你的服务器扛得住吗？双活数据中心初体验

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一、什么是双活数据中心 ？

双数据中心同时对外提供业务生产服务的双活模式，两个数据中心是对等的、不分主从、并可同时部署业务，可极大的提高资源的利用率和系统的工作效率、性能。

数据中心双活又分为：同城双活、异地双活。

区别：由于网速的限制，每100km所产生的数据延迟约为1ms。

二、传统主备模式

1、出于灾备目的，一般都会建设2个（或多个）数据中心，一个是主数据中心用于承担用户的业务，一个是备份数据中心用于备份主数据中心的数据、配置、业务等。

2、主备数据中心之间一般有热备、冷备、双活三种备份方式。

1. 热备：只有主数据中心承担用户的业务，备数据中心对主数据中心进行实时的备份，主数据中心挂掉以后，备数据中心可以自动接管主数据中心的业务，用户的业务不会中断，所以也感觉不到数据中心的切换。
2. 冷备：只有主数据中心承担用户的业务，备数据中心不会对主数据中心进行实时的备份，而是周期性的备份。如果主数据中心挂掉了，用户的业务就会中断。
3. 双活：主备两个数据中心都同时承担用户的业务，主备两个数据中心互为备份，并且进行实时备份。一般来说，主数据中心的负载可能会多一些，比如分担6070%的业务，备数据中心只分担40%30%的业务。

传统主备模式是一个业务只在一个数据中心运行，企业结合灾备等级需求和业务需求，在备份中心部署了大量的备份服务器，但备份中心仅为该业务提供灾备服务，只有当灾难发生、生产数据中心瘫痪时，灾备中心的业务系统才启动这些服务器，造成备份中心服务器资源浪费。

三、双活数据中心简介

1、双活数据中心优点

1. 充分利用资源，避免备用服务器常年闲置造成的资源浪费，双活数据中心的服务能力是双倍的；
2. 如果一个数据中心断了，另一个还在运行，请求可以直接全部切换到正在运行的中心，用户无感知。

2、三种主要的双活场景

（1）非对称双活

web/app层在多个站点同时提供服务，但数据库仅在单一站点提供服务，另一个为备份数据库。

（2）分应用双活

单个业务完整地运行在一个站点，在另一站点提供灾备。每个站点都同时提供部分业务的生产以及另一部分业务的灾备。

（3）对称双活

（4）混合模式

四、数据中心发展历程及趋势

五、双活数据中心面临的问题

1. 数据同步效率问题，如果同步效率达不到，会造成数据丢失；
2. 由于数据同步不及时，网络故障问题，会造成双活中心被分裂成两个独立的数据中心，用户无法判断两个中心的数据哪个是最新的，这种现象被定义为脑裂问题；

六、双活数据中心建设条件

1. 应用双活
2. 数据库双活
3. 网络双活
4. 数据双活，两边的数据能够实现独立使用

七、设计双活数据中心需要考虑的问题

1、延迟和稳定性

由于网速的限制，每100km所产生的数据延迟约为1ms，会对实际应用性能构成影响，特别是双数据中心数据交互密切的业务。

2、Quorum/ Tie-Breaker

为了解决双数据中心的脑裂问题，需要提供有效的Quorum/ Tie-Breaker方式来保证数据完整性。

注：Quorum 机制，是一种分布式系统中常用的，用来保证数据冗余和最终一致性的投票算法。

3、工作负载

如果增删改的操作比例越高，就会有越多的数据需要跨数据中心传送，不利于双活中心设计，此时要考虑双活系统可以承载的工作量阈值。

八、双活数据中心解决方案

1、传统虚拟化技术-外挂存储

（1）大体分为三部分：

1. 服务器
2. FC交换机，又叫光纤交换机，是一种用于将计算机数据存储连接到服务器的高速网络技术。
3. 存储

（2）优点

技术成熟，稳定可靠，可极大提升硬件利用率，降低运维难度及成本等。

（3）缺点

分三个部分，技术种类较多，部署难度大，需要较专业的人员运行维护。

2、超融合技术

超融合技术是指在同一套单元设备（x86服务器）中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括缓存加速、重复数据删除、在线数据压缩、备份软件、快照技术等元素，而多节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。

超融合是针对传统架构的改良换代：

• 物理融合及管理融合：超融合架构把服务器、网络及存储进行了融合，并且搭载在统一管理平台上进行维护；而传统架构则是全部分离的。
• 存储架构：超融合采用分布式存储，传统架构使用集中式存储。
• 网络：超融合使用万兆以太网，而传统架构多使用光纤交换机。
• 可靠性方面：可以看出可靠性方面，超融合架构的优势非常大，但其实这里的优势都是分布式存储本身应该具备的。
• 性能方面：超融合在性能方面的架构优势非常明显，当然代价就是消耗计算资源，所以计算资源的消耗是检验超融合专业性的一个重要因素。
• 扩展性方面：超融合的架构是扩展能力强，扩容简单快速，系统复杂度不会随扩容增加而增加。
• 部署运维方面：相对传统架构，超融合布局，维护简单，能够在一定程度上智能运维。

超融合的本质是分布式存储，是基于虚拟化的技术。
如图，超融合没有外挂存储，而是采用超融合一体机（其实就是采用分布式存储+超融合软件的机器）。

（1）超融合可分为两个部分组成：

1. 万兆以太网交换机+服务器
2. 超融合减少了FC交换机和外挂存储，但同样的，其需要万兆以太网交换机支持，其实就是把数据分成几块，存在不同的服务器上，可以类比磁盘阵列RAID，就像把n台服务器做磁盘阵列RAID一样。

​ 磁盘阵列是由很多块独立的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。

（2）优点

超融合技术是目前实现SDDC（Software Defined Data Center，软件定义数据中心）的最佳方案，SDDC通过软件来调动数据中心的资源，使得数据中心的管理摆脱定制管理硬件和解决方案，并提升了升级的灵活和速度，而且对于中小企业，超融合能大大降低数据中心建设成本。

（3）缺点

目前超融合市场中大部分超融合产品的分布式系统都采用智能散列算法将数据块充分打散，均匀的分布在所有磁盘上。这就意味着一个VM的数据可能会出现在集群中的所有磁盘上，当进行IO读写时，需要得到所有磁盘上的相关数据块的响应才算操作完成，这就造成了IO路径延长。虽然各个厂商用技术做了优化，但超融合节点达到一定程度时任然会造成如上问题（所以才说超融合目前比较适合中小企业）。

九、智能流量管理

1、互联网业务多中心并行运行 将客户端请求发送到最佳的数据中心

2、服务器状态 Cookies 追踪哪台服务器上包含有用户的Session状态

3、移动终端业务多中心并行 用于追踪当前活动的用户Session数据所归属的数据中心

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