異地容災中心系統建設研究尚慧萍王乃衛高三紅北京跟蹤與通信技術研究所主要內容引言系統建設考慮容災技術分析容災系統設計容災系統建設結論引言(1/2)測控中心是整個航天測控系統的重要組成部分，是全系統的信息匯集、處理、運行控制和對外服務的樞紐。目前測控中心系統利用服務器雙機雙工技術、數據庫集群技術，磁盤陣列RAID技術等，解決了單點故障的風險，使測控中心系統為航天測控任務提供持續和有效的服務。引言(2/2)測控中心信息系統部署相對集中，所有應用及數據存儲大都在同一片區域，容災備份策略主要采用的是本地備份，如果中心發生火災、水災或地震等自然災害，所有數據包括備份數據都會隨之破壞，中心系統將有可能較長時間陷于癱瘓，這將對載人航天、衛星導航通信、偵察監視等空間應用帶來巨大負面影響。針對上述地域性災難以及本地系統短期無法恢復的物理故障，建設一個異地容災中心系統是十分必要的。系統建設考慮(1/3)由于測控中心運行著核心重要的應用系統，為了提高中心系統的有效性、可靠性，需要設計一個異地容災系統來確保無論發生何種災難都需要在最短的時間內恢復業務，并且實現最小的數據丟失。根據測控中心信息系統的需求和容災系統對災難的抵抗程度，參照國家標準《信息安全技術-信息系統災難恢復規范》：5級–“實時數據傳輸及完整設備支持”。系統建設考慮(2/3)數據級容災能力數據同時存放在生產中心（或稱主中心）和容災中心的存儲系統中，保證數據的安全性，當本地生產系統出現不可恢復的物理故障時，容災中心提供可用的數據。系統級容災能力在數據容災的基礎上，增加對整個系統的備份，需要對系統的數據庫、操作系統、網絡等運行環境進行備份，以提供業務連續性的應用平臺。系統容災需要搭建一個同主中心相一致的運行環境。應用級容災能力建立一個與主中心相一致（包括數據與應用的一致）的備份系統。在沒有發生災難的情況下，由主中心對外提供服務，異地地容災中心則實時跟蹤主中心的處理，同時備份主中心的相關信息，確保在災難發生時，能將應用切換到異地容災中心，實現主中心的功能，抵御災難。系統建設考慮(3/3)設計原則全面性-構建集異地容災與備份為一體的全方位的容災備份保護方

案。可靠性-存儲系統與容災平臺均要求具有高可靠性。高性能-實現數據持續保護，最大程度地保證恢復點目標（RPO）

與恢復時間目標（RTO）。可管理性-實現本地及異地可靠、統一、簡易的存儲備份容災管理。前瞻性-符合行業技術潮流和發展方向，具有較長的技術壽命。可擴展性-通過模塊化的擴展支持未來應用系統的變化，減少額外

投資。安全性-盡量采用國產品牌的軟硬件產品。盡量減少對正常業務

系統的影響，并能夠提供全面的安全體系，從生產數據

存儲、備份數據和備份系統的管理都應該具有高可靠的

安全保障體系，保證數據的安全。

容災技術分析(1/6)對容災系統建設而言，其核心技術和難點主要在如何保證容災中心和生產中心數據零丟失，保證數據狀態的同步、保證業務功能恢復時間在可控制的范圍內。容災方案的關鍵在于對容災技術的選擇應用，而容災技術的核心是實現遠程數據復制。根據容災技術應用在信息系統的不同層面，可以分為基于存儲盤陣的容災技術、基于操作系統軟件的容災技術、基于數據庫的容災技術、基于應用軟件的容災技術和基于CDP的容災技術。容災技術分析(2/6)基于存儲盤陣的容災技術通過磁盤陣列自身的鏡像復制技術將生產系統的數據異地同步或異步復制到容災系統，從而實現生產系統數據的容災保護。

優點：整體架構簡單容易實施，不影響現有系統架構；無需安裝任何形式的代理軟件，對主機性能無影響；采用數據鏡像同步完全不丟失數據。缺點：設備必須采用同廠商存儲設備，不支持異構存儲；無法避免系統數據的邏輯錯誤與災難；缺少對結構化數據的邏輯驗證，無法保證一致性和完整性。代表產品：EMC、NetApp、IBM、HDS等。容災技術分析(3/6)基于操作系統軟件的容災技術又稱基于主機數據復制的容災技術，是利用操作系統軟件的鏡像工具軟件實現數據的復制。

優點：不用依賴底層存儲平臺；基于IP網絡，無距離限制。缺點：占用主機CPU資源多，約為10%-30%，對主機性能影響較大；數據復制的安裝實施需要在所有主機配置，當主機較多時，實施和維護復雜，維護難度大；數據復制軟件有兼容性問題，適用范圍有限。代表產品：LinuxLVM邏輯卷管理、Windows高級卷管理、Symantec的VVR（VeritasVolumeReplicator）、Oracle公司的AvailabilitySuite軟件等。容災技術分析(4/6)基于數據庫的容災技術是一種邏輯復制技術，如Oracle提供的DataGuard結構化數據復制軟件，其容災機制是通過解析數據庫在線日志或歸檔日志獲得數據的增量變化，再將這些變化應用到目標數據庫，從而實現源庫與目標庫同步。

優點：不依賴底層存儲平臺和其它軟件；對數據庫的異地備份實現簡便。缺點：保護的數據有限，只能保護數據庫數據；對生產數據庫的性能有影響；對數據庫管理人員要求高，管理復雜。代表產品：Oracle的DataGuard、Quest的SharePlex等。容災技術分析(5/6)基于應用軟件的容災技術利用消息或交易中間件軟件，在應用軟件層面將數據寫指令分拆，既寫生產系統又寫容災系統，實現一個寫操作同時在多份目標上生效，一旦生產系統發生物理故障，容災系統可以繼續對外提供數據服務。優點：對生產中心和容災中心之間的數據傳輸帶寬要求比較低；整個系統的建設中，硬件投資少；對操作系統、數據庫、存儲設備等的依賴性較小，跨平臺性好。缺點：增加應用軟件二次開發負擔；開發周期較長且難度較大。容災技術分析(6/6)基于CDP的容災技術技術原理是復制每筆寫入數據（形成數據副本），附加時間標記，并單獨存放副本，利用標記和副本，實現任意時間點的快速數據恢復。

優點：兼容性好，支持各種操作系統、數據庫、主機和存儲設備；對帶寬要求低；持續的數據復制，支持任意時間點的快速數據恢復。缺點：本地和異地的持續數據保護，增加系統整體成本；實現本地持續數據保護，需在生產環境的旁路部署額外的硬件設備；應用切換模式實現較為復雜。。代表產品：EMCRecoveryPoint、飛康（FalconStor）、愛數（EISOO）、眾志和達（SOUL）、信核等。容災系統設計容災系統建設結論根據測控中心信息系統的業務要求和特點，按照國家容災標準規范的五級標準建設異地容災中心系統。

利用CDP容災技術，在現有中心系統的基礎上建設異地容災中心，在兩地配備CDP系統，建立了分層容災恢復體系。對本地測控中心系統的邏輯故障如數據庫系統、程序錯誤、系統升級、病毒侵擾、人工誤操作等，先本地數據保護