数据中心迁移浅析

龙源期刊网数据中心迁移浅析作者：张黎明来源：《网络空间安全》2019年第01期摘;;要：论文以信息系统数据中心迁移为研究对象，介绍企业数据中心迁移中可能存在的需求，综合考虑系统迁移中的各类因素，从而选择低实施风险、低资源投入、少业务影响的数据中心迁移方法。关键词：数据中心迁移;信息系统;数据库;虚拟机中图分类号：TP391;;;;;文献标识码：BAbstract：Thispapertakesthedatacentermigrationofinformationsystemastheresearchobject，introducesthepossiblerequirementsinthedatacentermigrationofenterprises，andcomprehensivelyconsidersallkindsoffactorsinthesystemmigration，soastoselectthedatacentermigrationmethodwithlowimplementationrisk，lowresourceinvestmentandlittlebusinessimpact.Keywords：datacentermigration;informationsystem;database;virtualmachine1引言伴随着IT技术的发展和组织对信息系统依赖程度的提高，单位的信息化建設高速推进，由此产生了较多问题：原有机房空间、电力、制冷等基础环境不能满足法则要求;信息系统分布在多个数据中心不便于管理，且发展受限;受限于早期技术和对信息化认知，信息化规划有一定局限性，使得信息系统运维和运营难度提升;随着单位自身的发展，办公场地的搬迁要求数据中心随之迁移。由于上述诸如此类的原因，一些单位产生了数据中心迁移需求。随着各种技术在数据中心迁移中被应用和迁移经验的积累，数据中心迁移从最初的纯物理迁移发展到逻辑迁移，数据中心迁移方案趋于多样化，数据中心迁移也不再是为迁移而迁移，迁移过程使得以前不可能实现或较难实现的变革变得简单，如数据中心重新规划、系统架构调整、网络结构调整、系统优化等。2;数据中心迁移需求分析由于各单位的IT现状不同，搬迁过程中的需求也不尽相同，在数据中心迁移项目中，大致会有几项需求。2.1数据安全要求龙源期刊网保护数据安全是所有数据中心迁移项目的最基本要求。迁移项目中，数据丢失风险可能来自两个层面：物理损坏和逻辑破坏。物理损坏一般由磁盘损坏造成，而迁移过程中的误操作、数据复制中的软件或网络原因等则可能造成逻辑损坏。因此在迁移实施前，必须做好数据备份工作，并且所采用的备份方式必须能够应对物理和逻辑两个层面的破坏。为确保备份数据的可用性和有效性，需要对备份数据进行数据恢复测试工作。为完成数据备份和恢复测试，需要备份系统和恢复测试环境。备份系统一般包括备份服务器、备份介质、备份工具。恢复测试环境可以采用低配设备，如本地硬盘、性能满足最低要求的软件等。2.2业务连续性要求满足单位业务连续性要求是数据中心迁移项目的基本要求之一。如果迁移涉及设备量大、系统复杂，且允许的停机时间窗口不足以完成所有系统一次性迁移，则需要分批次迁移，且控制每批次的迁移量，使得每批次的停机时间窗口满足单位的业务连续性要求。2.3多个数据中心搬迁到一个数据中心由于各种原因，单位的数据中心可能分布在多个机房，也可能有多个通过数据中心迁移项目，将部署在多个机房或数据中心的系统迁移到一个数据中心，迁移过程中实现网络、系统的整合。2.4搬迁后网络调整需求数据中心迁移项目中IP地址变更是较为常见的需求。由于早期数据中心建设时的局限性，以及后续的快速发展，普遍造成数据中心IP使用无序、不规范，利用数据中心迁移机会，使得重新规划IP地址成为可能，特别是目标机房重新部署系统，可以从容排除IP变更后的任何隐患。