基于虚拟化平台构建双活云数据中心

1、基于虚拟化平台构建双活云数据中心Agenda软件定义的数据中心：网络虚拟化的作用双活和多活数据中心：历史和变迁NSX对双活和多活数据中心的作用异地虚拟化数据中心容灾方案存储分布式双活技术2软件定义的数据中心：网络虚拟化的作用计算存储网络企业应用企业数据中心4计算存储网络企业应用企业IT数据中心虚拟化层计算存储网络企业应用企业IT数据中心虚拟化层虚拟机的操作模式可以推广到整个数据中心可编程化的创建快照移动删除恢复5网络虚拟化位于软件定义数据中心的核心池化的网络、存储、计算vSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHyper

2、visorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisor虚拟化层不中断业务的部署6vSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisorvSwitchHypervisor池化的网络、存储、计算虚拟化层“网络虚拟化”虚拟数据中心不中断业务的部署7网络虚拟化位于软件定义数据中心的核心跨vCenter的NSX逻辑网络和安全8本VC

3、属性本VC属性本VC属性vCenter & NSX Manager A全局配置(通过NSX界面或API)全局配置同步全局控制集群主从vCenter & NSX Manager BvCenter & NSX Manager H从全局逻辑交换机全局分布式逻辑路由器全局分布式防火墙全局同步服务双活和多活数据中心：历史和变迁保障业务连续性的三种主要场景10同城双活异地灾备两地三中心更高的业务持续可用性更高的资源利用率更加敏捷的业务部署和自动化多数据中心架构演进趋势11高可用性业务敏捷性单生产中心，同城/异地进行系统及数据备份持续高可用业务连续性提升资源效率业务连续性业务动态、弹性和敏捷性业务部署自动化

4、自服务生产/灾备双活/多活中心基于云计算分布式虚拟化数据中心三种主要的双活场景的定义12双活场景场景界定条件要求非对称双活web/app层在多个站点同时提供服务，但数据库仅在单一站点提供服务CDN/GTM+LTM数据库在主备站点之间有复制服务分应用双活单个业务完整地运行在一个站点，在另一站点提供灾备。每个站点都同时提供部分业务的生产，以及另一部分业务的灾备。主备站点间有数据复制服务，包括对所有虚机存储的复制。对称双活业务或用户分配到两个数据中心，每个数据中心都有自己的应用集群对外服务，跨中心建立共用数据库。平时所有的中心均承载业务，实现资源最大利用，出现灾难时，正常的生产数据中心接管故障中心承

5、载的业务。CDN/GTM+LTM有裸光纤及DWDM存储双活数据库双活Active/Active 应用服务器层Active/Standby数据库层Active/Active Web 层非对称双活双生产中心均提供web层和app层服务数据库服务只在其中一个中心提供通过数据复制技术将数据复制到对方出现灾难时，根据需要分层切换，或全部切换到另一中心。生产数据中心1 生产数据中心1 生产数据中心2生产数据中心2ClientsWebAppDBWebAppDB应用A访问应用A访问生产数据中心1 生产数据中心1 生产数据中心2生产数据中心2双生产中心均需要完成生产业务通过数据复制技术将数据复制到对方通过业务模

6、块或用户的方式将业务分配到不同的中心平时主要的处理能力均分配给生产应用系统使用出现灾难时，根据需要接管的方式，动态调度资源给备份系统使用应用B备份系统应用A备份系统应用B应用A访问应用B访问Clients分应用双活应用A生产数据中心1 生产数据中心1 生产数据中心2生产数据中心2应用B应用A应用A应用BClients对称双活双生产中心均需要完成生产业务通过双活存储进行数据复制，在两边提供无差别的存储服务通过业务模块或用户的方式将业务分配到不同的中心平时主要的处理能力均分配给生产应用系统使用出现灾难时，根据需要接管的方式，动态调度资源给关键应用使用应用A访问应用B访问应用A访问应用B访问混合模式

7、大型数据中心中，允许这三种模式的混合应用不同的应用，可以采用不同的双活模式；或者部分应用双活，另外的应用采用灾备。综合应用上述组合，为不同级别的应用，提供不同级别的保障。生产数据中心1 生产数据中心1 生产数据中心2生产数据中心2应用C备份系统应用B备份系统应用C应用B访问应用C访问Clients应用B应用AWebAppDB应用AWebAppDB应用A访问应用A访问应用D应用D应用D访问应用D访问NSX对双活和多活数据中心的作用基于NSX延伸集群的双活数据中心双活存储Datastore 1Datastore 1vCenterServerL3 NetworkSite ASite BVM1VM2V

