基于存儲雙活技術的數據中心設計和應用

蔣破荒

本文針對電力信息化建設安全中最核心的災備建設的要求，提出并深入研究基于存儲雙活技術的數據中心相關的實質內涵和優勢。應用hypermetro技術等設計構建雙活容災存儲技術的數據中心。使該方案的設計和實施能夠達到數據安全存儲和應用容災的效果，可以完全保證關鍵業務系統的完整性和可持續性。

【關鍵詞】存儲虛擬化 雙活數據中心 容災模式

1 研究內容及現狀

數據恢復點目標 RPO=0，恢復時間目標 RTO≤10s，業務負載分布于 2 個數據中心，當出現信息災難致其中一個存儲系統發生故障時，業務連續運行沒有中斷，雙活節點可以對這些數據進行讀寫，此虛擬數據同時與主備節點數據進行同步，主備節點數據可同時被讀寫。

2 雙活關鍵技術

2.1 全局負載均衡技術

2.1.1 適用場景

（1）跨站點負載均衡：可以實現跨數據中心的流量分擔，用戶就近訪問某一數據中心。

（2）客戶端訪問切換：當生產中心故障，可以將用戶的訪問流量自動切換到容災站點，從而實現客戶端訪問路徑的自動切換。

2.1.2 組網架構

GSLB對于DNS請求的處理流程如下（如圖1）：

（1）客戶端向本地DNS發起站點查詢請求；

（2）當本地DNS中沒有該站點對應的IP地址信息時，則轉發該請求給GSLB Master；

（3）GSLB Master轉發該請求給所有GSLB Slave；

（4）所有GSLB Slave反饋響應信息給GSLB Master；

（5）GSLB Master會選擇最快響應的GSLB Slave（例如：Site A中的GSLB Slave），并返回應答給本地DNS；

（6）本地DNS轉發GSLB Master的應答給客戶端；

（7）客戶端就可以訪問提供服務的應用服務器了，例如：Site A中的Real Server。

2.2 存儲雙活技術

2.2.1 技術概述

HyperMetro特性基于兩套存儲陣列實現AA（Active-Active）雙活，兩端陣列的雙活LUN數據實時同步，且雙端能夠同時處理應用服務器的I/O讀寫請求，面向應用服務器提供無差異的AA并行訪問能力。當任何一臺磁盤陣列故障時，業務自動無縫切換到對端存儲訪問，業務訪問不中斷。

2.2.2 組網架構

HyperMetro陣列間組網支持FC或IP網絡，可以根據用戶的實際網絡條件配置網絡。支持使用陣列直連、通過FC光纖交換機連接、通過IP交換機連接等。為了提供更好的雙活性能，推薦采用FC組網。

以‘跨數據中心2節點+2節點雙活組網為例，建議每個控制器節點都與對端陣列建立2條陣列間鏡像鏈路，并對兩條鏈路的交換機進行隔離，獲得最高的鏈路可靠性，如圖2所示。

2.2.3 技術特點

雙活LUN具備相同的WWN，主機層通過多路徑負載均衡將I/O下發至兩臺陣列上的LUN。支持與快照、遠程復制兼容，輕松擴展方案。

整個存儲系統架構全冗余，任意數據中心故障時，另外一個數據中心有一份存儲設備和相同數據可用，最大化提高了業務連續性。

2.3 虛擬化雙活技術

2.3.1 技術概述

虛擬機HA是當計算節點上的虛擬機出現故障時，系統自動將此虛擬機在其他正常的計算節點上恢復，使該虛擬機能正常使用。虛擬機在HA的過程中不可以使用。

2.3.2 組網架構

生產站點部分正在運行的主機或虛擬機發生異常（如主機下電、主機重啟、虛擬機藍屏），虛擬機優先通過DRS功能在本地冗余主機上HA。若本地冗余主機資源不足，則虛擬機通過集群內HA功能在容災站點主機上HA。 發生容災時，虛擬機短時間內不可用（依賴于虛擬機HA時間），數據無丟失。容災后，生產站點虛擬機仍然訪問本地存儲資源，容災站點容災虛擬機將跨站點訪問生產站點的存儲資源。

2.3.3 技術特點

當計算節點上的虛擬機出現故障時，系統自動將此虛擬機在其他正常的計算節點上恢復，使該虛擬機能正常使用。虛擬機在HA的過程中不可以使用。

2.4 Oracle RAC技術

2.4.1 技術概述

基于Oracle Extended RAC，構建雙活數據中心來并行承擔相同業務，提高數據中心的整體服務能力和系統資源利用率成為可能。在這種場景下，兩個數據中心互為備份，當單數據中心故障時，業務可以能自動切換到另一數據中心，業務不中斷。

2.4.2 適用場景

基于Oracle Extended RAC分布式集群技術的雙活數據中心，其適用場景如下：

（1）大量的讀操作，大量的客戶連接，需要較高的系統性能支撐；

（2）數據庫響應能力受到硬件的束縛，試圖通過Scale-Out來進行性能提升；

（3）需要防止單點故障，以保證業務連續性。

2.4.3 技術特點

基于Oracle Extended RAC的華為雙活數據中心架構，在雙中心距離小于100km的情況下，其事務處理能力基本無影響，且雙活的特性可以支撐單數據中心故障時，業務無縫自動切換，數據零丟失。

參考文獻

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[2]魯茜，徐迅.異地雙活容災技術在數字化醫院信息安全中的應用[J].企業科技與發展，2015，09（28）.

[3]汪兆來.基于存儲虛擬化技術的雙活數據中心醫院信息系統容災平臺研究與設計[J].中國醫學裝備，2015，12（09）.

作者單位

國網湖南省電力公司信息通信公司 湖南省長沙市 410004