虚拟化技术在电信灾难恢复(DRP)的应用研究.doc

虚拟化技术在电信灾难恢复计划（DRP）的应用研究闻剑峰，龚德志（中国电信股份有限公司上海研究院 上海 200122）摘要：传统的灾难恢复技术由于成本昂贵、配置复杂以及可靠性不高等缺点，影响了电信在灾难恢复领域的发展。本文通过介绍如何利用虚拟化技术来解决传统灾难恢复技术应用中的局限性，阐述了虚拟化技术灾难恢复的优势。本文同时就虚拟化技术灾难恢复的方案选择、部署与执行展开论述。另外，本文结合电信业务开展的情况，重点分析虚拟化技术灾难恢复计划的应用策略、要点和建议。关键词：虚拟化；灾难恢复计划；SRM1. 引言现在计算机系统已经在电信业务经营和企业管理中得到了广泛的应用，例如，电信的CRM系统、Billing系统、服务开通等系统，在这些大型的应用系统中，如果出现意外的灾害，如断电、操作失误和硬件损坏等，将造成巨大的经济损失。因此，保证用户数据在灾难发生后的完整性与一致性是电信企业非常关注的重要问题。尽管越来越多的企业认识到灾难恢复的重要性，针对重要系统建设了容灾备份系统，但是传统的灾难恢复计划（DRP）让电信企业面临长时间宕机所带来的巨大风险，如何打造高效的灾难恢复计划仍然是一个极大的挑战。一般来说，传统的灾难恢复系统存在以下几个方面的问题：（1）难以满足恢复时间和可用性目标由于技术限制，很多灾难恢复计划都没法满足企业业务的需求，特别是停机时间的目标。大家往往专注保护几个专有的系统，对其他大量的系统，特别是x86服务器系统都不能进行有效的保护。（2）昂贵的成本传统的灾难恢复解决方案随着可用性的需求而急剧升高，许多方案都需要用户投入大量资金购买附加硬件、软件和服务，这造成了昂贵的成本需求。传统的灾难恢复方案往往需要完全复制数据中心的基础架构，这将导致成本急剧增加，同时使得利用率很低的服务器急剧扩展，从而进一步增加了系统的成本。（3）急剧增加的复杂性传统的灾难恢复计划都相当复杂，实施、管理和维护也很麻烦。管理容灾架构、维护实时更新的复杂文档、人工执行恢复流程和繁杂的测试计划都导致了极大的复杂性。（4）可靠性不高测试复杂的灾难恢复计划是很有挑战性的工作，测试的过程往往需要巨大的设备投入和人员投入。传统的解决方案都难以维护，另外，专业人员的培训和执行这些恢复计划都难以操作。真是由于缺少完整测试或者财力投入，导致灾难恢复系统可靠性不高。2. 虚拟化灾难恢复计划的特点近年来，随着虚拟化技术的发展，越来越多的研究人员将注意力集中到了如何利用虚拟化技术来解决传统灾难恢复技术的局限性，这主要是因为虚拟化技术将整个硬件环境，包括其上的操作系统、应用程序抽象为了一个或几个的文件，从而极大地简化了灾难恢复所需要进行的备份工作。在此基础上，虚拟化技术在以下四个方面降低了灾难恢复的难度。（1）加快了灾难恢复的速度，降低了停机时间。由于虚拟机状态被存储在一个或几个文件中，备份和恢复这些文件都相对容易，这极大的缩短了灾难恢复的时间（例如重新安装、重新配置操作系统的时间）；虚拟化技术可以帮助客户减少非计划停机时间，同时也可以减少计划性停机时间，最大限度降低总的停机时间。（2）不依赖硬件设备，增强了灾难恢复的可靠性由于虚拟机具有硬件无关的特点，这样的硬件无关性使得虚拟机可以在任何硬件上运行，而无须克隆相同的硬件环境，从而大大提高了灾难恢复的可靠性。（3）降低了灾难恢复所需的成本虚拟化技术使得服务整合成为可能，通过在一套硬件上运行多个虚拟机，提高了硬件利用率。一方面，这样的整合减少了数据中心的开销；另一方面，由于虚拟机的硬件无关性，我们无须克隆硬件环境，从而减少了灾难恢复的开销。（4）简化了操作流程基于虚拟化技术的灾难恢复系统，不需要维护完全一样物理硬件，降低了硬件维护的复杂性；同时通过虚拟化技术，将灾难恢复的流程自动化，降低了维护的复杂性。3. 虚拟化灾难恢复计划的选择与部署1233.1 方案选择目前，主流的虚拟化厂商对应的虚拟化灾难恢复产品分别有VMware Site Recovery Manager（以下简称SRM）以及Microsoft Hyper-V。这两个厂商的虚拟化灾难恢复解决方案都有各自的优势，笔者通过性能、管理工具、平台支持能力、迁移能力、资源管理能力、隔离和安全、服务器利用率、开通效率以及总体拥有成本等方面的比较，VMware的虚拟化灾难恢复技术解决方案胜出；并且，相对来说VMware由于其产品支持可靠、高效、廉价的灾难恢复的特点，使之成为电信企业选择虚拟化灾难恢复解决方案的首选。