時間:2017年12月26日 分類:電子論文 次數:
空管是屬于技術密集型行業,其中涵蓋了辦公自動化系統在內的大量信息化數據庫構建。這對于其他一些系統而言,其中處理和存儲的數據逐漸顯示出來,當前空管內部對數據保護和迅速恢復工作的能力仍然需要提升。下面文章重點分析了數據中心雙活技術,探討了數據容災手段,在空管現狀情況下,逐步實現數據級容災、應用級容災以及數據中心級別的雙活。
關鍵詞:空管信息化,數據容災,數據雙活
伴隨空管信息化應用的日益推進,空管內部數據中心架構日趨向私有云架構發展,空管信息化建設對于數據信息的保護和應用可用性的提高有了更高的要求。如何基于空管現狀,建設一套可用性、安全性、擴展性俱佳的雙活數據中心架構,已然成為空管信息化部門信息化網絡應用建設的重中之重。
1容災基礎性概念及空管現狀概述
數據容災技術主要用于保證數據的完整性、可靠性,目前對于數據容災技術的水平,主要通過RPO和RTO兩個指標來進行衡量:
RPO(恢復點目標)是對災難發生時數據恢復節點目標的描述;而RTO(恢復時間目標)則是對于數據災難發生時,數據中心應用系統恢復工作的時間。
對于空管數據中心而言,RPO恢復點目標應實現對實時數據的備份,對于各空管地區局、空管分局而言,數據容災中心應建立于多個獨立地點,這就要使得數據RPO恢復點的數據行份操作需要實現高帶寬的應用,現階段而言,為更好地實現實時RPO的目標,空管部門應在本地建立高速光纖寬帶備份的同步容災備份中心,同時利用公共傳輸網絡和數據重刪技術,實現異地異步容災數據備份中心的建設。
同時,空管自身的信息化系統建設目前可主要分為兩類,即生產業務用系統,如自動化等,以及非生產業務用系統,如辦公自動化系統、人力資源管理系統等。對于不同類型的系統,其RTO的目標也有所不同。對于生產業務用系統而言,其應實現實時的RTO,任何業務均不能出現任何的中斷,服務請求應能無縫銜接,前端在未感知的情況下繼續執行操作,而非生產業務用系統則可以有一定的系統中斷時間,通過管理端響應操作后,實現相應信息化系統的恢復。
為更好構建空管信息化數據中心,相應的RPO和RTO都應按最高的0為標準進行設計,以滿足包括自動化系統、航行情況系統在內的生死攸關系統的日常應用,為解決此類情況,應設計和構建基于生產業務中心的容災中心的雙活數據中心系統。
對于雙活數據中心而言,生產業務中心和容災中心并沒有明確的主備之分,每套系統都處于實時應用狀態,其內部通過高速光纖以太網連接,并使用應用通知的輪詢實現共同執行相關業務。應用系統雙活數據中心應包括下面特性:
1)高可用性:雙活數據中心應對數據丟失零容忍,應用系統可實時切換;
2)高利用率:數據中心設備應基于私有云架構建設,通過云平臺的方式,實現多數據中心應用資源的共享和實時調配;
3)高冗余度:數據中心內部應用資源應隨時處于工作狀態,在發生系統性災難時,數據中心業務可由雙活架構進行自動調配,實現對應用流程、設備資源、系統資源的實時轉換,運維人員的日常工作應集中于對相關數據冗余策略的制定和修訂;
4)維護高標準:相較于傳統數據中心,雙活數據中心對于數據、應用層面有著更高的管理要求,除了原有的數據的同步、異步復制備份管理以外,雙活數據中心的應用系統還包括了多類轉換策略的制定和傳輸帶寬的監控等。對人員能力素質提出了更高的要求。
2容災技術
為更好地實現數據中心容災系統的建設,目前主要采用了包括云計算、存儲虛擬化等多類技術,目前常見的包括雙機冷備以及熱備加存儲的模式。
2.1雙機冷備和(或)熱備+存儲模式
空管信息化建設中,傳統的數據中心是雙機冷備和熱備加存儲的模式,主備機之間的切換通過軟件的方式加以實現。目前此類基于數據復制手段的傳統容災方式只能實現對數據的恢復使用,但無法實現對于獨立業務的透明實時的熱切換;同時此類模式還需要制定復雜的連續性軟件保護模式,以實現對于RTO目標的達成,平時大量的資源處于閑置狀態,浪費較為嚴重。
