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異地容災(zāi)中心系統(tǒng)建設(shè)研究尚慧萍王乃衛(wèi)高三紅北京跟蹤與通信技術(shù)研究所主要內(nèi)容引言系統(tǒng)建設(shè)考慮容災(zāi)技術(shù)分析容災(zāi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)結(jié)論引言(1/2)測(cè)控中心是整個(gè)航天測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分,是全系統(tǒng)的信息匯集、處理、運(yùn)行控制和對(duì)外服務(wù)的樞紐。目前測(cè)控中心系統(tǒng)利用服務(wù)器雙機(jī)雙工技術(shù)、數(shù)據(jù)庫集群技術(shù),磁盤陣列RAID技術(shù)等,解決了單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn),使測(cè)控中心系統(tǒng)為航天測(cè)控任務(wù)提供持續(xù)和有效的服務(wù)。引言(2/2)測(cè)控中心信息系統(tǒng)部署相對(duì)集中,所有應(yīng)用及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大都在同一片區(qū)域,容災(zāi)備份策略主要采用的是本地備份,如果中心發(fā)生火災(zāi)、水災(zāi)或地震等自然災(zāi)害,所有數(shù)據(jù)包括備份數(shù)據(jù)都會(huì)隨之破壞,中心系統(tǒng)將有可能較長(zhǎng)時(shí)間陷于癱瘓,這將對(duì)載人航天、衛(wèi)星導(dǎo)航通信、偵察監(jiān)視等空間應(yīng)用帶來巨大負(fù)面影響。針對(duì)上述地域性災(zāi)難以及本地系統(tǒng)短期無法恢復(fù)的物理故障,建設(shè)一個(gè)異地容災(zāi)中心系統(tǒng)是十分必要的。系統(tǒng)建設(shè)考慮(1/3)由于測(cè)控中心運(yùn)行著核心重要的應(yīng)用系統(tǒng),為了提高中心系統(tǒng)的有效性、可靠性,需要設(shè)計(jì)一個(gè)異地容災(zāi)系統(tǒng)來確保無論發(fā)生何種災(zāi)難都需要在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù),并且實(shí)現(xiàn)最小的數(shù)據(jù)丟失。根據(jù)測(cè)控中心信息系統(tǒng)的需求和容災(zāi)系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的抵抗程度,參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《信息安全技術(shù)-信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》:5級(jí)–“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及完整設(shè)備支持”。系統(tǒng)建設(shè)考慮(2/3)數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)能力數(shù)據(jù)同時(shí)存放在生產(chǎn)中心(或稱主中心)和容災(zāi)中心的存儲(chǔ)系統(tǒng)中,保證數(shù)據(jù)的安全性,當(dāng)本地生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)不可恢復(fù)的物理故障時(shí),容災(zāi)中心提供可用的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)級(jí)容災(zāi)能力在數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)上,增加對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的備份,需要對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行備份,以提供業(yè)務(wù)連續(xù)性的應(yīng)用平臺(tái)。系統(tǒng)容災(zāi)需要搭建一個(gè)同主中心相一致的運(yùn)行環(huán)境。應(yīng)用級(jí)容災(zāi)能力建立一個(gè)與主中心相一致(包括數(shù)據(jù)與應(yīng)用的一致)的備份系統(tǒng)。在沒有發(fā)生災(zāi)難的情況下,由主中心對(duì)外提供服務(wù),異地地容災(zāi)中心則實(shí)時(shí)跟蹤主中心的處理,同時(shí)備份主中心的相關(guān)信息,確保在災(zāi)難發(fā)生時(shí),能將應(yīng)用切換到異地容災(zāi)中心,實(shí)現(xiàn)主中心的功能,抵御災(zāi)難。系統(tǒng)建設(shè)考慮(3/3)設(shè)計(jì)原則全面性-構(gòu)建集異地容災(zāi)與備份為一體的全方位的容災(zāi)備份保護(hù)方