VMware SRM基于VMware Infrastructure（以下简称VI），其虚拟化灾难恢复技术架构图如图1所示。图1 虚拟化灾难恢复架构图在上层的管理工具中，VI提供了SRM服务。SRM是为VI提供的一款领先的灾难恢复管理和自动化解决方案。SRM可以帮助企业应对传统灾难恢复方法的各种挑战，满足他们的恢复时间目标（RTO）、恢复点目标（RPO）以及法规遵从性要求。SRM通过自动执行恢复过程来加快恢复的速度，并将灾难恢复作为VMware虚拟机基础架构管理的集成要素，从而简化灾难恢复计划的管理工作。该解决方案省去复杂的手动恢复步骤，支持无中断的恢复计划测试，确保恢复过程的安全可靠。另外，VI3也在相当程度上简化了灾难恢复计划的测试。虚拟机的使用使我们能迅速地开展灾难恢复的测试，可以在独立的网络环境中通过虚拟机镜像来搭建灾难恢复的场景，甚至同时测试多个灾难恢复的场景。一个测试良好的灾难恢复计划将更大程度地保护我们的数据和应用。3.2 部署与执行SRM可以为用户提供创建、管理和执行灾难恢复计划的主要环节。该解决方案已经集成到VMware VirtualCenter（以下简称VC）管理界面中，可以为电信企业统一管理虚拟基础架构及该架构的灾难恢复计划。SRM还集成了领先存储供应商提供的存储复制软件，可以更轻松地结合使用这些存储备份软件和VI。（1）设置恢复基础架构指导用户完成连接远程站点并连接使用的存储复制软件的操作，让用户轻松地将生产资源（包括计算资源和网络资源）映射到恢复站点上相应的资源。（2）创建恢复计划通过SRM直观的界面，协助用户创建适用于不同故障切换情况和基础架构不同部分的恢复计划。用户可以指定一些虚拟机暂停或关闭，从而释放可用资源以供恢复使用还可以指定虚拟机启动的顺序、设置用户定义的脚本自动执行，以及必要时决定暂停恢复过程的时间点。（3）测试恢复计划利用存储阵列的快照功能，在恢复站点上自动创建无中断的、隔离的测试环境，然后将虚拟机连接到用户的隔离测试网络中。它将自动执行在实际故障切换中将使用的恢复计划，并在测试结束后清除测试环境。测试结果会被保存，以便随时查看和导出。（4）自动执行故障切换管理员从VC启动恢复计划之后，SRM会自动执行恢复计划中的所有步骤，保证恢复完全按照预期执行。管理员通过VC可以看到恢复计划的执行情况，并可以随时暂停或停止执行。（5）更新和修改恢复计划随着环境的变化，用户也可以通过VC随时更新和修改恢复计划。4. 电信虚拟化灾难恢复计划的应用策略利用虚拟化灾难恢复技术，企业可以管理从生产数据中心到灾难恢复站点的故障切换；同时，还可以管理两个互为恢复站点且具有活动工作负载的站点之间的故障切换。虚拟化灾难恢复技术还可以自动执行及简化故障切换至新数据中心的过程，从而让所计划的数据中心故障切换（如数据中心迁移）变得更加顺畅。基于以上特点，在实际生产过程中，如何制订虚拟化灾难恢复的应用策略将是电信相关技术人员需要认真考虑的问题。以下就虚拟化灾难恢复计划的规划、注意要点以及实施灾难恢复计划的若干建议展开论述。112344.1 虚拟化灾难恢复计划的五步规划第一步，制定虚拟化灾难恢复计划。一个好的虚拟化灾难恢复策略将取得事半功倍的效果，因此第一步必须先制定一个好的虚拟化灾难恢复策略。比如是否考虑到需要虚拟化策略？实施虚拟化之前，电信拥有哪些资源，实施虚拟化之后，电信又需要哪些资源？实施虚拟化灾难恢复之后，电信如何来管理每天的备份、数据保护工作，如何归档已经灾难恢复的任务，这和之前的管理又有什么区别？实施虚拟化灾难恢复之后，电信打算拥有多少数据中心，每个数据中心都肩负什么功能？毫无疑问的是虚拟化灾难恢复计划能够带来降低管理复杂性、降低成本，但是决定何时实施虚拟化灾难恢复计划是一个关键因素，而且也非常困难。因为，评估电信当前和灾难恢复相关的业务就显得尤为重要。在实施虚拟化灾难恢复计划之前，灾难恢复系统可能处于一种分散、难于管理的状态；虚拟化之后，存储管理人员可以把多个灾难恢复系统整合到一个网络环境中去，并且通过一个统一的方式去管理整个网络环境。许多电信的关键业务如何去面对这个新的虚拟化灾难恢复环境是需要管理人员去认真考虑的。第二步，将业务系统进行合理分类规划。