基于存储双活技术的数据中心设计和应用

时间：2024-05-04

蒋破荒

本文针对电力信息化建设安全中最核心的灾备建设的要求，提出并深入研究基于存储双活技术的数据中心相关的实质内涵和优势。应用hypermetro技术等设计构建双活容灾存储技术的数据中心。使该方案的设计和实施能够达到数据安全存储和应用容灾的效果，可以完全保证关键业务系统的完整性和可持续性。

【关键词】存储虚拟化双活数据中心容灾模式

1 研究内容及现状

数据恢复点目标 RPO=0，恢复时间目标 RTO≤10s，业务负载分布于 2 个数据中心，当出现信息灾难致其中一个存储系统发生故障时，业务连续运行没有中断，双活节点可以对这些数据进行读写，此虚拟数据同时与主备节点数据进行同步，主备节点数据可同时被读写。

2 双活关键技术

2.1 全局负载均衡技术

2.1.1 适用场景

（1）跨站点负载均衡：可以实现跨数据中心的流量分担，用户就近访问某一数据中心。

（2）客户端访问切换：当生产中心故障，可以将用户的访问流量自动切换到容灾站点，从而实现客户端访问路径的自动切换。

2.1.2 组网架构

GSLB对于DNS请求的处理流程如下（如图1）：

（1）客户端向本地DNS发起站点查询请求；

（2）当本地DNS中没有该站点对应的IP地址信息时，则转发该请求给GSLB Master；

（3）GSLB Master转发该请求给所有GSLB Slave；

（4）所有GSLB Slave反馈响应信息给GSLB Master；

（5）GSLB Master会选择最快响应的GSLB Slave（例如：Site A中的GSLB Slave），并返回应答给本地DNS；

（6）本地DNS转发GSLB Master的应答给客户端；

（7）客户端就可以访问提供服务的应用服务器了，例如：Site A中的Real Server。

2.2 存储双活技术

2.2.1 技术概述

HyperMetro特性基于两套存储阵列实现AA（Active-Active）双活，两端阵列的双活LUN数据实时同步，且双端能够同时处理应用服务器的I/O读写请求，面向应用服务器提供无差异的AA并行访问能力。当任何一台磁盘阵列故障时，业务自动无缝切换到对端存储访问，业务访问不中断。

2.2.2 组网架构

HyperMetro阵列间组网支持FC或IP网络，可以根据用户的实际网络条件配置网络。支持使用阵列直连、通过FC光纤交换机连接、通过IP交换机连接等。为了提供更好的双活性能，推荐采用FC组网。

以‘跨数据中心2节点+2节点双活组网为例，建议每个控制器节点都与对端阵列建立2条阵列间镜像链路，并对两条链路的交换机进行隔离，获得最高的链路可靠性，如图2所示。

2.2.3 技术特点

双活LUN具备相同的WWN，主机层通过多路径负载均衡将I/O下发至两台阵列上的LUN。支持与快照、远程复制兼容，轻松扩展方案。

整个存储系统架构全冗余，任意数据中心故障时，另外一个数据中心有一份存储设备和相同数据可用，最大化提高了业务连续性。

2.3 虚拟化双活技术

2.3.1 技术概述

虚拟机HA是当计算节点上的虚拟机出现故障时，系统自动将此虚拟机在其他正常的计算节点上恢复，使该虚拟机能正常使用。虚拟机在HA的过程中不可以使用。

2.3.2 组网架构

生产站点部分正在运行的主机或虚拟机发生异常（如主机下电、主机重启、虚拟机蓝屏），虚拟机优先通过DRS功能在本地冗余主机上HA。若本地冗余主机资源不足，则虚拟机通过集群内HA功能在容灾站点主机上HA。发生容灾时，虚拟机短时间内不可用（依赖于虚拟机HA时间），数据无丢失。容灾后，生产站点虚拟机仍然访问本地存储资源，容灾站点容灾虚拟机将跨站点访问生产站点的存储资源。

2.3.3 技术特点

当计算节点上的虚拟机出现故障时，系统自动将此虚拟机在其他正常的计算节点上恢复，使该虚拟机能正常使用。虚拟机在HA的过程中不可以使用。

2.4 Oracle RAC技术

2.4.1 技术概述

基于Oracle Extended RAC，构建双活数据中心来并行承担相同业务，提高数据中心的整体服务能力和系统资源利用率成为可能。在这种场景下，两个数据中心互为备份，当单数据中心故障时，业务可以能自动切换到另一数据中心，业务不中断。

2.4.2 适用场景

基于Oracle Extended RAC分布式集群技术的双活数据中心，其适用场景如下：

（1）大量的读操作，大量的客戶连接，需要较高的系统性能支撑；

（2）数据库响应能力受到硬件的束缚，试图通过Scale-Out来进行性能提升；

（3）需要防止单点故障，以保证业务连续性。

2.4.3 技术特点

基于Oracle Extended RAC的华为双活数据中心架构，在双中心距离小于100km的情况下，其事务处理能力基本无影响，且双活的特性可以支撑单数据中心故障时，业务无缝自动切换，数据零丢失。