【文章內容簡介】 rver 多種版本、 MySQL 等） 數據 ， 也有 各種應用程序（網站類， OA 類，業(yè)務系統(tǒng)類等）各種文檔（ Word、 Execle、 TXT 等）各種非結構化數據（關鍵視頻，檔案等），當然 也需要對虛擬機鏡像提供保護（ VMWare 和 Cloudview 等 ） 。 本項目立足于 XX 市電子政務系統(tǒng)的容災備份及安全建設，充分的調研了全市電子政務信息系統(tǒng)的建設和應用情況，從網絡接入、系統(tǒng)業(yè)務功能及數據量、系統(tǒng)涉密情況、容災策略需求、性能指標等多方面綜合分析。力爭滿足針對不同的性質的系統(tǒng)提出了數據級、應用級容災策略，同時分析了不同策略的 在線模式與離線模式 、 遠程數據復制 、同步與異步容災 、同城與異地等多種容災方案，專業(yè)化的解決未來 XX 市電子政務信息系統(tǒng)的容災備份需求。 策略 本項目集約化建設的基礎上實現(xiàn)規(guī)?；椖拷ǔ芍髮⒊休d XX 市 95%以 上電子政務信息系統(tǒng)的容災工作，解決我市政府各部門內部業(yè)務系統(tǒng)、跨區(qū)域縱向業(yè)務應用、部門重點應該的容災備份需求。 容災備份中心依托電子政務外網建設二期工程將完成全市行政區(qū)劃內共有 15 個區(qū) 7 市縣（包括先導區(qū)），下轄 172 個街道（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)）（這里包括個別區(qū)市縣所管轄的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級別的經濟開發(fā)區(qū)）、 1512 個社區(qū)（村）的全域覆蓋。 在數據規(guī)模方面，容災備份中心將解決包括國家重點民生工程在內的 1000 余個業(yè)務系統(tǒng)的容災備份工作。 XX 市 政務信息化 容災 備份及安全 系統(tǒng)建設計劃分成兩個階段，即同城災備中心建設和異地災備中心建設，最終建設成為兩地三中心模式。其中 以 新建 的 XX 市云計算中心作為各委辦局業(yè)務系統(tǒng)的主數據中心， XX 市網站管理中心作為同城 災備 中心， 可以選用 城市 A 或是 城市 B 作為異地災備中心 。 云計算 中心作為 主生產中心，負責日常的各委辦局所有業(yè)務系統(tǒng)的運行。在災難發(fā)生時，在同城容災中心恢復各委辦局 關鍵業(yè)務 的應用運行。在 城市 A 異地災備 中心完成各 委辦局 關鍵 數據的 保護，在發(fā)生地區(qū)級（ XX）的災難時，保證各個業(yè)務系統(tǒng)的核心數據不丟失。 一期 目標 ： 實現(xiàn) xx 個 委辦局關 鍵數據在同城容災中心的 集中 備份，以及 xx 個 關鍵業(yè)務在同城容災中心的應用級容災 。 二期 目標 ： 實現(xiàn) xx 個 委辦局關鍵數據在 遠程 容災中心的 集中 備份，以及 xx 個核心 業(yè)務在同城容災中心的應用級容災 。 內容 一期建設內容： ? 完成云計算 中心 、同城 災備中心 、異地 災備中心 兩地三中心容災總體設計 ? 完成關鍵技術方案驗證、實施方案編制、實施路徑設計。 ? 完成容災中心運行管理模式設計。 ? 建設同城應用級容災中心 二期建設內容： 8 ? 優(yōu)化調整新建 云計算中心 ? 建設 城市 A 或 城市 B 異地數據級容災中心 方案 根據各委辦局 的 技術架構現(xiàn)狀與策略制定，結合容災技術的關鍵技術分析與最佳實踐，制定如下總體容災架構： ? 容災 模式為兩地三中心災備模式 ? 