換機以及一臺仲裁存儲組成,如下圖示意:



    3、雙活方案所能達到的效果:

    同時業務訪問支持

            如上圖所示,所承載的業務系統,能夠同時訪問兩個數據中心,對兩個數據中心存儲的讀寫能夠實現:數據同時寫入兩臺高端存儲,讀取數據時,可以從離業務系統更近的存儲訪問路徑獲取數據??梢院唵蚊枋鰹椋簩憙蛇?,讀本地。

            所有的業務系統同時在同城的兩個數據中心運行,同時為用戶提供服務。當某個數據中心的應用系統出現問題時,有另一個數據中心的應用來持續的提供服務。GAD雙活中心提供的價值包括:服務能力雙倍,負載均衡,以及業務連續性和系統整體穩定性和可靠性得到了極大提高。對用戶來說服務體驗更好,故障無需感知。

    4、雙活機制說明

            雙活的基本原理是通過兩臺的物理LUN(不同的LUN ID)虛擬出同一個LUN ID的虛擬卷,把虛擬卷映射給同一個主機。對于主機來講,只是增加了一條Path。利用多路徑負載均衡軟件,自動實現到兩個物理LUN的雙寫。

            兩個物理LUN的差異會通過兩臺之間的協同機制保證數據的一致性。

            仲裁卷是部署在之外的第三臺存儲設備上,用于防止集群發生腦裂。在本項目中,可以利用現有的其它存儲,劃分幾十兆的空間,通過SAN FC網絡連接到兩臺設備即可。最優方式是放在第三數據中心,這樣安全性最好。也可以部署在主中心。

            在雙活數據中心的整體架構下,兩邊的高端存儲可以為同一業務同時提供兩邊的讀寫訪問。

            當其中的一個數據中心發生災難時,業務系統可以不間斷地自動切換至第二個中心,整個切換過程對于前段的業務訪問是透明的。切換效果可以達到RPO=0,RTO=0。

            由于方案是單純基于高端存儲實現的雙活功能,因此,方案可以對前端業務提供高端存儲的讀寫性能,以及高端存儲的可靠性和安全性,同時保持了架構的簡潔,避免了傳統高可用模式所采取的增加額外設備而導致的故障點增加和性能降低的情況。

    5、 雙活數據中心方案優勢

    5.1雙活方案與傳統的存儲高可用方案對比:



            如上圖所示,與其他的存儲高可用方案對比可見,主機卷在各自方案架構中的所在位置有所不同:

            主機邏輯卷鏡像:主機卷管理在主機層面進行,增加了主機的負載,占用主機資源。

            虛擬卷鏡像:在中間增加一層X86服務器,由這層服務器來進行主機卷管理,增加了系統的風險點,并增加了系統復雜度,同時產生了系統的性能和安全的瓶頸,降低了整個系統的讀寫性能。

    5.2 GAD雙活方案與傳統的存儲容災方案對比


            采用雙活數據中心解決方案,由于是基于全局虛擬化實現的數據雙活,因此,當啟用容災中心時,不再需要手動切換存儲,整個存儲切換過程由GAD自動完成。這樣,極大地縮短了容災RTO的時間,提升了容災能力。

            而傳統的生產中心+容災中心的架構中,容災中心作為備用中心,不承載日常生產任務,這樣大量的容災中心建設投資不能有效使用,容災中心設備利用率低。而GAD雙活數據中心解決方案,有效提升了容災中心的設備利用率,讓容災中心的投資帶來更高的收益。

    5.3 GAD雙活方案的未來擴展性

           雙活數據中心解決方案在實現雙活架構,保證生產高可用的同時,也兼顧了未來兩地三中心的架構規劃??梢詿o縫擴展到未來的兩地三中心體系。



            在提供兩臺存儲本地高可用的同時,支持從生產本地到異地災備中心的異步復制功能HUR。

    6、總結

            本次方案通過建設一個虛擬化統一基礎平臺,能夠靈活、快速擴展,應對企業未來信息化快速發展。

    統一融合的基礎架構
            建設一個高度虛擬化的基礎平臺,在平臺上靈活按需部署相應的服務。未來還可以一步一步逐步走向云基礎架構,真正以服務為基礎的云基礎架構,使得數據中心基礎架構更加快速、靈活、統一、簡化。


    管理數據的高速增長
            數據增長速度極快,每年呈幾何級別增長,可以提供HNAS解決方案,不僅可以管理數據爆炸式增長,還可以解決當數據量增長到一定程度帶來的一系列問題,而且還可以實現有效的歸檔,可以從高性能盤歸檔到大容量盤。


    走向信息的真正利用
            解決方案不僅能夠存儲好信息數據,管理好數據的增長,而且還可以提供真正的信息利用解決方案。將所有業務系統中數據經過元數據加工,通過內容形式統一保存到HCP內容信息池中,這就形成了海量信息池,通過在信息池中快速檢索所要信息,還可以在檢索的結果數據的基礎上進行業務分析、加工和挖掘,為客戶提供信息服務,充分利用已有信息的價值,讓數據不再成為負擔創造出價值。


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