如果采用逻辑迁移，且目标数据中心新建主干网络，一般目标机房的网络架构将会重新规划部署，使用更趋合理、优化。2.5系统调整需求目标数据中心应用系统重新部署的迁移项目，可能会产生各种系统调整、优化需求。比如系统架构调整：单节点系统变更为多节点系统、部署在同一设备的数据库和应用拆分到不同设备、共用服务器的应用拆分;比如存储调整：SAN网络优化整合、存储扩容、Raid重构等;比如统一版本基线：硬件固件版本、操作系统版本、数据库软件版本、应用软件版本等。龙源期刊网技术文档梳理完善需求单位在信息化建设过程中，随时都有技术人员流失的可能，不可避免地会造成技术文档的缺失。通过数据中心迁移，特别是目标数据中心重新部署系统是一个重新梳理、检验、完善文档的过程。3数据中心迁移方法数据中心迁移采用的方法有物理搬迁和逻辑迁移。所谓物理搬迁，就是将承载业务系统的设备从源机房搬运到目标机房恢复业务;所谓逻辑迁移，就是在目标机房部署相应的设备，将源机房的系统采用迁移、复制、部署后切换等方法迁移到目标机房。纯物理搬迁一般适用于设备量较少、应用比较简单的数据中心，可以在一个时间窗口内一次性完成整个数据中心迁移。通常的物理搬迁用于非关键系统的迁移。逻辑迁移过程中经常会采用一种或多种方法来达成目标，这种方法包括基于数据库的复制技术、基于存储的复制技术、基于虚拟化的虚拟机迁移技术等。除此之外，数据中心迁移中还经常采用类似于用于容灾的主备系统切换。3.1基于数据库的数据复制基于数据库的数据复制只针对数据库数据，常用的数据库软件如Oracle、DB2、SQLServer等都可以通过数据库软件自带的或其他软件进行数据复制。在此以Oracle数据库为例介绍。3.1.1实现数据库复制需要具备的软硬件条件服务器：目标机房需要用于部署数据库的服务器，服务器性能与源数据中心服务器性能相当。磁盘阵列存储设备：一般配置的磁盘阵列的可使用空间高于源数据中心数据库数据量，因为在迁移过程中，除部署数据库外，经常需要存放其他数据。光纤交换机：建议采用双机架构部署，每台光纤交换机端口配置数量按照需要接入的服务器计算。以太网交换机：如果是集群数据库，可能需要心跳网络，如条件允许，建议心跳网络和业务网络使用不同交换机，或采用逻辑隔离，交换机端口数量按照需要接入的服务器端口计算。基于数据库的复制软件较多，视具体情况，部分软件需要购买软件许可。以Oracle数据库为例，基于Oracle数据库的数据复制技术大体上可分为两类：Oracle自己提供的数据同步技术龙源期刊网和第三方厂商提供的数据同步技术。Oracle自己的同步技术有DataGuard、Streams、AdvancedReplication和GoldenGate的数据同步软件。第三方厂商的数据同步技术有Quest公司的SharePlex和DSG的RealSync。其中，Oracle的DataGuard是免费软件，其它都是付费软件。3.1.2源数据中心和目标数据中心之间专线网络需求除第一次创建目标数据中心数据库时数据量较大外，在后续数据复制时只需传送日志，普通专线即可满足。数据复制分为实时同步和定时同步，所需专线带宽可根据所产生的日志量决定。3.1.3基于数据库复制的特点目标数据中心数据库可以以打开方式存在，在数据复制过程中可以检查数据库数据，减少系统迁移窗口内的数据检查时间。如采用一些付费软件，可以在不同数据库软件、不同版本间复制数据，可在迁移期间实现软件基线统一。部分复制软件支持一对多、多对一、双向复制等，也可以选择部分对象进行复制，可满足数据分发和数据集成的需要，在迁移期间可同时实现数据库架构调整。3.2基于存储的数据复制基于存储的数据复制是一种最常见也是最昂贵的一种方式，可以实现同步或异步的数据复制，同时不消耗主机资源。一般情况下这种复制方式不适于窄带的环境，同步方式也不适于远距离的复制。