交行卡中心虛擬機(jī)災(zāi)備難點(diǎn)及措施探討

黃楠

摘要：該文在調(diào)研災(zāi)備系統(tǒng)背景及原理的基礎(chǔ)上，闡述了交行卡中心虛擬機(jī)及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，分析了目前交行卡中心虛擬機(jī)災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中的相關(guān)難點(diǎn)問(wèn)題并針對(duì)交行卡中心虛擬災(zāi)備系統(tǒng)的建立提出了在數(shù)據(jù)復(fù)制方案以及網(wǎng)絡(luò)切換方案選擇上的對(duì)策方案。

關(guān)鍵詞：災(zāi)備系統(tǒng);交行卡中心;數(shù)據(jù)復(fù)制;網(wǎng)絡(luò)切換方案;對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）14-0240-03

1 緒論

1.1 研究背景

災(zāi)備系統(tǒng)是保證企業(yè)業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為企業(yè)和用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的重要組成部分。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為更多的企業(yè)帶來(lái)業(yè)務(wù)上的發(fā)展機(jī)遇，但受限于機(jī)器設(shè)備的落后，在很大程度上影響了工作的正常運(yùn)行，常常出現(xiàn)企業(yè)相關(guān)系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象，一些企業(yè)的業(yè)務(wù)無(wú)法正常開(kāi)展而使得企業(yè)遭受了巨大的損失。目前交行卡中心有A、B、C、D四級(jí)災(zāi)備系統(tǒng)，其中A級(jí)災(zāi)備系統(tǒng)與B級(jí)災(zāi)備系統(tǒng)在災(zāi)備管理要求上一致，但是A級(jí)災(zāi)備系統(tǒng)要求在實(shí)施之前必須先按照B級(jí)和C級(jí)的管理要求實(shí)施災(zāi)備管理，在此基礎(chǔ)上為A級(jí)災(zāi)備系統(tǒng)的實(shí)施提供數(shù)據(jù)、應(yīng)用的技術(shù)信息支持。

1.2 災(zāi)備系統(tǒng)原理

多個(gè)虛擬機(jī)如果要在一臺(tái)物理服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)同時(shí)運(yùn)行需要依托虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的云平臺(tái)，依托虛擬化云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)之間的強(qiáng)耦合，同時(shí)帶來(lái)了封裝、分區(qū)及隔離等多方好處。災(zāi)備系統(tǒng)很重要的一點(diǎn)就是虛擬機(jī)備份的問(wèn)題，備份主要涉及虛擬存儲(chǔ)、虛擬機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)等兩個(gè)方面的內(nèi)容，而內(nèi)存、虛擬磁盤(pán)及其他配置信息組成了虛擬機(jī)存儲(chǔ)。

2 交行卡中心虛擬機(jī)及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

目前，交行卡中心已經(jīng)建立的虛擬機(jī)災(zāi)備系統(tǒng)當(dāng)中，包括兩個(gè)重要組成部分，虛擬機(jī)應(yīng)用部分以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)置部分。通常情況下，災(zāi)備系統(tǒng)當(dāng)中，虛擬機(jī)實(shí)際上是作為信息備份、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用操作點(diǎn)，各地區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過(guò)各個(gè)點(diǎn)位連接在一起，使得虛擬機(jī)各個(gè)點(diǎn)位有效結(jié)合在一起，成為一套有機(jī)統(tǒng)一的災(zāi)備系統(tǒng)。本文主要對(duì)交行卡中心虛擬機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)狀兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.2 交行卡中心虛擬機(jī)現(xiàn)狀

虛擬機(jī)作為計(jì)算機(jī)平臺(tái)與用戶終端之間創(chuàng)建的一種聯(lián)系紐帶，可以讓用戶帶來(lái)操作軟件，也可以模擬硬件設(shè)備的實(shí)現(xiàn)。

目前，交行卡中心的災(zāi)備系統(tǒng)使用的都是VMware虛擬機(jī)和SRM系統(tǒng)。該系統(tǒng)的總體架構(gòu)共分為4層：第一層為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，所有虛擬機(jī)都存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層中。第二層為物理機(jī)層，是所有虛擬機(jī)載體。第三層為虛擬機(jī)層，每臺(tái)虛擬機(jī)為一個(gè)單獨(dú)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。第四層為虛擬映射設(shè)備層，包括虛擬映射串口、虛擬映射USB等。