容災 級別 為數據庫 系統(tǒng)實現(xiàn)應用 級別 容災，其他應用系統(tǒng)基于同城容災中心實現(xiàn)應用級容災， 關鍵 業(yè)務基于遠程容災中心實現(xiàn) 應用 級容災 ? 結構化 數據復制采用 支持 異構平臺的基于數據庫層 的 數據 復制 技術 ，虛擬機 鏡像等這類關鍵 非結構化 數據復制 采用 基于 存儲層 的數據復制 技術 ? 虛擬機 之間的 系統(tǒng) 切換技術 以自動 切換方式為主，物理機之間以及物理機和虛擬機之間的系統(tǒng)切換以手工切換方式為主，并配合 切換 腳本 減少 系統(tǒng)切換時間 ? 容災網絡， 建議 同城數據中心之間采用大二層的存儲網絡架構，數據網絡和存儲網絡的物理連接采用 DWDM 裸光纖 高速網絡連接， 本地 和異地數據中心之間采用 IP 網絡 連接，網絡帶寬要保證 系統(tǒng)切換的順暢和數據復制的帶寬需求 ? 前端（客戶端 ） 網絡切換 技術有手工切換、 DNS 重定向 和負載均衡器的健康路由注入幾種，本方案建議根據實際情況選擇以上切換技術的一種或幾種 ? 容災 系統(tǒng)和生產系統(tǒng)之間的配對關系為降級配對，就是容災中心和生產中心之間的軟、硬件配置不遵循 1:1 比例 ， 容災 中心硬件配置的性能低于生產中心 ，容災 應用服務器以虛擬機平臺為主， 從而 進一步提升災備系統(tǒng)的投入產出比 建成后的兩地三中心結構拓撲圖如下： 9 的核心技術及選擇 容災系統(tǒng)是指在相隔較遠的異地，建立兩套或多套功能相同的 IT 系統(tǒng)，互相之間可以進行健康狀態(tài)監(jiān)視和功能切換，當一處系統(tǒng)因意外 (如火災、地震等 )停止工作時，整個應用系統(tǒng)可以切換到另一處，使得該系統(tǒng)功能可以繼續(xù)正常工作。容災技術是系統(tǒng)的高可用性技術的一個組成部分，容災系統(tǒng)更加強調處理外界環(huán)境對系統(tǒng)的影響，特別是災難性事件對整個 IT 節(jié)點的影響，提供節(jié)點級別的系統(tǒng)恢復功能。 衡量指標 衡量容災系統(tǒng)的主要指標有 RPO（災 難發(fā)生時允許丟失的數據量）、 RTO（系統(tǒng)恢復的時間）、 容災半徑（ 生產 系統(tǒng)和容災系統(tǒng)之間的距離） 以及 ROI(容災 系統(tǒng)的投入產出比 )。 RPO 是指業(yè)務系統(tǒng)所允許的災難過程中的最大數據丟失量（以時間來度量），這是一個災備系統(tǒng)所選用的數據 復制 技術有密切關系的指標，用以衡量災備方案的數據冗余備份能力。 RTO 是指“將信息系統(tǒng)從災難造成的故障或癱瘓狀態(tài)恢復到可正常運行狀態(tài)，并將其支持的業(yè)務功能從災難造成的不正常狀態(tài)恢復到可接受狀態(tài)”所需時間，其中包括備 10 份數據恢復到可用狀態(tài)所需時間、應用系統(tǒng)切換時間、以及備用網絡切換時間 等，該指標用以衡量容災方案的業(yè)務恢復能力。 容災半徑是指生產中心和災備中心之間的直線距離，用以衡量容災方案所能防御的災難影響范圍。 容災方案的 ROI（ Return of Investment，投入產出比）也是用戶需要重點關注的，它用以衡量用戶投入到容災系統(tǒng)的資金與從中所獲得的收益的比率。 顯然，具有零 RTO、零 RPO 和大容災半徑的災難恢復方案是用戶最期望的，但受系統(tǒng)性能要求、適用技術及成本等方面的約束，這種方案實際上是不大可行的。所以，用戶在選擇容災方案時應該綜合考慮災難的發(fā)生概率、災難對數據的破壞力、數據所支撐業(yè)務的重要性、適用的技術措施及自身所能承受的成本等多種因素，理性地作出選擇。 級別 按照容災系統(tǒng)對應用系統(tǒng)的保護程度可以分為數據級容災 、 應用級容災 和 業(yè)務級容災。 