災備建設中的數據同步技術應用及選型方案

文/趙明

1 前言

隨著我國信息技術及互聯網技術的蓬勃發展，其應用領域已深入到人民生活的各個場景，從工作辦公、餐飲娛樂，到金融理財、民生醫療等等，應用場景無處不在，人民生活已進入線上時代，在享受信息及互聯網帶來的便捷與高效的同時，信息系統的業務連續性便顯得至關重要。

十九大對互聯網安全、信息安全、金融安全都提出了明確的要求，而業務連續性則是其中的重要一環，若服務中斷，或發生中斷后長時間無法恢復，那將對人民生活造成重大影響，甚至會造成國有資產流失、社會事件等嚴重影響。

目前我國對重點信息系統的業務連續性都有明確要求，通過災備、雙活等容災技術的應用，降低RTO、RPO，使重要信息系統能夠提供穩定的服務，在發生突發狀況情況能能夠迅速應對并恢復，已成為當務之需。而通過數據同步技術實現的災備、雙活容災，則是其有效途徑。

2 容災分類及容災能力

當今信息系統對于業務連續性的高標準、高要求，使得在系統進行設計時，就要把容災設計考慮在內，從而提高系統災難應對及恢復能力，使提供的服務更加穩定可靠，本章節從災備等級上對當前主要容災技術進行劃分，并對相關概念進行描述。

從信息系統的容災等級對其進行劃分，粗略可以分為災備模式和雙活模式，同時又根據地域的不同可分為同城和異地兩大類，其中災備又可細分為數據級災備和應用級災備，雙活又衍生出多活。

表2：容災技術分類及對比

下面我們將對主流容災模式進行詳細說明，在此之前我們先要理解容災能力指標，即RTO、RPO的概念。

RTO（Recovery Time Objective)恢復時間目標，指在故障或災難發生之后，一臺電腦、系統、網絡或應用停止工作的最高可承受時間。該參數定義了最大可容忍時限，必須在此時限內恢復數據。RTO是反映系統業務恢復的及時性指標，表示業務從中斷到恢復正常所需的時間，RTO數值越小，代表容災系統的數據恢復能力越強

RPO（Recovery Point Object)恢復點目標，指一個過去的時間點，當災難或緊急事件發生時，數據可以恢復到的時間點，是業務系統所能容忍的數據丟失量。RPO指標主要反映了業務連續性管理體系下備用數據的有效性，即RPO取值越小，表示系統對數據完整性的保證能力越強。

RTO和RPO指標并不是孤立的，而是從不同角度來反映數據中心的容災能力

同城：災備模式生產端與災備端，雙活模式不同服務器集群位于同一城市，或相距距離小于相關文件規定的最大距離。

異地：災備模式生產端與災備端，雙活模式不同服務器集群位于不同城市，且相距距離大于相關文件規定的最小距離。

數據級災備：建立數據級災難備份機制，保證生產端關鍵或全部數據及時復制至災備端，在發生災難時提供可用的恢復數據，降低由于災難造成的數據丟失、損壞所帶來的損失。

表3：數據庫同步技術對比

表4：容災技術方案選型對應關系表

應用級災備：在數據級災備基礎上，同時搭建生產業務系統的備份環境，且保證數據實時同步，在發生災難時，能夠隨時接管生產系統業務。

雙活：生產端和災備端同時運行，同時提供服務，可根據資源配置情況，使資源更充足的一端承擔更大業務壓力。

多活：在雙活基礎上，增加生產節點，可同時對外提供服務。

各容災模式對于RTO，RPO的要求如表1所示。

3 數據同步技術

3.1 技術分類

數據同步技術是實現災備模式容災、雙活模式容災的根本，本章將對其原理、成熟度、成本等進行描述及對比。數據同步技術可以分為基存儲系統數據復制、基于操作系統層數據復制、基于應用程序層數據復制三大類，下面將從基本原理、平臺要求、復制性能、資源占用、技術成熟度、投入成本對其進行對比，并列舉典型軟件產品進。如表2所示。

3.2 數據庫復制技術

以上技術中，基于應用程序層的數據庫復制技術，由于其成本低、靈活度高、同步性能較高等特點，在市場上應用較為廣泛，本節將對其內容進行細化。

數據庫復制技術按照傳輸內容可以分為兩類：

傳輸日志文件類：傳輸整個日志文件到目標端進行應用。

傳輸變化數據類：解析日志后得到變化的數據，傳輸到目標端進行應用。

日志復制技術：

傳輸日志，同構，配置簡單，支持計劃內及計劃外停機；備機只讀，帶寬要求高，不記錄日志的操作不進行復制；需先將源數據先通過備份恢復或者其他方式手工傳輸到目標端；有數據類型限制，主機需啟動歸檔日志模式；通常用作同構軟件的同城高可用解決方案。

變化數據復制技術：

以交易為單位傳輸變化數據，支持異構數據庫和操作系統，帶寬要求低；可多向復制，主備機雙活；異步復制，主機需啟動歸檔日志模式；支持數據過濾、定制復制需求，最小可以精確到列；通常用作異構數據庫異地容災解決方案，可滿足數據復制（接管，負載均衡，異地數據分發），滾動升級等需求。如表3所示。

4 容災選型方案

根據不同容災模式，綜合考慮需求、容災能力、技術特點等因素，形成容災技術方案選型對應關系表，并對其帶寬、成本進行分析，描述應用場景。

技術方案的選擇最終取決于用戶需求，包括其對業務連續性的要求，對時間的敏感程度，自身經濟及技術實力以及后期建設目標等眾多因素，讀者可根據自己特點，在對系統進行容災設計時查閱容災技術方案選型對應關系表進行參考。如表4所示。

5 結語

目前我國信息系統容災建設水平很不平衡，人們對信息系統的依賴程度不斷提高的同時，系統容災建設必會成為發展趨勢和方向，兩地三中心模式將逐漸建成，災備、雙活模式將成為常態，我國在高科技信息領域已取得長足的進步和一定的成績，會有更多的信息系統建設者為提高業務連續性及服務能力獻計出力，逐漸打造出穩定、容災、高可用的信息系統生態體系。