2.2 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

交行卡中心主體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分，辦公測(cè)試網(wǎng)絡(luò)區(qū)域和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域依靠管理網(wǎng)絡(luò)、虛擬機(jī)交互網(wǎng)絡(luò)和VMotion網(wǎng)絡(luò)三部分來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域之間信息數(shù)據(jù)的交互傳遞。管理網(wǎng)絡(luò)主要是為了方便部門(mén)管理人員對(duì)兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的查詢與監(jiān)管;虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)和VMotion網(wǎng)絡(luò)則是實(shí)現(xiàn)異地的信息備份與復(fù)原。交行卡中心生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的結(jié)構(gòu)設(shè)置與XX企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域核心機(jī)房的地理位置設(shè)置相類(lèi)似。在交行卡中心辦公測(cè)試網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之中，設(shè)置了辦公VCenter區(qū)域網(wǎng)絡(luò)以及測(cè)試PaaS VCenter兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，而在交行卡中心生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之中設(shè)置了生產(chǎn)VCenter、生產(chǎn)金京PaaS VCenter和生產(chǎn)富特PaaS VCenter三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。

3 災(zāi)備方案流程及設(shè)計(jì)難點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)方案流程

交行卡中心在建立整體災(zāi)備方案之前，首先要明確構(gòu)建災(zāi)備系統(tǒng)的目標(biāo)與原則;其次需要建立完善的災(zāi)備中心，需要包含同城災(zāi)備中心與異地災(zāi)備中心;接著建立起重要業(yè)務(wù)恢復(fù)災(zāi)備等級(jí);最后建立災(zāi)備系統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)。在建立網(wǎng)絡(luò)IT基礎(chǔ)架構(gòu)方面，主要包含了三項(xiàng)內(nèi)容：（1）建立良好的存儲(chǔ)系統(tǒng);（2）建立性能完善網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu);（3）建立良好的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

3.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

（1）同城、異地災(zāi)備中心的網(wǎng)絡(luò)切換

在交行卡中心災(zāi)備系統(tǒng)的建立過(guò)程中，由于不同的機(jī)房之間的網(wǎng)絡(luò)IP地址不同，因此要解決同城、異地災(zāi)備情況下進(jìn)行合適的網(wǎng)絡(luò)切換的問(wèn)題。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，往往需要考慮的因素包含了從網(wǎng)絡(luò)層、存儲(chǔ)層、主機(jī)系統(tǒng)層三個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)切換問(wèn)題。當(dāng)選擇不同的災(zāi)備方案時(shí)，具體的網(wǎng)絡(luò)切換需求也有所不同，也就是說(shuō)當(dāng)生產(chǎn)中心出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，選擇同城災(zāi)備與選擇異地災(zāi)備時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的網(wǎng)絡(luò)切換方案。

（2）不同機(jī)房的虛擬機(jī)之間的數(shù)據(jù)復(fù)制

在交行卡中心災(zāi)備系統(tǒng)正常使用的過(guò)程之中，不同的虛擬機(jī)之間的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行復(fù)制，此復(fù)制過(guò)程關(guān)系到各個(gè)站點(diǎn)機(jī)房（生產(chǎn)中心、同城災(zāi)備中心、異地災(zāi)備中心）之間的數(shù)據(jù)信息能否正常且高效地傳遞，因?yàn)椋己梅€(wěn)定的數(shù)據(jù)復(fù)制傳輸才可以有效保證虛擬機(jī)災(zāi)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行，交行卡中心現(xiàn)有的災(zāi)備系統(tǒng)中，虛擬機(jī)之間的位置關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較為復(fù)雜，因此就需要設(shè)計(jì)出完善的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程。

