灾备建设中的数据同步技术应用及选型方案

文/赵明

1 前言

随着我国信息技术及互联网技术的蓬勃发展，其应用领域已深入到人民生活的各个场景，从工作办公、餐饮娱乐，到金融理财、民生医疗等等，应用场景无处不在，人民生活已进入线上时代，在享受信息及互联网带来的便捷与高效的同时，信息系统的业务连续性便显得至关重要。

十九大对互联网安全、信息安全、金融安全都提出了明确的要求，而业务连续性则是其中的重要一环，若服务中断，或发生中断后长时间无法恢复，那将对人民生活造成重大影响，甚至会造成国有资产流失、社会事件等严重影响。

目前我国对重点信息系统的业务连续性都有明确要求，通过灾备、双活等容灾技术的应用，降低RTO、RPO，使重要信息系统能够提供稳定的服务，在发生突发状况情况能能够迅速应对并恢复，已成为当务之需。而通过数据同步技术实现的灾备、双活容灾，则是其有效途径。

2 容灾分类及容灾能力

当今信息系统对于业务连续性的高标准、高要求，使得在系统进行设计时，就要把容灾设计考虑在内，从而提高系统灾难应对及恢复能力，使提供的服务更加稳定可靠，本章节从灾备等级上对当前主要容灾技术进行划分，并对相关概念进行描述。

从信息系统的容灾等级对其进行划分，粗略可以分为灾备模式和双活模式，同时又根据地域的不同可分为同城和异地两大类，其中灾备又可细分为数据级灾备和应用级灾备，双活又衍生出多活。

表2：容灾技术分类及对比

下面我们将对主流容灾模式进行详细说明，在此之前我们先要理解容灾能力指标，即RTO、RPO的概念。

RTO（Recovery Time Objective)恢复时间目标，指在故障或灾难发生之后，一台电脑、系统、网络或应用停止工作的最高可承受时间。该参数定义了最大可容忍时限，必须在此时限内恢复数据。RTO是反映系统业务恢复的及时性指标，表示业务从中断到恢复正常所需的时间，RTO数值越小，代表容灾系统的数据恢复能力越强

RPO（Recovery Point Object)恢复点目标，指一个过去的时间点，当灾难或紧急事件发生时，数据可以恢复到的时间点，是业务系统所能容忍的数据丢失量。RPO指标主要反映了业务连续性管理体系下备用数据的有效性，即RPO取值越小，表示系统对数据完整性的保证能力越强。

RTO和RPO指标并不是孤立的，而是从不同角度来反映数据中心的容灾能力

同城：灾备模式生产端与灾备端，双活模式不同服务器集群位于同一城市，或相距距离小于相关文件规定的最大距离。

异地：灾备模式生产端与灾备端，双活模式不同服务器集群位于不同城市，且相距距离大于相关文件规定的最小距离。

数据级灾备：建立数据级灾难备份机制，保证生产端关键或全部数据及时复制至灾备端，在发生灾难时提供可用的恢复数据，降低由于灾难造成的数据丢失、损坏所带来的损失。

表3：数据库同步技术对比

表4：容灾技术方案选型对应关系表

应用级灾备：在数据级灾备基础上，同时搭建生产业务系统的备份环境，且保证数据实时同步，在发生灾难时，能够随时接管生产系统业务。

双活：生产端和灾备端同时运行，同时提供服务，可根据资源配置情况，使资源更充足的一端承担更大业务压力。

多活：在双活基础上，增加生产节点，可同时对外提供服务。

各容灾模式对于RTO，RPO的要求如表1所示。

3 数据同步技术

3.1 技术分类

数据同步技术是实现灾备模式容灾、双活模式容灾的根本，本章将对其原理、成熟度、成本等进行描述及对比。数据同步技术可以分为基存储系统数据复制、基于操作系统层数据复制、基于应用程序层数据复制三大类，下面将从基本原理、平台要求、复制性能、资源占用、技术成熟度、投入成本对其进行对比，并列举典型软件产品进。如表2所示。

3.2 数据库复制技术

以上技术中，基于应用程序层的数据库复制技术，由于其成本低、灵活度高、同步性能较高等特点，在市场上应用较为广泛，本节将对其内容进行细化。

数据库复制技术按照传输内容可以分为两类：

传输日志文件类：传输整个日志文件到目标端进行应用。

传输变化数据类：解析日志后得到变化的数据，传输到目标端进行应用。

日志复制技术：

传输日志，同构，配置简单，支持计划内及计划外停机；备机只读，带宽要求高，不记录日志的操作不进行复制；需先将源数据先通过备份恢复或者其他方式手工传输到目标端；有数据类型限制，主机需启动归档日志模式；通常用作同构软件的同城高可用解决方案。

变化数据复制技术：

以交易为单位传输变化数据，支持异构数据库和操作系统，带宽要求低；可多向复制，主备机双活；异步复制，主机需启动归档日志模式；支持数据过滤、定制复制需求，最小可以精确到列；通常用作异构数据库异地容灾解决方案，可满足数据复制（接管，负载均衡，异地数据分发），滚动升级等需求。如表3所示。

4 容灾选型方案

根据不同容灾模式，综合考虑需求、容灾能力、技术特点等因素，形成容灾技术方案选型对应关系表，并对其带宽、成本进行分析，描述应用场景。

技术方案的选择最终取决于用户需求，包括其对业务连续性的要求，对时间的敏感程度，自身经济及技术实力以及后期建设目标等众多因素，读者可根据自己特点，在对系统进行容灾设计时查阅容灾技术方案选型对应关系表进行参考。如表4所示。

5 结语

目前我国信息系统容灾建设水平很不平衡，人们对信息系统的依赖程度不断提高的同时，系统容灾建设必会成为发展趋势和方向，两地三中心模式将逐渐建成，灾备、双活模式将成为常态，我国在高科技信息领域已取得长足的进步和一定的成绩，会有更多的信息系统建设者为提高业务连续性及服务能力献计出力，逐渐打造出稳定、容灾、高可用的信息系统生态体系。