虚拟化技术在容灾系统中的应用

小型微型计算机系统Journa l o f Ch i nese C om puter Sy ste m s 2010年10月第10期

V o l 31N o .102010

收稿日期:2009 07 16 收修改稿日期:2009 12 30 基金项目:国家 九七三 重点基础研究发展计划项目(2007C B310903,2007CB 311107)资助. 作者简介:刘其成,男,1970年生,博士,副教授,研究方向为并行和分布式计算,计算系统虚拟化;郑纬民,男,1946年生,教授,博士生导师,研究方向为高性能计算,网格;陈 康,男,1976年生,博士,讲师,研究方向为分布与并行计算,操作系统,虚拟化.

虚拟化技术在容灾系统中的应用

刘其成

1,2

,郑纬民1,陈 康

1

1(清华大学计算机科学与技术系,北京100084)2

(烟台大学计算机学院,山东烟台264005)

E m ai:l y tliuqc @

摘 要:对容灾系统进行分级与评价,讨论虚拟化技术实现方式与体系结构,研究基于虚拟化技术的实时迁移在容灾系统中应用,并运用VM w are 实现石油勘探数据处理系统容灾的方法.

关键词:容灾;虚拟化;迁移;VM w are VM o ti on

中图分类号:T P311 文献标识码:A 文章编号:1000 1220(2010)10 1954 05

Research on D isaster Recovery Syste m Based onM igration of V irtualM achine

L I U Q i cheng 1,2,ZHENG W ei m i n 1,CHEN K ang 1

1(D epart m ent of Sci ence and Techno l ogy,Tsi nghua Un i versity,Beijing 100084,Ch i na )2

(Schoo l of Scie n ce and Tec hno l o gy,Yan tai Un i versity,Yan t a i 264005,C h i na )

Abstrac t :T he g rad i ng and ev alua ti on o f d isast e r reco very s y ste m is desc ri bed ,t he i m ple m enta tion and arch itecture o f v irtua li za tion techno l og y is d iscussed ,the app licati on o f rea l ti m e m i g rati o n based on v irtua li za tion techno l o gy i n disa ster reco very sy ste m,and the m e t hod t o ach i ev e real ti m e v irtua lm ach i ne m i g ra ti on usi ng VM w are VM o tion techno l o gy is st udied .K ey word s :dis a ster recov ery;v i r t ua lm achi ne ;m ig ra tion ;VM w are VM o tion

1 引 言

容灾系统是在各种灾难损害发生后,仍然能够最大限度地保障提供正常应用服务的计算机信息系统.在发生灾难时,为了能够保证业务的连续性,必须能够实现系统透明的迁移.传统方案有磁盘镜像、数据库复制、操作系统级同步等,这些方案会影响主系统的生产性能.本文研究基于虚拟化技术的容灾系统,能够实现几乎零停机实时迁移,从而最大程度地降低任何由系统故障等灾难性事件带来的威胁.

2 容灾系统的分级与评价

容灾系统一般是以数据丢失量和数据恢复时间作为标准进行评价的,所公认的评价标准是RPO (R ecov ery Po i nt O b jecti v e)和R TO (R ecov ery T i m e O b jecti v e)[1].RPO 是指数据恢复点目标,代表了当灾难发生时允许丢失的数据量.RTO 是指恢复时间目标,主要指的是所能容忍的业务停止服务的最长时间,也就是从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期.R PO 与RTO 越小,系统的可用性就越高,当然用户需要的投资也越大.对于不同企业的同一种业务,RPO 和RTO 的需求也会有所不同.因此,应当根据项目资金的投入,业务特点与业务性质,确定恰当的R PO 和RTO 目标.

为了便于描述和量化分析各种不同的灾难恢复方法和技

术,工程上通常将不同的容灾恢复方法和技术进行分层.分层提供了一种方法,用来定义当前的服务级别、当前的风险,以及期望的目标服务级别和目标环境.最有影响的分层标准是由Share U ser G ro up 和I BM 公司联合制定的标准[1].它将灾难恢复分为7层,定义了每层的恢复时间目标和恢复点目标,以及采用的相关技术,投资情况.第0层不提供远离节点的数据备份,也就是没有备份措施,事实上并不具有灾难恢复的能力.第1层在平时备份所需要的信息并将它运送到异地保存,典型的恢复时间超过一周.第2层在第1层的基础上增加了备份节点基础设施,备份节点拥有足够的硬件、备份数据和网络连接设备,当主数据中心破坏时可切换用于支持关键应用,典型的恢复时间超过一天.第3层在第2层的基础上,要求备份节点保持运行状态,并定时电子传送一部分关键数据,典型的恢复时间为一天.第4层要求对恢复节点的数据提供管理,要求地理上分开的两个站点同时处于工作状态并相互管理彼此的备份数据,典型的恢复时间在一天内.第5层在第4层的基础上,要求对一部分数据采用两阶段提交协议,这样保证了任何一项事务在被接受以前,两个站点间的数据都必须同时被更新.还要求系统具有负载平衡和转移的能力,典型的恢复时间低于12小时.第6层要求所有的数据都将在本地和远程数据库之间同步更新,当发生灾难事件时,备援站点能通过网络侦测故障并立即自动切换,负担起关键应用.从成本的角度来说,随着灾难恢复层次的递增,相应的投资也递增.