4 虛擬機(jī)災(zāi)備系統(tǒng)建立對(duì)策

4.1 數(shù)據(jù)復(fù)制方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施

4.1.1 通過(guò)存儲(chǔ)進(jìn)行復(fù)制

通過(guò)綜合考慮，我們選擇了通過(guò)存儲(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步復(fù)制的方案，將所有需要災(zāi)備管理的虛擬機(jī)所在的LUN通過(guò)存儲(chǔ)復(fù)制到災(zāi)備端。正常工況下，災(zāi)備端虛擬機(jī)的LUN呈現(xiàn)只讀的模式，會(huì)通過(guò)腳本的方式把所有虛擬機(jī)清單建立;非正常工況下，例如處于災(zāi)備演練狀態(tài)或者主站點(diǎn)出現(xiàn)災(zāi)難而需要進(jìn)行災(zāi)備管理的時(shí)候就需要通過(guò)腳本啟動(dòng)虛擬機(jī)。

（1）方案拓?fù)?/p>

（2）災(zāi)備流程

災(zāi)備流程主要針對(duì)非正常工況下需要進(jìn)行災(zāi)備管理的狀態(tài)，虛擬機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)從主機(jī)房切換到災(zāi)備機(jī)房，通過(guò)存儲(chǔ)復(fù)制方式，由腳本把虛擬災(zāi)備機(jī)房掛載到災(zāi)備的VCenter的清單中，然后開(kāi)啟虛擬機(jī)，再通過(guò)腳本的方式配置IP地址、網(wǎng)關(guān)和DNS，然后進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證其是否正常，最后進(jìn)行業(yè)務(wù)驗(yàn)證。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)是成本低，部署方便;缺點(diǎn)是恢復(fù)復(fù)雜，腳本套腳本，容易出錯(cuò)，耗時(shí)長(zhǎng)，RTO沒(méi)有保障。

4.1.2 通過(guò)SRM進(jìn)行復(fù)制

交行卡中心虛擬機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)SRM進(jìn)行VR復(fù)制，通過(guò)SRM進(jìn)行調(diào)度恢復(fù)，在部署SRM服務(wù)器和vCenter、ESXi和VR版本實(shí)現(xiàn)兼容的前提下當(dāng)遇到需要進(jìn)行災(zāi)備管理的情況時(shí)，故障主站點(diǎn)如果要實(shí)現(xiàn)切換到同城災(zāi)備站點(diǎn)，只需要一個(gè)按鈕，就可以按事先的設(shè)置方案進(jìn)行切換，無(wú)須人工和腳本干預(yù)，IP地址和DNS都會(huì)按事先的設(shè)置方案自動(dòng)配置。

4.1.3 方案選擇

根據(jù)前期的調(diào)研和對(duì)比，我們使用SRM站點(diǎn)恢復(fù)管理軟件的方式來(lái)做虛擬機(jī)同城災(zāi)備，因?yàn)樾枰獮?zāi)備的虛擬機(jī)有400多臺(tái)，后期可能因?yàn)橄到y(tǒng)的調(diào)整，需要做災(zāi)備的虛擬機(jī)會(huì)越來(lái)越多，怎么在滿足監(jiān)管要求的同時(shí)，做到滿足業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，做到操作便利都是需要進(jìn)行考慮的問(wèn)題。

4.2 網(wǎng)絡(luò)切換方案選擇

4.2.1 同城災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)切換

同城災(zāi)備實(shí)施全網(wǎng)切換的時(shí)候需要考慮網(wǎng)絡(luò)層、存儲(chǔ)層以及主機(jī)系統(tǒng)層三個(gè)方面的切換。

網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是當(dāng)生產(chǎn)中心網(wǎng)絡(luò)完全不可用的時(shí)候來(lái)實(shí)現(xiàn)所有分行的切換和連接。

存儲(chǔ)層：儲(chǔ)存層作為災(zāi)備中心儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的一層，當(dāng)主機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備被控制或者同步數(shù)據(jù)復(fù)制鏈路被斷開(kāi)后來(lái)進(jìn)行自動(dòng)切換。當(dāng)同步數(shù)據(jù)復(fù)制鏈路恢復(fù)后，儲(chǔ)存層中更新的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)復(fù)制回生產(chǎn)中心的存儲(chǔ)設(shè)備中。