电信数据中心的业务系统都是非常重要和关键的，根据他们的关键程度来分类数据是比较困难的；但是，电信在实施虚拟化灾难恢复计划的时候就需要考虑什么样的系统、什么样的数据、多少数据是可以承受丢失的，因此对电信业务系统进行合理分类规划是非常重要和必要的。合理的分类能够让电信虚拟化灾难恢复计划效率更高，而且也更加方便和快捷的进行管理。第三步，了解数据生命周期。虚拟化灾难恢复在针对数据周期的优化策略方面，具有非常大的优势。通过虚拟化灾难恢复计划，管理人员可以将所有不同的业务以及它们相关的系统通过集中的虚拟化灾难恢复的方式进行统一管理，而这就非常方便管理员来实现电信业务从一个系统到另一个系统的迁移。具体对于管理人员的要求就是需要对数据的生命周期作比较深入的了解，必须清楚的知道，什么时候该去归档了、什么时候该去灾难恢复了？第四步，规划好虚拟化灾难恢复的服务级别。灾难恢复可用性、灾难恢复响应时间等服务级别成为部署虚拟化灾难恢复的基础。虚拟化灾难恢复可以平衡不同级别的灾难恢复的服务、降低不同层次的灾难恢复的复杂性，并且提高灾难恢复的可管理性。决定电信虚拟化灾难恢复的成本往往不是灾难恢复系统的硬件，而是虚拟化灾难恢复平台和解决方案的选择，而对电信虚拟化灾难恢复的服务级别的规划则决定了虚拟化灾难恢复平台和解决方案的选择。因此规划好电信虚拟化灾难恢复的服务级别对于实施虚拟化灾难恢复计划是非常重要的。第五步，考虑虚拟化灾难恢复的安全性。虚拟化灾难恢复系统能提供集约化和安全的计算环境，它能保证敏感数据的机密性，因为服务器系统能够将数据从加密映像中导入自己的虚拟化环境。安全性是电信在实施虚拟化灾难恢复计划中需要重点考虑的问题，因此我们在部署虚拟化灾难恢复环境的时候就应该更加仔细的考虑这个因素。4.2 实施虚拟化灾难恢复计划的注意要点通过对电信数据中心灾难恢复建设的调研，结合电信灾难恢复业务开展的实际情况，笔者认为电信成功实施虚拟化灾难恢复计划需要关注以下几个要点：（1）虚拟化灾难恢复系统的兼容性要强，服务器和客户端必须能够支持使用广泛的操作系统平台，支持各种流行的数据库系统和文件系统的备份和恢复，并且支持各种类型和接口的存储设备，具备广泛的兼容性，满足各种类型的企业客户系统的需求。（2）虚拟化灾难恢复系统的操作务必简单，可以通过统一的图形界面对备份设备、备份介质和备份/恢复任务进行集中管理，并能统一定义管理备份策略和恢复策略，以适应不同层次企业客户的需求，降低整个系统的复杂度。（3）虚拟化灾难恢复系统的功能必须要完善，系统必须能够进行完整的数据备份/异地容灾和数据恢复，实现数据库系统和文件系统的在线备份。4.3 电信实施虚拟化灾难恢复计划的若干建议（1）首先，电信实施能够跨越虚拟环境、服务器、应用程序和数据库的全面数据保护解决方案，以在出现灾难时快速恢复重要数据和系统。（2）此外，电信对管理物理和虚拟环境的管理工具进行有效的整合，这样有助于减少所需工具的数量，降低管理的复杂性。（3）另外，电信应该注重实施自动化的虚拟化灾难恢复解决方案，以最大限度地减少人为参与并纠正灾难恢复计划中的其他不足之处，从而减少停机时间。（4）最后，电信要尽可能的选择具备完整的测试工具的虚拟化灾难恢复解决方案，并且这些测试工具能够最大限度减少测试对业务产生的影响，这样企业可以在不影响业务流程情况下进行测试。5. 结束语电信在引入虚拟化灾难恢复计划之后，可以将灾难恢复系统扩展到更大的范围，从只保护关键业务扩展到重要业务应用领域，让灾难恢复保护的系统更为全面；同时，还可以缩短恢复时间并使恢复流程更加可靠。参考文献:1 金海. 计算机系统虚拟化-原理与应用. 北京: 清华大学出版社, 20082 鲁松. 计算机虚拟化技术及应用. 北京: 机械工业出版社, 2008Application Research on Virtualization of DRP for TelecommunicationWen Jianfeng, Gong Dezhi(Shanghai Research Institute of China Telecomm Corporation Limited, Shanghai 200122, China)Abstract As a result of expensive, complex and high reliability, traditional disaster recovery technology affect the field of telecommunications in