3.2.1基于存储的数据复制需要具备的软硬件条件磁盘阵列存储设备：要求与源数据中心同品牌、性能相当的存储设备，所需存储容量按照源数据中心需要复制的数据所使用的存储卷空间计算。服务器：目标数据中心可以配置服务器。光纤交换机：目标数据中心在不配置服务器的情况下，可不用光纤交换机，否则，光纤交换机端口按接入设备计算。波分设备：如采用同步方式，需要波分设备。复制软件：与存储同一厂商软件，需要购买软件许可。龙源期刊网源数据中心和目标数据中心之间专线网络需求如果采用同步数据复制方式，在两个数据中心间需要裸光纤连接，并且需要配置远距离单模光纤模块或波分设备，如果需要多个光纤通道，建议配置波分设备。如果采用异步数据复制方式，可以按照数据增量配置普通专线。3.2.3基于存储复制的特点以卷为单位，可以按需进行复制。可以用于虚拟机、数据库数据、文件等数据復制。基于存储的数据复制保证其数据一致性和可靠性。数据复制过程中不能对数据进行读写操作，如果在正式迁移前需要利用复制数据来做测试工作，需要断开数据复制。同步方式复制一般在同城数据中心实现，且目标机房和源机房光纤距离建议不超过30公里。3.3虚拟机迁移目前使用的虚拟化软件较多，在此以VMWare虚拟化软件为例来介绍。首先需要在目标数据中心搭建一个虚拟化平台，同时在目标数据中心部署用于虚拟化平台的X86服务器。虚拟化平台的资源和服务能力需要根据迁移实施的业务系统数量进行详细计算。3.3.1在目标数据中心搭建虚拟化平台需要的设备服务器：如果需要在线迁移，应选用硬件兼容设备，设备性能数量如能配置与源数据中心相当则最好。如不具备条件，可暂时配置一定数量设备，可逐批次迁移虚拟机，源机房服务器上虚拟机清空后可搬迁到目标数据中心使用，这样做的优点是投入成本较少，缺点是每批次迁移虚拟机受限，划分迁移批次受限。以太网交换机：建议采用双机架构部署，每台交换机端口数量需要满足资源池内所有服务器的接入需要，即按每台服务器的一半端口计算。龙源期刊网磁盘阵列存储设备：需要首先确定采用什么RAID技术。然后再根据部署的应用系统数量、存储空间计算。如果为新部署服务器，本地硬盘至少需按100GB计算;如果是P2V迁移服务器需要按原有物理服务器硬盘计算，另外还需考虑预留平台管理使用空间。光纤交换机：建议采用双机架构部署，每台光纤交换机端口配置数量应不少于资源池内服务器数量。如果还有部分采用物理服务器部署的DB数据库服务器，则需要统一考虑其网络、存储等资源。3.3.2虚拟化平台间专线网络需求为了满足从原有虚拟化平台迁移到目标数据中心虚拟化平台，实现业务系统的在线迁移割接或者业务系统的安全应急保障。需要在两个数据中心打通以太网专线网络和存储专线网络。两个数据中心的以太网专线和存储网络专线不是必要条件，用户可根据实际情况进行网络专线的申请。3.3.3虚拟机迁移特点虚拟化因成本低廉、灵活高效、节能环保、管理便捷等诸多优势，正在被众多企业所推崇和应用。在未来的企业IT部署中，虚拟化必将在服务器、存储、网络、应用、数据中心、灾难恢复等诸多领域广泛普及，并发挥重大作用。VMWare虚拟化迁移方案，可以帮助用户在不影响生产主机的情况下，完成生产主机到虚拟主机的复制迁移，然后在很短的时间内（计划时间内），就可以将业务系统切换到虚拟主机上。该方案可以帮助用户快速高效地部署实现虚拟化的数据中心和站点迁移。同时，可以对虚拟机和基于虚拟机的业务系统，提供数据和业务连续性的保护。3.4系统切换系统切换经常发生在数据中心容灾中，将运行在生产数据中心系统的业务切换到灾备数据中心的系统中。如果把目标数据中心看作灾备中心，采用系统切换的方式进行数据中心迁移则是一次单向的主备切换，即按生产系统在灾备中心部署应用系统，通过测试后，在计划的时间窗口内将业务切换到灾备中心应用系统。系统切换可以用于某些特定系统，比如核心业务系统、