數據級容災 僅 將生產中心的數據復制到容災中心，在生產中心出現(xiàn)故障時，僅能實現(xiàn) 存儲 系統(tǒng)的接管或是數據的恢復 。容災 中心的數據可以是本地生產數據的完全復 制（ 一般 在同城實現(xiàn)） ， 也可以比生產數據略微落后，但必定是可用的 （一般 在異地實現(xiàn)） ，而差異的數據 通常 可以通過一些工具（ 如 操作記錄、日志等） 可以 手工補回?；跀祿轂?實現(xiàn) 業(yè)務恢復的速度 較慢 ，通常情況下 RTO 超過 24 小時， 但是這種 級別 的容災系統(tǒng)運行維護成本較低。 應用級容災是 在數據級容災的基礎上，進一步實現(xiàn)應用 可用性 ，確保業(yè)務的快速恢復。這就 要求 容災系統(tǒng) 的 應用不能改變原有業(yè)務處理邏輯，是對生產中心系統(tǒng)的基本復制 。因此 ，容災中心需要建立起一套和本地生產相當的備份環(huán)境，包括主機、網絡、應用、 IP 等 資源均有配套，當 生產 系統(tǒng)發(fā)生災難時，異地系統(tǒng)可以 提供 完全可用的生產環(huán)境。 應用級 容災的 RTO 通常 在 12 個 小時 以內 ，技術復雜度較高，運行維護的成本也比較高。 業(yè)務級 容災 是生產中心 與容災中心對業(yè)務請求同時進行 處理 的容災方式，能夠確保業(yè)務 持續(xù)可用。這種 方式 業(yè)務 恢復 過程的自動化程度高， RTO 可以 做到 30 分鐘 以內 。但是 這種容災級別 的 項目 實施難度大， 需要從 應用層對系統(tǒng)進行改造，比較適合流程固定 的 簡單業(yè)務系統(tǒng) 。 這種 容災系統(tǒng) 的運行維護成本最高。 11 容災建設模式 當前 ，市場上常見的 容災 模式可分為同城容災、異地容災、 雙活 數據中心、 兩地 三中心幾種。 容災 同城 容災 是在同城或相近區(qū)域內 （≤ 200KM）建立兩個數據中心 :一個為數據中心，負責日常生產運行 。另一個為災難備份中心，負責在災難發(fā)生后的應用系統(tǒng)運行。同城災難備份的數據中心與災難備份中心的距離比較近，通信線路質量較好，比較容易實現(xiàn)數據的同步 復制 ，保證高度的數據完整性和數據零丟失。同城災難備份一般用于防范火災、建筑物破壞、供電故障、計算機系統(tǒng)及人為破壞引起的災難。 容災 異地 容災 主備中心之間的距離較遠 （＞ 200KM)因此一般采用異步鏡像，會有少量的數據丟失。異地災難備份不僅可以防范火災、建筑物破壞等可能遇到的風險隱患，還能夠防范戰(zhàn)爭、地震、水災等風險。由于同城災難備份和異地災難備份各有所長，為達到最理想的防災效果，數據中心應考慮采用同城和異地各建立一個災難備份中心的方式解決。 三中心 結合近年國內出現(xiàn)的大范圍自然災害，以同城雙中心加異地災備中心的“兩地三中心”的災備模式也隨之出現(xiàn)，這一方案兼具高可用性和災難備份的能力。 同城雙中心是指在同城或鄰近城市建立兩個可獨立承擔關鍵系統(tǒng)運行的數據中心，雙中心具備基本等同的業(yè) 務處理能力并通過高速鏈路實時同步數據，日常情況下可同時分擔業(yè)務及管理系統(tǒng)的運行，并可切換運行；災難情況下可在基本不丟失數據的情況下進行災備應急切換，保持業(yè)務連續(xù)運行。 異地災備中心是指在異地的城市建立一個備份的災備中心，用于雙中心的數據備份，當雙中心出現(xiàn)自然災害等原因而發(fā)生故障時，異地災備中心可以用備份數據進行業(yè)務的恢復。 