大話資料中心雙活

2021-09-03 06:18:39 字數 3446 閱讀 9181

投資界有一句至理名言——「不要把雞蛋放在同乙個籃子裡」。說的是投資需要分解風險,以免孤注一擲失敗之後造成巨大的損失。同樣近年來自然災害的頻發為各行業的安全敲醒了警鐘,對於it系統來說如何通過災備保證系統安全及業務連續性成為廣大it人關注的問題,而雙活資料中心則是熱門的解決方案。但雙活真正能夠實現業務的零中斷嗎?在建立雙活之初,又該如何根據自己的實際情況來選擇雙活的實現方式(資料庫雙活、應用雙活、儲存雙活、網路雙活)?本文就來說一說道一道。

一、網路雙活

從網路上來看,雙活資料中心需要將同乙個網路擴充套件到多個資料中心,在資料中心間需要大二層網路連線並且實現伺服器和應用的虛擬化資料中心互聯技術。

大二層的網路技術有irf、trill、spb、evi等。irf是將多台網路裝置(成員裝置)虛擬化為一台網路裝置(虛擬裝置),並將這些裝置作為單一裝置管理和使用。

irf把多台裝置合併,簡化了管理提高了效能,但irf構建二層網路時,匯聚交換機最多是可達4臺,在二層無阻塞的前提下可接入13824臺雙網絡卡的千兆伺服器,如果客戶期望其伺服器資源池可以有效擴充到2萬台甚至更大,就需要其他技術提供更大的網路容量。

trill的全稱就是transparent interconnection of lots of links,顧名思義,其本質就是將很多條鏈路透明地組織在一起,以致於上層ip應用感覺這只是一條鏈路似的。它本質上是乙個2.5層的技術,使用最短路徑、多路徑等三層路由技術來講多條鏈路組織成為乙個大二層網路,並支援vlan、自配置、多播等二層功能。trill目前最大可以支援10核心組網,其最大能力可以無阻塞的接入27648臺雙網絡卡千兆伺服器,但trill技術目前在晶元實現上存在客觀缺陷,核心層不能支援三層終結,也就是說trill的核心層不能做閘道器裝置。必須要在核心層上再增加一層裝置來做閘道器,這導致網路結構變得複雜,管理難度增加,網路建設、運維成本都會增加。

spb的組網方案和trill基本相同(同樣可支援接入27648臺),其優勢在於能夠方便的支援vlan擴充套件功能,但同樣存在閘道器與spb核心必須分離的晶元缺陷,導致網路層次增加,管理、運維成本增加。

evi可以通過匯聚層和核心層之間的ip網路實現二層互通,所以通過evi擴充套件多個二層域的時候不需要更改佈線或是裝置,僅僅需要在匯聚裝置上啟用evi特性即可,這樣可以平滑的擴充套件二層網路的規模。其技術成熟、架構穩定,能夠支援大規模二層網路(接入規模221184),運維也簡單方便。思科的cisco otv技術與evi同理;另外,也有部分虛擬化和軟體廠商提出了軟體的l2 over l3技術解決方案。例如vxlan、nvgre,前者是由vmware和思科提出的標準(使用了l2oudp的封裝方式),後者是由hp和微軟提出的標準(使用了l2ogre封裝方式),在虛擬化層的vswitch中將二層資料封裝在udp、gre報文中,在物理網路拓撲上構建一層虛擬化網路層,從而擺脫對網路裝置層的二層、三層限制。這兩種技術的主要特點是隧道的起點和終點主要在vswitch上,而不是物理交換機上。隧道的封裝在伺服器內部的vswitch就已經打好,然後將物理網路當作大的ip背板加以穿透,大二層範圍可以跨dc。以期達到快速部署,靈活建立虛擬化網路的目的。但這些技術由於效能、擴充套件性等問題,也沒有得到廣泛的使用。

在資料中心之間建設一張虛擬的大二層網路是實現網路雙活的基礎。通過大二層網路,可以實現跨資料中心的集群、資源共享和故障探測,它是保證故障發生後到故障切換中間過程不丟包的重要手段。

另外通過負載均衡技術,可以實現流量在不同資料中心間的排程以及在單資料中心內多伺服器的負載分擔;同時,負載均衡裝置也是探測業務故障實現自動切換的關鍵實現點。

二、儲存雙活

儲存雙活使資訊能在資料中心內部以及資料中心之間共享、訪問或移動,從而將各種不同的儲存系統聯合成為單一資源。它允許地理上分離的兩個資料中心間的儲存系統同時進行資料訪問,對客戶透明,且保證了資料的可靠性和可用性。

利用跨資料中心的儲存虛擬化功能和資料映象功能,結合上層應用集群,使兩個資料中心都處於執行狀態,可同時承擔相同業務,提高資料中心的整體服務能力和系統資源利用率,並且互為生產和備份,當單資料中心故障時,業務自動切換到另一資料中心,實現rpo=0,rto≈0,解決了傳統災備中心不能承載業務和業務無法自動切換的問題。

典型的技術有ibm的svc和emc的vplex。ibm svc是乙個軟硬體整合化的產品,專業的虛擬儲存軟體執行在集群式的硬體引擎上。主機集群可通過兩邊儲存同時訪問同乙個虛擬卷,雙中心同時提供對外服務,可提高資源利用率。emc的vplex metro技術則可以將在100公里之內的兩個vplex集群連線起來,也就是會有8個vplex引擎,通過這些引擎能將兩個資料中心內最多1.6萬個虛擬儲存卷整合在一起,並且將最大響應時間控制在5ms以內,同時保證兩個資料中心中的應用都能訪問這些儲存卷。

儲存雙活是資料中心雙活的重要基礎。

三、資料庫雙活

資料庫雙活則是指兩個資料庫系統可以在相隔比較遠的情況下同時執行、支援相同的應用負載,並且在一方出現故障時能夠迅速切換到另一方(分鐘級),保證業務高可用性。比如oracle擴充套件的rac和db2的purescale技術。但資料庫的雙活前提必須是網路和儲存雙活。以oracle擴充套件的11g rac為例,其asm捲則需要在兩邊儲存做映象繫結,以保證讀寫一致。

( 注:db2 purescale 是db2的可選特性,它允許你通過「雙機(active-active)」配置將資料庫擴充套件到一組伺服器上,以便交付高水平的可用性和可伸縮性。在這種配置中,執行於各主機(或伺服器)上的 db2 副本可以同時讀取和寫入相同的資料。)

四、應用雙活

五、總結

1、各層面都要雙活才能實現資料中心的雙活

真正的雙活,要在資料中心的從上到下各個層面,都要實現雙活。儲存、伺服器、網路、資料庫、應用,各層面都要有雙活的設計,這樣才能真正意義上實現資料中心層面的雙活。

2、各個層面的整合是實現資料中心雙活的難點 

企業中的it基礎架構設施都是多年發展和積累起來的,從硬體裝置、網路、儲存、應用軟體、中介軟體到資料庫都是各種各樣的,不同層面的整合各家又都有不同的技術,在多種可能的技術選擇方案中尋求平衡和控制是比較複製的,所以整合我認為是目前實現資料中心雙活的難點,技術選型的承上啟下更是關鍵。

3、從某種程度上說,雙活資料中心可以看做是乙個雲資料中心,因為它具有雲計算所需的高可靠性、靈活性、高可用性和極高的業務連續性水平。不僅能夠滿足應用對效能、可用性的需求,而且還可以靈活動態擴充套件。

雙活資料中心離我們並不遙遠,未來隨著技術的進步,還會實現的更完美!

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