案。可靠性-存儲(chǔ)系統(tǒng)與容災(zāi)平臺(tái)均要求具有高可靠性。高性能-實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持續(xù)保護(hù),最大程度地保證恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)(RPO)
與恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)(RTO)??晒芾硇?實(shí)現(xiàn)本地及異地可靠、統(tǒng)一、簡(jiǎn)易的存儲(chǔ)備份容災(zāi)管理。前瞻性-符合行業(yè)技術(shù)潮流和發(fā)展方向,具有較長(zhǎng)的技術(shù)壽命。可擴(kuò)展性-通過模塊化的擴(kuò)展支持未來應(yīng)用系統(tǒng)的變化,減少額外
投資。安全性-盡量采用國(guó)產(chǎn)品牌的軟硬件產(chǎn)品。盡量減少對(duì)正常業(yè)務(wù)
系統(tǒng)的影響,并能夠提供全面的安全體系,從生產(chǎn)數(shù)據(jù)
存儲(chǔ)、備份數(shù)據(jù)和備份系統(tǒng)的管理都應(yīng)該具有高可靠的
安全保障體系,保證數(shù)據(jù)的安全。
容災(zāi)技術(shù)分析(1/6)對(duì)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)而言,其核心技術(shù)和難點(diǎn)主要在如何保證容災(zāi)中心和生產(chǎn)中心數(shù)據(jù)零丟失,保證數(shù)據(jù)狀態(tài)的同步、保證業(yè)務(wù)功能恢復(fù)時(shí)間在可控制的范圍內(nèi)。容災(zāi)方案的關(guān)鍵在于對(duì)容災(zāi)技術(shù)的選擇應(yīng)用,而容災(zāi)技術(shù)的核心是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制。根據(jù)容災(zāi)技術(shù)應(yīng)用在信息系統(tǒng)的不同層面,可以分為基于存儲(chǔ)盤陣的容災(zāi)技術(shù)、基于操作系統(tǒng)軟件的容災(zāi)技術(shù)、基于數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)技術(shù)、基于應(yīng)用軟件的容災(zāi)技術(shù)和基于CDP的容災(zāi)技術(shù)。容災(zāi)技術(shù)分析(2/6)基于存儲(chǔ)盤陣的容災(zāi)技術(shù)通過磁盤陣列自身的鏡像復(fù)制技術(shù)將生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)異地同步或異步復(fù)制到容災(zāi)系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的容災(zāi)保護(hù)。
優(yōu)點(diǎn):整體架構(gòu)簡(jiǎn)單容易實(shí)施,不影響現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu);無需安裝任何形式的代理軟件,對(duì)主機(jī)性能無影響;采用數(shù)據(jù)鏡像同步完全不丟失數(shù)據(jù)。缺點(diǎn):設(shè)備必須采用同廠商存儲(chǔ)設(shè)備,不支持異構(gòu)存儲(chǔ);無法避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)的邏輯錯(cuò)誤與災(zāi)難;缺少對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的邏輯驗(yàn)證,無法保證一致性和完整性。代表產(chǎn)品:EMC、NetApp、IBM、HDS等。容災(zāi)技術(shù)分析(3/6)基于操作系統(tǒng)軟件的容災(zāi)技術(shù)又稱基于主機(jī)數(shù)據(jù)復(fù)制的容災(zāi)技術(shù),是利用操作系統(tǒng)軟件的鏡像工具軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的復(fù)制。
優(yōu)點(diǎn):不用依賴底層存儲(chǔ)平臺(tái);基于IP網(wǎng)絡(luò),無距離限制。缺點(diǎn):占用主機(jī)CPU資源多,約為10%-30%,對(duì)主機(jī)性能影響較大;數(shù)據(jù)復(fù)制的安裝實(shí)施需要在所有主機(jī)配置,當(dāng)主機(jī)較多時(shí),實(shí)施和維護(hù)復(fù)雜,維護(hù)難度大;數(shù)據(jù)復(fù)制軟件有兼容性問題,適用范圍有限。代表產(chǎn)品:LinuxLVM邏輯卷管理、Windows高級(jí)卷管理、Symantec的VVR(VeritasVolumeReplicator)、Oracle公司的AvailabilitySuite軟件等。容災(zāi)技術(shù)分析(4/6)基于數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)技術(shù)是一種邏輯復(fù)制技術(shù),如Oracle提供的DataGuard結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)復(fù)制軟件,其容災(zāi)機(jī)制是通過解析數(shù)據(jù)庫在線日志或歸檔日志獲得數(shù)據(jù)的增量變化,再將這些變化應(yīng)用到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫,從而實(shí)現(xiàn)源庫與目標(biāo)庫同步。