2.2傳統主-備容災
對于數據中心故障的切換,通常最少需要30分鐘才能實現災備中心的啟用,在此期間,所有業務均會中斷使用,同時相關數據會存在無法連續性校驗的情況,在主用數據中心恢復使用時,容災中心的數據與主用中心的數據會出現較為嚴重的數據不一致情況,從而可能導致更長時間的停機維護和工作量。
2.3主-備雙活模式
主備準雙活模式是現在使用較為常見的技術,在此模式下,主用數據中心出現故障時,容災中心可實現實時對系統業務的接管,但這需要大量的軟件層面的工作,同時其相關的操作不具有普遍性,投入巨大。
2.4雙活數據中心
雙活數據中心與原有的主備數據中心概念不同,它將完整的應用和數據放到了一個基于虛擬化存在的“大”數據中心當中,兩個或更多的數據中心均同時運行了多類應用,同時相關數據通過類似存儲虛擬化工具進行多地同步存儲,同時為用戶提供服務和業務負載。因此此類數據中心通常稱之為雙活數據中心。在單一節點數據中心故障時,其應用其剩余數據中心負責提供連續性服務。
2.5雙活數據中心特點
1)有效提升資源利用率,多個數據中心內部資源同時運行應用和數據,避免了由于閑置導致的浪費,同時在極端情況下,雙活數據中心可提供更多的應用服務能力。
2)有效減少RTO時間,雙活數據中心內部應用需要實現無縫實時切換,在單個數據中心節點故障時,剩余中心應保持正常運行狀態。
2.6雙活設計的層次
雙活數據中心的設計及實現,包括了對私有云架構的搭建,數據庫及存儲虛擬化應用的實現,服務器虛擬化技術的應用,完整的以太網和SAN光纖傳輸網的構架等多個層面。一盤的雙活數據中心應包括對上述內容的所有方面的設計。
3雙活數據中心的構建
3.1容災建設方案設計
1)在空管內部新建一個數據中心機房,新部署能滿足當前業務需要和中長期業務規劃要求的核心交換機、IBM小機以及SAN交換機(同時進行HA、虛擬化及負載均衡等部署),部署企業級磁盤陣列作為OA辦公自動化系統等應用數據庫的存儲設備,并實施數據遷移替換現有老舊的存儲。
2)部署基于存儲虛擬化引擎的雙活數據平臺,將應用程序數據同時存放在2個數據中心,并同時對前端應用服務器提供數據讀和寫服務,在獲得工作負載彈性優勢的同時,使空管信息系統具備提供全天候無中斷服務的能力。數據庫的同步工作和一致性保證由存儲虛擬化系統執行。
3)為滿足數據安全的更高要求,在新機房建成后通過部署與持續數據保護系統,獲得任意時間點恢復的能力,搭設災備數據中心,從而實現兩地三中心的容災,防止由于災難或邏輯錯誤而引起的數據錯誤及丟失。當有錯誤出現時可借助災備系統中心實現數據的恢復以保證數據的安全。
4結論
雙活數據中心系統架構是容災建設方案的核心要點,其關鍵點在于對于存儲虛擬化引擎的實現。通過對雙活數據中心的邏輯應用構建,業務可實現無縫從單一數據中心向多個冗余數據中心數據的切換,業務時刻保持可用狀態,實現數據中心的高可用性。
通常對于空管業務量而言,只需要實現使用了兩個應用存儲虛擬化網關的雙數據中心即可滿足大部分需要,通過對存儲虛擬化網關的應用,雙數據中心打通為了一個虛擬化的私有云架構的虛擬數據中心實體。應用和數據在私有云內部自動態進行遷移,對于重點業務還可使用包括同步IO操作在內的數據保護措施,實現業務的自動化負載均衡和無間斷響應,有效的提升關鍵性業務的完整性可靠性,使RPO和RTO的標準達到近似于0的程度。
基于存儲虛擬化構建的雙活數據中心,可有效地提升原有數據中心主-備關聯的容災備份效率,在不斷提升了業務使用連續性的情況下,大大提升了資源的利用率,有效地節約了用戶的硬件投入成本。當然,任何技術都有其自身存在的不足,因此一套完整可靠的信息化應用體系,還需要基于管理和技術的結合,才能實現數據、應用的穩步運行。
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