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广域网
添加时间: 2015年07月01日 来源: 管理员 点击数:498

作为企业ICT应用的核心,数据中心承载着企业的关键业务和数据信息,为避免数据中心遭受灾难时造成的巨大损失,容灾系统建设已成为当务之急。然而,令企业CTO们头疼的是,容灾方案技术复杂度高,且种类繁多,很难区分优劣并加以选择;同时,容灾系统建设投资巨大,如何在满足业务需求的同时更加节约成本,也是CTO们要考虑的关键问题。


容灾类型的“软”和“硬”

容灾系统是指在相隔较远的异地,建立两套或多套功能相同的IT系统,互相之间可以进行健康状态监视和功能切换,当一处系统因意外(如火灾、地震等)停止工作时,整个应用系统可以切换到另一处,使得该系统功能可以继续正常工作。数据中心的容灾可分为数据级和业务级容灾。其中,数据容灾是业务容灾的基础和前提,业务容灾则关注于应用系统备份(如远程服务器集群技术),本文主要探讨数据级容灾。
所谓数据容灾,就是指建立一个异地的数据系统,该系统是本地关键应用数据的一个可用复制。在本地数据及整个应用系统出现灾难时,系统至少在异地保存有一份可用的关键业务数据。

根据数据容灾的实现方法,又可分为硬件级灾备和软件级灾备:

1)硬件级灾备(阵列级)

硬件级灾备采用基于阵列的远程复制方式,即数据通过存储阵列控制器直接在存储设备之间传输。其优势在于通过专用的阵列控制器实现硬件复制,系统稳定性高且性能优异,非常适合于关键业务和高端应用;同时无需占用主机的CPU、内存、I/O等硬件资源,具备操作系统无关性(可支持windows、Linux、Unix等各种系统主机)。
硬件级灾备的劣势是无法支持异构的存储系统,即生产中心和灾备中心必须采用相同或类似的存储阵列,存在一定的应用局限;另外,基于阵列的灾备技术门槛较高,成本也相对昂贵。
综合而言,硬件级灾备是目前最成熟、应用最广泛的灾备技术,在FC-SAN容灾系统中占据绝对的优势。


2)软件级灾备(主机级)

软件级灾备采用基于主机的复制方式,即在生产中心和灾备中心的服务器上安装专用的数据复制软件,以实现远程复制功能。软件级灾备的兼容性较好,生产中心和灾备中心可部署不同类型的存储设备和服务器;另外无需额外的硬件支持,投入成本较低,主要是软件采购成本。

软件级灾备的缺陷是复制软件运行在服务器上,需占用服务器宝贵的硬件资源,影响业务性能,增加了系统的不稳定性;同时,复制软件依赖于主机平台,目前大多数复制软件支持Windows,但对Linux和Unix支持较弱。

软件级灾备广泛应用于IP-SAN容灾系统中,而在效率和稳定性要求较高的FC-SAN领域,应用相对较少。


复制模式的“异”和“同”

灾备的实时性由数据复制模式决定,可分为同步复制和异步复制。一般而言,硬件级灾备同时可支持同步复制和异步复制,而软件级灾备只提供异步复制模式。

1)同步复制(实时灾备)

同步复制模式中,本地系统必须确认数据已成功写到异地系统,才能执行下一个 I/O 操作。同步复制可保证本地和异地的数据完全一致,达到最高的数据保护级别,尤其适合于核心和关键业务,如要求RPO/RTO接近于零的应用。
同步复制模式对网络的性能和稳定性要求较高,如高带宽和低延时,而延时又取决于距离和中间设备的协议转换时延。因此,同步复制只适用于短距离(不超过200公里)的FC-SAN灾备系统,同时须采用硬件级灾备技术。


2)异步复制(非实时容灾)

异步复制模式中,本地系统无须等待异地系统确认即可进行后续I/O处理,大幅提高了数据复制效率,但代价是异地数据和本地数据可能存在不一致。
和同步复制相比,异步复制模式大大降低了对网络性能、带宽和距离的要求。因此,不仅适用于所有的IP-SAN灾备场景,也适用于FC-SAN长距灾备场景(超过200公里)。


广域方式的“IP”和“光”

绝大部分情况下,数据中心容灾系统需要借助广域网进行互联,由于灾备的特殊性和重要性,对广域网的要求比较高:

方案分为以下主要方面:

超大容量:在数据大集中的趋势下,SAN的容量动辄数十到数百G,甚至到Tbit级别。
高扩展性:随着企业数据业务量的迅速增加,SAN的容量每年都要高速扩展;
高实时性:实时性直接影响到RPO/RTO指标,对于采用同步复制模式的容灾系统,传输的低时延尤为重要;
高可靠性:对信息化企业来说,关键业务数据的丢失是难以容忍的;
接口多样性:虽然目前FC-SAN和IP-SAN是主流存储制式,但依然存在多种协议共存的情况,如ESCON/FICON等接口类型。

数据中心容灾方案中,生产中心和灾备中心之间的广域方式主要包括两种:WDM光网络和IP WAN。

对FC-SAN系统而言,容灾距离不超过200公里时,通常使用同步复制保证实时性,广域方式推荐采用WDM光网络,不仅具备高带宽和低时延的能力,在扩展性和可靠性方面也是更优选择,但同时成本也相对昂贵;当容灾距离超过200公里时,只能采用异步复制模式,此模式对网络性能要求不高,故广域方式推荐采用更为经济的IP WAN或Internet,当然也可以从可靠性考虑来采用WDM。
如果是IP-SAN系统,一般采用异步复制模式,而且承载的业务重要性也相对较低,推荐采用IP WAN或Internet进行广域连接。