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災難備援,它是指利用科學的技術手段和方法,提前建立系統化的數據應急方式,以應對災難的發生。其內容包括數據備份和系統備份,業務連續規劃、人員架構、通信保障、危機公關,災難恢復規劃、災難恢復預案、業務恢復預案、緊急事件響應、第三方合作機構和供應鏈危機管理等等。

1、數據級容災設計

第一類,是基于磁盤陣列的復制軟件實現,比如EMC SDRF、HDS 的TureCopy、IBM的Flash等;
第二類,是基于服務器或者應用軟件(應用層)實現,比如Oracle DataGuard組件、GoldenGate數據庫復制軟件、 DSG的RealSync軟件等。

A)磁盤陣列同步有以下主要特點:
• 可以實現對所有數據的災備,支持所有的數據類型,是最全面的災備保護方式;
• 基于存儲設備進行災備,可以有效的解決對數據庫服務器和各種應用服務器的計算資源的占用問題;
• 部署簡單,無需更改原來的文件系統。維護也更加簡單,維護好存儲災備系統就可以。

B)基于服務器或應用軟件的災備, 有以下特點:
• 支持異構平臺,開放的硬件選擇;
• 極短時間切換的熱容災;
• 容災側數據庫也處于打開狀態,可以做主地數據庫的負載均衡,提升系統的可用性;
• 對網絡要求不高,低帶寬下能夠傳輸數據;

2、應用級容災設計
 
應用級災備包括兩個方面:數據同步和應用接管。數據同步是應用接管的前提。在保證數據同步基礎上,要實現應用接管,還要能實現災難發生時的網絡切換和應用切換。

3、網絡切換設計
 
應用級災備要求提供冗余的網絡線路和設備。正常情況下,客戶端通過生產中心的業務網絡訪問生產中心的應用服務器;在發生災難時,通過網絡切換,客戶端能夠訪問到災備中心的備用服務器。
目前,網絡切換主要有以下三種:
 
(1)基于IP地址的切換
生產中心和災備中心主備應用服務器的IP地址空間相同,客戶端通過唯一的IP地址訪問應用服務器。在正常情況下,只有生產中心應用服務器的IP地址處于可用狀態,災備中心的備用服務器IP地址處于禁用狀態。一旦發生災難,管理員手工或通過腳本將災備中心服務器的IP地址設置為可用,實現網絡訪問路徑切換。
 
(2)基于DNS服務器的切換
在這種方式下,所有應用需要根據主機名來訪問,而不是直接根據主機的IP地址來訪問,從而通過域名實現網絡切換。
 
(3)基于負載均衡設備的切換
通過在服務器集群前端部署一臺負載均衡設備,根據已配置的均衡策略將用戶請求在服務器集群中分發,為用戶提供服務,并對服務器可用性進行維護。負載均衡能夠按照一定的策略分發到指定的服務器群中的服務器或指定鏈路組的某條鏈路上,調度算法以用戶連接為粒度,并且可以采取靜態設置或動態調配的方式。負載均衡設備能夠針對各種應用服務狀態進行探測,收集相應信息作為選擇服務器或鏈路的依據,包括ICMP、TCP、HTTP、FTP、DNS等。通過對應用協議的深度識別,能夠對不同業務在主生產中心和災備中心之間進行切換。

這三種網絡切換方式比較如下:
 

網絡切換方式 基于IP地址 基于DNS服務器 基于負載均衡
切換方式 手動或半自動 自動 自動
切換時間 10-30分鐘左右,與服務器數量相關 10分鐘左右 分鐘級
技術成熟度 成熟 成熟 一般
實施案例 較多 較多
設備投資 增加2臺DNS服務器 在數據中心前端交換機上增加負載均衡板卡
單個應用和整個子網的切換 適合整個子網切換 適合單個應用和整個子網切換 適合單個應用和整個子網切換
 
 
 
在以上三種網絡切換方式中,基于IP地址的切換方式較簡單,實現成本低,但是對于擁有較多服務器的災備中心而言,手工更改大量IP地址和網絡配置需要比較長時間,因此這種方式適合于只有少數應用服務器的場合;基于DNS的切換方案,從技術上講較成熟,應用也較多,而且能夠實現網絡切換的全自動,但是需要增加兩臺DNS服務器的投資;而基于負載均衡的切換,需要增加負載均衡板卡,但是切換能夠精細到業務和服務內容,因此,在大型數據中心情況下,Primeton建議采用負載均衡的方式進行網絡之間的切換。

4、應用切換設計
 
應用切換是指生產中心由于發生災難而癱瘓時,可由災備中心的備用服務器提供業務接管,確保業務運行的高連續性。
 
實現應用切換的前提條件是:
• 數據已經從生產中心同步到災備中心;
• 災備中心配置與生產中心對應的應用軟件服務器、數據庫服務器和中間件服務器等,且運行正常;
• 災備中心網絡運行正常或能夠實現正常切換。
 
應用切換技術主要有以下幾種:
(1)雙活數據庫技術
 
部分數據庫復制容災軟件,能夠實現生產中心和災備中心數據庫雙活,即災備中心的備份數據庫也處于Open狀態,客戶端可對災備數據庫進行只讀訪問(例如GoldenGate、DSG等數據庫復制軟件)。生產中心和災備中心數據庫保持雙活,可提高災備中心的資源利用率,分擔生產中心的業務負擔,在發生災難時,自然也可以實現應用和業務的接管。
 
這種方式的缺點之一是只適合于特定的數據庫應用,不適合文件系統等應用,有一定的局限性。
 
(2)遠程集群技術
 
遠程集群是指通過在生產中心和災備中心的應用服務器上安裝遠程集群軟件(例如Veritas Storage Foundation中的GCO組件),實現跨廣域的多服務器狀態的監控,當發生災難時,實現應用服務器的自動切換。主要是由廠家提供的一些容災軟件實現自動切換,拉起異地的應用和數據庫。例如,賽門鐵克的VCS,IBM的PowerHA等。
 
(3)手動切換方式
 
手動切換方式實現較簡單,總體成本低,適用范圍廣,而且較可靠。采用這種方式時,災備中心部署與生產中心相對應的應用服務器和數據庫服務器,安裝相應軟件。在正常情況下,災備中心服務器可選擇不運行或者處于就緒狀態但對外不可訪問;發生災難時,可在人為決策后,將災備中心服務器啟動或恢復對外訪問,實現業務的快速切換。
 
這三種方式比較如下:
應用切換方式 雙活數據庫技術 遠程集群 手動切換
適用范圍 僅限特定數據庫 無限制 無限制
應用完全自動切換
災備中心日常可訪問
運行風險 高,可能誤切換
實施成本 較高
維護工作量 較高 較高

5、網絡層設計
 
在每一個節點,為了提高可靠性,避免單點故障,建議在網絡層采用雙網雙平面的設計,即在交換機/路由器層均采用冗余設計。

在同城高可用環境下,在預算允許的情況下,建議數據復制采用光纖(FC)傳輸,能夠大大提升同步數據復制的效率和可靠性。
在異地災備情況下,由于數據傳輸線路較長,采用FC傳輸代價太高,并且災難發生也是偶然事件。綜合考慮性價比,建議采用IP傳輸。

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