主機(jī)系統(tǒng)層：同城災(zāi)備系統(tǒng)使用的是DNS機(jī)制，因此，主機(jī)系統(tǒng)層的應(yīng)用訪問(wèn)可以平滑的在生產(chǎn)中心和同城災(zāi)備中心間遷移，無(wú)須進(jìn)行切換。

4.2.2 異地災(zāi)備網(wǎng)絡(luò)切換

網(wǎng)絡(luò)層：當(dāng)出現(xiàn)同城災(zāi)備中心及生產(chǎn)中心網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)而無(wú)法服務(wù)時(shí)，所有的網(wǎng)點(diǎn)切換、分行及外聯(lián)都由異地災(zāi)備中心的網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行連接。

存儲(chǔ)層：異地災(zāi)備中心的主機(jī)持續(xù)進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)制（CRR）災(zāi)難恢復(fù)模式的時(shí)候，可對(duì)異地災(zāi)備中心的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。當(dāng)停止對(duì)異地災(zāi)備中心存儲(chǔ)的訪問(wèn)的時(shí)候，再將全系統(tǒng)的同步數(shù)據(jù)復(fù)制關(guān)系進(jìn)行重新恢復(fù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行回切。等數(shù)據(jù)同步完成后通過(guò)對(duì)全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)制關(guān)系進(jìn)行反轉(zhuǎn)，最后恢復(fù)到原生產(chǎn)模式。

主機(jī)系統(tǒng)層：異地災(zāi)備的實(shí)現(xiàn)通過(guò)采用DNS訪問(wèn)方案，對(duì)原有應(yīng)用服務(wù)的訪問(wèn)方式的IP地址進(jìn)行修改實(shí)現(xiàn)。

4.2.3 DNS方案設(shè)計(jì)

本次DNS為硬件設(shè)備，DNS切換總體方案采用緩存遞歸和權(quán)威分離的架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)流量精細(xì)化的控制、區(qū)域之間的邊界安全策略、滿足客戶端和服務(wù)端快速查詢的需求以及分離DMZ區(qū)用于權(quán)威域名資產(chǎn)安全的管理。

本次部署的設(shè)備總計(jì)8臺(tái)，數(shù)據(jù)中心劃分為生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、測(cè)試區(qū)。每臺(tái)DNS設(shè)備生產(chǎn)端口均雙上聯(lián)交換，綁定模式為動(dòng)態(tài)鏈路聚合，實(shí)現(xiàn)鏈路冗余。采用與負(fù)載均衡設(shè)備聯(lián)動(dòng)方式進(jìn)行部署，所有的DNS由SLB提供VS訪問(wèn)入口，所有的服務(wù)端DNS主指向本區(qū)域SLB VS地址，備指向異地中心相同區(qū)域的SLB VS地址。

5 結(jié)束語(yǔ)

在災(zāi)備方案設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)牽扯到各種各樣的虛擬化內(nèi)容，包括機(jī)房的建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計(jì)選擇、DNS方案的設(shè)計(jì)選擇、存儲(chǔ)方案的設(shè)計(jì)選擇等，這些內(nèi)容都需要虛擬化的災(zāi)備和恢復(fù)方案。筆者在本次同城災(zāi)備的研究之中從前期的準(zhǔn)備到方案調(diào)研、IP地址的變換、使用DNS方式等過(guò)程都經(jīng)過(guò)了反復(fù)的論證最終得出適合交行卡中心的方案。在關(guān)于虛擬機(jī)災(zāi)備方案的選擇之上，筆者以數(shù)據(jù)信息的復(fù)制與恢復(fù)、災(zāi)備系統(tǒng)各模塊之間的關(guān)系、建立保護(hù)組等作為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，在確定好最終網(wǎng)絡(luò)方案后對(duì)其進(jìn)一步做了實(shí)現(xiàn)。確保交行卡中心的虛擬機(jī)災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)能夠滿足監(jiān)管和實(shí)際業(yè)務(wù)的要求，當(dāng)主機(jī)房發(fā)生故障時(shí)，可以快速切換到災(zāi)備機(jī)房，為交行卡中心的同城災(zāi)備系統(tǒng)的信息化、數(shù)字化、現(xiàn)代化建設(shè)，打下了良好的基礎(chǔ)。

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