异地容灾中心建设研究

异地容灾中心系统建设研究尚慧萍王乃卫高三红北京跟踪与通信技术研究所主要内容引言系统建设考虑容灾技术分析容灾系统设计容灾系统建设结论引言(1/2)测控中心是整个航天测控系统的重要组成部分，是全系统的信息汇集、处理、运行控制和对外服务的枢纽。目前测控中心系统利用服务器双机双工技术、数据库集群技术，磁盘阵列RAID技术等，解决了单点故障的风险，使测控中心系统为航天测控任务提供持续和有效的服务。引言(2/2)测控中心信息系统部署相对集中，所有应用及数据存储大都在同一片区域，容灾备份策略主要采用的是本地备份，如果中心发生火灾、水灾或地震等自然灾害，所有数据包括备份数据都会随之破坏，中心系统将有可能较长时间陷于瘫痪，这将对载人航天、卫星导航通信、侦察监视等空间应用带来巨大负面影响。针对上述地域性灾难以及本地系统短期无法恢复的物理故障，建设一个异地容灾中心系统是十分必要的。系统建设考虑(1/3)由于测控中心运行着核心重要的应用系统，为了提高中心系统的有效性、可靠性，需要设计一个异地容灾系统来确保无论发生何种灾难都需要在最短的时间内恢复业务，并且实现最小的数据丢失。根据测控中心信息系统的需求和容灾系统对灾难的抵抗程度，参照国家标准《信息安全技术-信息系统灾难恢复规范》：5级–“实时数据传输及完整设备支持”。系统建设考虑(2/3)数据级容灾能力数据同时存放在生产中心（或称主中心）和容灾中心的存储系统中，保证数据的安全性，当本地生产系统出现不可恢复的物理故障时，容灾中心提供可用的数据。系统级容灾能力在数据容灾的基础上，增加对整个系统的备份，需要对系统的数据库、操作系统、网络等运行环境进行备份，以提供业务连续性的应用平台。系统容灾需要搭建一个同主中心相一致的运行环境。应用级容灾能力建立一个与主中心相一致（包括数据与应用的一致）的备份系统。在没有发生灾难的情况下，由主中心对外提供服务，异地地容灾中心则实时跟踪主中心的处理，同时备份主中心的相关信息，确保在灾难发生时，能将应用切换到异地容灾中心，实现主中心的功能，抵御灾难。系统建设考虑(3/3)设计原则全面性-构建集异地容灾与备份为一体的全方位的容灾备份保护方

案。可靠性-存储系统与容灾平台均要求具有高可靠性。高性能-实现数据持续保护，最大程度地保证恢复点目标（RPO）

与恢复时间目标（RTO）。可管理性-实现本地及异地可靠、统一、简易的存储备份容灾管理。前瞻性-符合行业技术潮流和发展方向，具有较长的技术寿命。可扩展性-通过模块化的扩展支持未来应用系统的变化，减少额外

投资。安全性-尽量采用国产品牌的软硬件产品。尽量减少对正常业务

系统的影响，并能够提供全面的安全体系，从生产数据

存储、备份数据和备份系统的管理都应该具有高可靠的

安全保障体系，保证数据的安全。

容灾技术分析(1/6)对容灾系统建设而言，其核心技术和难点主要在如何保证容灾中心和生产中心数据零丢失，保证数据状态的同步、保证业务功能恢复时间在可控制的范围内。容灾方案的关键在于对容灾技术的选择应用，而容灾技术的核心是实现远程数据复制。根据容灾技术应用在信息系统的不同层面，可以分为基于存储盘阵的容灾技术、基于操作系统软件的容灾技术、基于数据库的容灾技术、基于应用软件的容灾技术和基于CDP的容灾技术。容灾技术分析(2/6)基于存储盘阵的容灾技术通过磁盘阵列自身的镜像复制技术将生产系统的数据异地同步或异步复制到容灾系统，从而实现生产系统数据的容灾保护。

优点：整体架构简单容易实施，不影响现有系统架构；无需安装任何形式的代理软件，对主机性能无影响；采用数据镜像同步完全不丢失数据。缺点：设备必须采用同厂商存储设备，不支持异构存储；无法避免系统数据的逻辑错误与灾难；缺少对结构化数据的逻辑验证，无法保证一致性和完整性。代表产品：EMC、NetApp、IBM、HDS等。容灾技术分析(3/6)基于操作系统软件的容灾技术又称基于主机数据复制的容灾技术，是利用操作系统软件的镜像工具软件实现数据的复制。

优点：不用依赖底层存储平台；基于IP网络，无距离限制。缺点：占用主机CPU资源多，约为10%-30%，对主机性能影响较大；数据复制的安装实施需要在所有主机配置，当主机较多时，实施和维护复杂，维护难度大；数据复制软件有兼容性问题，适用范围有限。代表产品：LinuxLVM逻辑卷管理、Windows高级卷管理、Symantec的VVR（VeritasVolumeReplicator）、Oracle公司的AvailabilitySuite软件等。容灾技术分析(4/6)基于数据库的容灾技术是一种逻辑复制技术，如Oracle提供的DataGuard结构化数据复制软件，其容灾机制是通过解析数据库在线日志或归档日志获得数据的增量变化，再将这些变化应用到目标数据库，从而实现源库与目标库同步。

优点：不依赖底层存储平台和其它软件；对数据库的异地备份实现简便。缺点：保护的数据有限，只能保护数据库数据；对生产数据库的性能有影响；对数据库管理人员要求高，管理复杂。代表产品：Oracle的DataGuard、Quest的SharePlex等。容灾技术分析(5/6)基于应用软件的容灾技术利用消息或交易中间件软件，在应用软件层面将数据写指令分拆，既写生产系统又写容灾系统，实现一个写操作同时在多份目标上生效，一旦生产系统发生物理故障，容灾系统可以继续对外提供数据服务。优点：对生产中心和容灾中心之间的数据传输带宽要求比较低；整个系统的建设中，硬件投资少；对操作系统、数据库、存储设备等的依赖性较小，跨平台性好。缺点：增加应用软件二次开发负担；开发周期较长且难度较大。容灾技术分析(6/6)基于CDP的容灾技术技术原理是复制每笔写入数据（形成数据副本），附加时间标记，并单独存放副本，利用标记和副本，实现任意时间点的快速数据恢复。

优点：兼容性好，支持各种操作系统、数据库、主机和存储设备；对带宽要求低；持续的数据复制，支持任意时间点的快速数据恢复。缺点：本地和异地的持续数据保护，增加系统整体成本；实现本地持续数据保护，需在生产环境的旁路部署额外的硬件设备；应用切换模式实现较为复杂。。代表产品：EMCRecoveryPoint、飞康（FalconStor）、爱数（EISOO）、众志和达（SOUL）、信核等。容灾系统设计容灾系统建设结论根据测控中心信息系统的业务要求和特点，按照国家容灾标准规范的五级标准建设异地容灾中心系统。

利用CDP容灾技术，在现有中心系统的基础上建设异地容灾中心，在两地配备CDP系统，建立了分层容灾恢复体系。对本地测控中心系统的逻辑故障如数据库系统、程序错误、系统升级、病毒侵扰、人工误操作等，先本地数据保护