數據中心 所謂 “雙活 ”或 “多 活 ”數據中心，區(qū)別于 傳統(tǒng) 數據中心 和 災備中心的模式，前者 多個或兩個數據中心都處于運行當中， 運行相同的應用，具備同樣的數據，能夠提供跨中心 12 業(yè)務負載均衡運行能力 ，實現(xiàn)持續(xù)的應用可用性和災難備份能力， 所以稱為 “雙活 ”和 “多活 ”；后者是 生產 數據中心投入運行， 災備 數據中心處在不工作狀態(tài)，只有當災難發(fā)生時，生產數據中心癱瘓，災備中心才啟動。 “雙活 ”數據中心最大的特點是 ： 一、充分利用資源，避免了一個數據中心常年處于閑置狀態(tài)而造成浪費 ， 通過資源整合， “雙活 ”數據中心的服務能力是 翻 倍的 ； 二 、 “雙活 ”數據中心如果斷了一個數據中心， 其 業(yè)務可以 迅速 切換到另外一個 正在 運行的數據中心， 切換 過程對用戶來說是不可感知的。 在 “雙活 ”的模式中，兩地數據中心同時接納交易，技術難度很大，需要 更改眾多底層程序 ， 因而在現(xiàn)實中，國內還沒有 真正 “雙活 ”數據中心 的成功 應用 案例。 的數據復制技術 在構建容災系統(tǒng)所涉及的諸多要素中，數據復制 技術 是基礎，只有保證了數據的安全可用，應用 或是 業(yè)務的恢復才有可能。 正常情況下系統(tǒng)的各種應用在數據中心運行，數據存放在數據中心和災難備份中心兩地保存。當災難發(fā)生時，使用備份數據對工作系統(tǒng)進行恢復或將應用切換到備份中心。 數據 復制技術的選擇決定災備系統(tǒng)的 RPO 指標 ，災難備份系統(tǒng)中數據備份技術的選擇應符合數據恢復時間或系統(tǒng)切換時間滿足業(yè)務連續(xù)性的要求。 數據復制（ Replication）是指利用復制軟件把數據從一個磁盤復制到另一個磁盤，生成一個數據副本。這個數據副本是數據處理系統(tǒng)直接可以訪問的，不需要進行任何的數據恢復操作，這一點是復制與 D2D 備份的最大區(qū)別。 根據不同容災方案所采用數據復制技術位于企業(yè) IT 架構不同層面，數據復制可分為基于存儲層的復制、基于主機層復制和 基于應用的復制 。 具體 到一個 I/O 從 磁盤到應用的流程上，可能經由 磁盤陣列 、存儲網絡、卷管理軟件、文件系統(tǒng)、 數據 庫系統(tǒng)和應用系統(tǒng) 全部 流程或是其中的幾個流程， 那么 數據復制就可以在這些 流程 的任一層次上實現(xiàn)，如下圖所示： 13 基于存儲層的復制可以是由存儲設備的控制器執(zhí)行，也可以是由網絡 層的 虛擬化存儲管理平臺來執(zhí)行，基于存儲層的復制基于 主機和應用的無關性，兼容性要求最低， 實施 難度最小，但是由于是卷級別的數據拷貝，對網絡帶寬要求最高； 基于主機的復制可以 由安裝在主機上的卷管理軟件或是文件系統(tǒng)來實現(xiàn)，在實際的應用場景中，以基于卷管理軟件的數據復制技術居多， 這種 方式通常要求主機平臺相關，實施難度 升高 ，但是帶寬要求降低； 基于數據 層的復制通過 數據庫 的容災功能模塊來實現(xiàn)， 對 網絡帶寬要求最低，但是 只能 實現(xiàn)數據庫數據 的 容災；基于應用層的數據復制 需要 對應用程序進行定制開發(fā)，現(xiàn)實場景中很難見到。 下面就重點 介紹一下 幾種 常見的數據復制技術。 . 基于存儲層的容災復制方案 設備的數據復制 基于存儲設備的數據 復制 技術的核心是利用存儲陣列自身的盤陣對盤陣的數據塊復制技術實現(xiàn)對生產數據的遠程拷貝，從而實現(xiàn)生產數據的災難保護。在主數據中心發(fā)生災難時，可以直接利用災備中心的數據建立運營支撐環(huán)境，為業(yè)務繼續(xù)運營提供 IT支持。同時，也可以利用災備中心的數據恢復主數據中心的業(yè)務系統(tǒng)，從而能夠讓企業(yè)的業(yè)務運營快速回復到災難發(fā)生前的正常運營狀 態(tài)。 基于存儲設備 的數據復制技術 示意圖如下： 14