8、M3逻辑交换机 A172.16.10.0/24VM4VM5逻辑交换机 B172.16.20.0/24分布式逻辑路由器Site A NSX 边界服务网关Uplink Net ASite B NSX 边界服务网关Uplink Net BLocale ID: Site-ALocale ID: Site-B基于跨VC和NSX多站点的数据中心设计19全局分布式逻辑路由器主控制虚机E1VC A with NSX Manager (主)带Locale ID的路由更新Site A物理路由器Universal Transit VXLAN Uplink ASite ANSX边界服务网关VC B with NSX

9、Manager (从)带LocaleID的路由更新PeeringOSPF, BGPE8E1Site B物理路由器Universal Transit VXLAN Uplink BE8从控制虚机PeeringOSPF, BGP带Locale ID的路由更新带LocaleID的路由更新UCC全局逻辑交换机Site BNSX边界服务网关异地虚拟化数据中心容灾方案43% 的企业在经历灾难后无法继续运营， 29% 的企业在2年内倒闭(McGladrey and Pullen)93% 的企业在数据中心停运10天以上之后的1年内倒闭 (National Archives & Records Administr

10、ation)对企业而言，灾难意味着可能永远出局地震雪灾海啸洪水飓风火灾 VMware虚拟化容灾平台 Site Recovery Manager StorageServersVMware vSpherevCenter ServerSite Recovery ManagerVirtual MachinesSite Recovery Manager管理恢复计划 (Recovery Plans)自动化故障转移(Failover)与灾后恢复(Failback) 与vCenter以及各种复制技术紧密集成基于存储的复制功能 (第三方)由复制软件/磁盘阵列供应商提供 由各供应商开发、认证、支持的复制适配器vS

11、phere ReplicationvSphere核心代码的一部分支持跨群集/跨vCenter复制虚拟机可选的复制功能生产与灾备中心同时需要部署以下组件容灾平台的基石 数据复制复制方案提供商成本管理性能VMware软件复制方案 vSphere ReplicationVMware支持低端存储无需额外的复制软件许可 虚拟机的颗粒度更易管理 直接在vCenter中管理 最小5分钟RPOs扩展到500个虚拟机文件基本的一致性 影响的功能： automated failback, FT, linked clones, physical RDM基于存储的复制方案 Storage-based Replicat

12、ion高端存储复制 额外的复制软件费用 以LUN为最小复制单位 需要与存储团队配合 同步复制 大数据量 基于VR的SRM切换基于存储的SRM切换ApplicationApplicationApplicationApplicationApplication数据中心 2Tier 1 关键业务系统ApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplication

13、ApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApp

14、licationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationTier 2 与 Tier 3 应用ApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicatio

15、nApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplicationApplication数据中心 1Tier 1 关键业务系统2:46 p.m.45英里以外的海域发生地震2:57 p.m.IT 部门紧急反应3:55 p.m.海啸来袭！2:49 p.m.发布海啸警报Tier 2 与 Tier 3 应用26异地业务级容灾示例存储分布式双活技术业界存储集群技术存储数据同步与镜像(存储高可用技术)主机磁盘卷镜像技术： AIX/ASM LVM、Symantec Storage Foundation卷镜像基于虚拟化卷

16、镜像技术： IBM SVC、EMC VPLEX Metro基于存储同步复制技术：VMware vSAN Stretched ClusterHDS High Availability Manager(简称“HAM”)IBM HyperSwap/Open HyperSwap29Site AActiveSite BActivevSphere + VSAN Stretched ClusterHDDSSDHDDSSDHDDSSDHDDSSDHDDSSDHDDSSDwitnessvESXiapplianceVSAN的延伸集群，还需要Witness节点，这个节点只存放元数据，不存储业务数据，它的作用是和两个

17、站点建立心跳机制，当其中一个站点故障或站点间发生网络分区的时候，Witness可以判断出发生了什么，并决策如何确保可用性。VMware已经准备好了特殊的Witness虚拟设备 (witness appliance)，实际上就是装有ESXi的虚机。VSAN支持存储双活 (Stretched Cluster)New in 6.1VSAN Stretch Cluster30Site ASite BvSphere + VSAN Stretched ClusterHDDSSDHDDSSDHDDSSDHDDSSDHDDSSDHDDSSD10/20/40 gbpsActiveActiveL2 with Mu

18、lticast200 ms RTT over 100 mbpsL3 no multicastFault Domain AFault Domain CFault Domain B200 ms RTT over 100 mbpsL3 no multicastwitnessvESXiapplianceWitness的节点与其他两个站点之间的延时可以在100ms以内（RTT5 min RPOsite avSphere + VSAN Stretched Cluster10/20/40 gbpsActiveActivesite b=200 ms RTT over 100 mbpsL3 no multicast=200 ms RTT over 100 mbpsL3 no multicastL2 with Multicastsite xvSphere + VSAN VRDRvCente