優(yōu)點(diǎn):不依賴底層存儲(chǔ)平臺(tái)和其它軟件;對(duì)數(shù)據(jù)庫的異地備份實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便。缺點(diǎn):保護(hù)的數(shù)據(jù)有限,只能保護(hù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù);對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的性能有影響;對(duì)數(shù)據(jù)庫管理人員要求高,管理復(fù)雜。代表產(chǎn)品:Oracle的DataGuard、Quest的SharePlex等。容災(zāi)技術(shù)分析(5/6)基于應(yīng)用軟件的容災(zāi)技術(shù)利用消息或交易中間件軟件,在應(yīng)用軟件層面將數(shù)據(jù)寫指令分拆,既寫生產(chǎn)系統(tǒng)又寫容災(zāi)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)一個(gè)寫操作同時(shí)在多份目標(biāo)上生效,一旦生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生物理故障,容災(zāi)系統(tǒng)可以繼續(xù)對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)。優(yōu)點(diǎn):對(duì)生產(chǎn)中心和容災(zāi)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求比較低;整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)中,硬件投資少;對(duì)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)設(shè)備等的依賴性較小,跨平臺(tái)性好。缺點(diǎn):增加應(yīng)用軟件二次開發(fā)負(fù)擔(dān);開發(fā)周期較長(zhǎng)且難度較大。容災(zāi)技術(shù)分析(6/6)基于CDP的容災(zāi)技術(shù)技術(shù)原理是復(fù)制每筆寫入數(shù)據(jù)(形成數(shù)據(jù)副本),附加時(shí)間標(biāo)記,并單獨(dú)存放副本,利用標(biāo)記和副本,實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)恢復(fù)。
優(yōu)點(diǎn):兼容性好,支持各種操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備;對(duì)帶寬要求低;持續(xù)的數(shù)據(jù)復(fù)制,支持任意時(shí)間點(diǎn)的快速數(shù)據(jù)恢復(fù)。缺點(diǎn):本地和異地的持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù),增加系統(tǒng)整體成本;實(shí)現(xiàn)本地持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù),需在生產(chǎn)環(huán)境的旁路部署額外的硬件設(shè)備;應(yīng)用切換模式實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。。代表產(chǎn)品:EMCRecoveryPoint、飛康(FalconStor)、愛數(shù)(EISOO)、眾志和達(dá)(SOUL)、信核等。容災(zāi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)結(jié)論根據(jù)測(cè)控中心信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求和特點(diǎn),按照國(guó)家容災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)異地容災(zāi)中心系統(tǒng)。
利用CDP容災(zāi)技術(shù),在現(xiàn)有中心系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建設(shè)異地容災(zāi)中心,在兩地配備CDP系統(tǒng),建立了分層容災(zāi)恢復(fù)體系。對(duì)本地測(cè)控中心系統(tǒng)的邏輯故障如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、程序錯(cuò)誤、系統(tǒng)升級(jí)、病毒侵?jǐn)_、人工誤操作等,先本地?cái)?shù)據(jù)保護(hù)
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