等保2.0背景下異構虛擬計算災備中心設計研究

◆吳輝明

（國防大學政治學院（上海） 上海 200433）

《等級保護2.0標準》是國內非保密信息系統的安全集成標準，《網絡安全法》是我國信息安全的基本法。網絡安全法明確提出，信息安全建設應遵循分級保護的標準。

本文對比了Docker和虛擬機，虛擬機的特點是快啟動和輕量級。本文結合災備系統，設計了異構災備中心的整體架構，設計的基礎是Docker，后文會給出災備系統的設計方案和具體實施方案。

1 災備系統的整體設計

該系統以Docker的構造計算為基礎，為用戶提供阿里云和ASS兩層共享云的裝置，為這兩者同時提供APB、統一外部接口，根據用戶的需要和共享云的需求，選擇具體的部分進行災害防備。圖1為系統整體設計架構。

圖1 基于Docker的異構虛擬計算的災備系統整體架構

首先，方案需要設計是以公共鏡像的倉庫和存儲應用程序的下層程序以及配置為基礎環境的，這樣可以保持兩個中心容器和影響是同樣的。災害中心和生產中心會利用數據復制技術，保證兩中心之間的數據調諧。同時，設計監視和轉換管理模塊，同時實時監視生產中心的健康狀況，如果發生災害，則通過之前的配置給企業發送災害信息。具備共有云以及轉換網絡是容災中心的前提準備。

Docker容器技術是災害中心和生產中心的使用技術的基礎，采用Kubernetes對集群進行管理。

生產中心的服務基礎是建立在正常服務的正常運行之上，發生災害時應當另外運轉一臺或幾臺機器來應對災害，當災害發生時，沒有必要提供以往沒有災害情況下提供的服務，這個時候能夠充分利用Docker特有的優勢迅速配置應用程序，同樣，通過構筑與生產中心同規模的數據中心，災害防備系統通過計算可以提高資源的利用效率。

2 Docker鏡像同步且復制數據模塊

為了確保生產和預防災害，設計上給所有應用服務提供了統一的環境，并且對數據進行了備份，保證業務和遠程數據中心能夠實時同步，在提高數據備份能力的過程中，還要盡可能減少對生產中心的影響，實現可靠、安全、完整的二中心同步與備份。因此，對Docker的同步和數據復制技術的設計和實現方式、災害系統的構筑就顯得非常重要，這直接決定災害系統能否提供可靠的服務。

3 切換故障模塊和監控災難

同步數據，確保重要配置的環境安全以及同步重要文件是一整套完整的數據備份系統來實現的，救災系統的建造還依賴于對備災和救災信息的支持。在收到災害聲明后，故障轉換單元迅速完成網絡和用戶轉換，使迅速恢復系統并確保業務保持連續性成為可能。

3.1 災難監控

公司定期在網絡生產中心進行生產。檢查時間是1秒鐘，從外部進入生產中心的第一個問題是如何確保生產中心的電荷擴散者、電荷擴散者網絡和端口狀況是正常狀態，以便顯示整個生產中心的健康狀況。

第六，信息披露不及時。如上已述，格魯吉亞的群體性事件很大程度上緣起于人民群眾不清楚蘇共二十大決議的內容。身處莫斯科的中央高層領導應該知道：揭露斯大林的所謂“暴政”，民眾會產生怎樣的反應。為了避免其過激反應，“應該往格魯吉亞派出有經驗的宣傳人員，向群眾解釋所發生的一切”。[11](P132-133)問題是，官僚主義十足的高層領導們壓根兒沒有這樣做。如果這樣做了，那么，可以相信：“很多第比利斯的居民都能夠理解二十大的決議，這種震動了整個加盟共和國的風潮和不必要的犧牲都是可以避免的。”[11](P133)

在對生產中心網絡的狀況和接口的狀況進行探測時，第一步要觀察生產中心的負載擴散器能否正常開啟，如果可以正常開啟，這意味著該網絡是正常的。如果檢測到端口異常，并回答錯誤消息，則應檢查服務器IP的運行是否正常，若不正常則返回錯誤消息。如果網絡有誤，就會出現網絡問題，在返回錯誤的信息時丟失包，在應用端口顯示失敗并報應用出現故障的錯誤信息。整體設計流程如圖2所示。

圖2 監控模塊監測流程圖

3.2 切換故障

應用程序的連續性，為了盡可能地縮短業務中斷時間，需要使用完整的故障切換方法。這個方案運用在生產中心發生突發性狀況的時候。

在對本章的故障切換方案進行設計之前，第一步需要對過去的故障切換技術進行分析和研究。

（1）切換網絡

基于負載平衡器設備的切換：在雙中心集群之前安裝負載均衡器，在特定集群中的服務器以及特定的鏈路組內進行業務分配的工作，應用的服務狀態由負載分散器反饋。為了選擇一個服務器或鏈接，相關信息可以通過DNS，FTP,TCP和HTP等進行收集，然后從一個中心轉到另一個中心。

基于DNS服務器的切換：DNS服務器是由兩個中心進行配置，并且對主機域名進行設置，生產中心的服務器可用災害中心的DNS服務器進行探測。如果不能使用，則將備份中心DNS服務器的IP地址設定為DNS響應地址，完成網絡的切換。

基于IP地址的切換技術，在發生災害的情況下，通過手動變更IP、設定IP，變更為能夠使用災害對策中心的服務器的IP地址，完成故障的網絡的切換。

（2）切換應用

雙活數據庫技術可應用于某些數據庫。這種技術可以實現雙重活動。災害對策中心的數據庫系統，一直處于可使用的狀態。如果有異常情況，會提供業務托管的服務。

在以上故障切換技術研究的基礎之上，綜合考慮災備場景和生產中心需要提供正常的服務，如果發生異常情況，生產中心的工作將被災害對策中心替代，該配置負荷均衡的方案不適合場景，將會被變更。NS的構成也有一些缺陷，當DNS緩存也出現故障時，也有切換時間過長的問題，對災害對策的故障切換方案的基礎在于反向代理。具體的切換流程如圖3所示。

圖3 故障切換流程圖

4 災備中心資源調度算法

本節通過對災難恢復進行研究和公共云層配備的災難中心的研究，利用傳統災難虛擬機、交替應用配置的Docker容器技術，對每臺主機、容器進行配置。

圖4 基于Docker的災難恢復系統架構

資源采購策略是部署應用中最重要的步驟，這里分為主體指令和容器的指令層，主體指令層根據什么策略，申請多少個主體，根據容器的指令與層對應的容器的宿主機進行配置并提出新的算法，通過計算該算法所需的最小實體，解決了數目與容器與實體的映像關系、采供容器指令和本體指令等關鍵性問題。本計劃也實現了最小化實體申請數，提高了資源的利用率。

5 總結

在目前的網絡環境下，建立一整套信息安全體系是保證信息安全的關鍵，比如計算機的整體安全（操作系統以及各式各樣的安全協議及其機制）。同時，也需要呼吁社會中的每一個人，保護好自己的個人信息安全。