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第七十八期

“马背上”的网络 从“两地三中心”到“分布式多活”——企业多数据中心架构演进 H3C精品案例展播 畅享无界管理 实现深价契合
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从“两地三中心”到“分布式多活”——企业多数据中心架构演进

文/柏海涛

数据大集中之后,企业经营活动更加依赖数据中心与网络等IT基础设施,7*24全天候业务运行成为企业经营活动与IT建设的目标。如何减少甚至消除正常和非正常IT系统停机对业务造成的影响,不仅是IT建设与运维的目标,更成为企业决策层所关注的。

为满足业务连续与灾备监管等目标,企业通常建设同城/异地的双数据中心,或 “两地三中心”(生产数据中心、同城灾备中心、异地灾备中心)。这几种模式下,多个数据中心通常是主次关系,正常情况下,主数据中心承担核心生产业务,其他数据中心承担一些非关键业务并对主中心的数据、配置、业务等提供备援;当灾难发生时,备用数据中心可以快速的恢复数据和应用,接管业务并减少损失,提高客户满意度与企业竞争力。

在实际操作中,主备模式存在几个问题。首先,利用率低,资源与投资浪费:随着容灾建设标准和监管要求的提升,备用数据中心IT资源和资金投入越来越大,甚至超过主数据中心,但主备模式导致资源不能共享和充分利用,造成极大的资源闲置与投资浪费。其次,主备切换机会不多:随着高可用技术的发展和建设水平的提高,灾难发生的概率较小,使得主备模式下灾备数据中心发挥作用的机会不多。最后,主备模式下,业务从主用中心切换到备用中心不仅是一个技术问题,还需要灾难确认和切换时的多方配合,实际切换周期较长、且不确定性因素及潜在风险更大。

不难看出,无论是双中心还是两地三中心,主要思想仍是通过资源堆砌带动可用性的提高,对业务连续性的保障只是量变,业务连续性及容灾备份并无实质性跨越。

目前,以银行、政府、公共交通、能源电力等为代表的行业用户,开始将关注点转向“分布式多活数据中心”。分布式多活数据中心将同一业务均匀分布到多个数据中心,并行地为客户提供同一种业务的服务。分布式多活包括两大关键特征——“分布式”和“多活”,体现出企业用户在建设与使用数据中心时对资源调度使用和业务快速灵活部署的新思路。

所谓“分布式”,一是指数据中心在机房基础设施、地理空间、计算/存储/网络资源的软硬件部署上是分布而非集中,容灾半径大,满足灾备建设与业务联系的要求,多个数据中心在建设上可以循序渐进地展开,彼此保持一定的独立性,未来扩容升级可与现有架构保持良好兼容;二是资源的调度可以跨越多个数据中心,多个数据中心间实现有机结合与资源共享,运维管理基于全局,逻辑上可以视为一个全局的大数据中心。

所谓“多活”,一是指多个中心之间地位均等,正常模式下协同工作,并行地为业务访问提供服务,实现对资源的充分利用,避免一个或两个备份中心处于闲置状态,造成资源与投资浪费,通过资源整合和虚拟化动态调度,多活数据中心的服务能力往往双倍甚至数倍于主备模式;二是指在一个数据中心发生故障或灾难时,或者进行计划内的业务变更,其他数据中心可以正常运行并对关键业务或全部业务实现接管,达到互为备份的效果,实现对客户的“故障无感知”。

值得一提的是,在很多技术文档和媒体报道中,“双活”出现的频率高于“多活”,在很多的项目中,用户关注更多的是两个数据中心的同时服务能力。就技术体系与成熟度而言,双活可以看作多活数据中心的子集,也是最常见的简化模型,很多资料中对这两个概念不做仔细区分。双活聚焦两中心模式下的工作模式与备份切换机制,建设思路与技术选择是基于多活的裁剪和优化。适合双活的方案在扩展性等方面未必适合于多活的应用场景,就建设周期来看,双活数据中心可以看成多活的必经阶段。

多活数据中心优势是显而易见的,但其建设是复杂的系统工程。在技术层面,不仅涉及到服务器/虚拟机层面的集群和动态迁移,还包括数据库/存储层的复制技术与同步机制、跨数据中心的网络互联、分支/Internet的终端用户对数据中心的访问。网络作为传输通道与承载平台的支配地位,实现对业务的感知、流量的牵引、站点入口的选择与路径控制成为多活方案设计与部署的核心竞争力。此外,网络访问控制策略的迁移、服务器网关及数据同步对网络带宽与服务质量、路由发布控制与网关设计等细节也都是设计上必须要考虑和重点解决的问题。

在非技术层面,多活数据中心不仅涵盖灾备技术,还要从宏观角度考虑业务系统的分布式部署,以及对应用与软件系统的流程再造与开发,此外跨中心的运维协同等内容也对人员组织及流程建设提出更高的要求。

分布式多活数据中心与云计算的思路有相似之处但也有明显差别。云计算通常都会基于数据中心的分布式来实现,云操作系统是云计算的典型特征,也是与多活的显著区别。分布式多活数据中心聚焦于业务连续性及快速响应能力,对复杂的企业级应用可以提供更好的支撑,使得IT建设更多地基于自身现有资源和能力,不盲目追求先进,体现企业数据中心的循序渐进的建设过程,强调企业对于自身IT建设的把握与未来方向的掌控,是大型企业数据中心持续稳健前行的必经之路。

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