分布式双活数据中心技术体系

分布式双活数据中心技术体系
分布式双活数据中心在传统“两地三中心”模式的基础上,针对不同双活模型部署不同的技术。基于IP地址发布业务的数据中心在前端网络的Ingress方向(客户端到服务器)上需要设备支持RHI特性,在Egress方向(服务器到客户端)上需要配置网关分离。在数据中心后端需要部署服务器负载均衡与HA,以及数据分布式双活技术。基于域名发布业务的数据中心在前端网络需要采用全局负载分担设备(GS1.B)进行选路。以下将对各类实现方式与技术进行介绍分析。
1数据中心前端分布式双活网络技术
在分布式双活数据中心网络环境下,通过数据中心前端分布式双活技术,用户能快速访问“距离最近”的可用数据中心相对应的业务,提高服务响应速度,提升用户访问体验。数据中心的业务对外发布时,可以采用纯IP地址也可以采用DNS域名方式。根据业务对外发布方式的不同,数据中心前端也相应采用不同的技术实现分布式网络双活。
1.1纯IP地址方式发布业务的前端网络双活技术
如图1所示,当业务采用纯IP方式对外发布时,正常情况下只有主中心DC
伺服液位计A对外发布业务路由,从而将用户访问流量牵引到主中心,实现主中心业务访问。而备中心DCB的流量
管理设备(支持RHI特性)只探测业务地址,因没有探测到而不对外发布业务路由,实现主中心的备份作用。
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图1.纯IP地址方式发布业务正常情况由主中心提供业务
当主中心业务迁移到备中心后,备中心的流量管理设备探测到业务IP已经转移到备中心,从而对外发布业务路由,引导用户访问备中心的业务IP,从而实现基于纯IP发布业务的数据中心前端网络双活。
值得注意的是,该方案需要备中心流量管理设备支持RHI特性(如图2所示),能够对外发布路由。数据中心间需配置网关分离(如采用AC1.方式对相关报文进行控制)。若数据中心互联采用EVI方式,则天然支持网关分离,无需配置。
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中国民生发展报告20141.2域名方式发布业务的前端网络双活技术
当业务系统基于DNS域名方式对外发布时,可以采用基于智能DNS解析的GS1.B[1]OGS1.B解决了第一步即引导
数据中心前端广域网用户流量访问适当的数据中心问题,所以GS1.B的应用环境往往是基于域名的多数据中心之间的负载分担和相互之间的容灾备份。
图3.DNS方式GS1.B的基本模型
(如图3所示)GS1.B基于DNS的流量管理机制主要完成DNS解析请求的负载均衡、服务器状态监控、用户访问路径优化。用户访问应用时,域名解析请求将由GS1.B负责处理,它通过一组预先定义好的策略,将最接近用户的节点地址提供给用户,使其可以得到快速的服务。同时,它还与分布在各DC的所有GS1.B节点保持通讯,搜集各节点的健康状态,以保证不将用户的请求分配到任何一个已经不可用的节点上。GS1.B通过就近探测实现负载分担(如图4所示)。
数据中心A、B、C各部署一个GS1.B,其中DCA的
GS1.B为主GS1.B,响应流程如下:
1.  1.ocalDNS向主GS1.B发起域名解析请求;
2.GS1.B-A、GS1.B-B、GS1.B-C将访问localDNS的延迟时间等相关信息返回给GS1.B-A汇总,并判断最优的地址返回给localDNS;
3.以站点的响应时间作为引导用户的依据,用户的访
问请求被导向到性能好,响应时间快的站点。
DNS方式的GS1.B主要功能和特性如下:
应用智能:感知应用,及时发现业务中断;
可管理:自动切换,通知用户改变数据访问点;
高性能:支持流量在数据中心的动态负载均衡。
2.服务器负载均衡与HA技术
为了保证分布式双活数据中心的持续业务提供能力,需要在后端采用服务器
负载均衡与HA技术,和前端网络双活配合,实现服务资源的调配和高可用保证。
2.1服务器负载均衡
为了满足高性能和高可靠性的服务需求,将多台服务器通过网络设备相连组成一个服务器集,每台服务器都提供相同或相似的网络服务。服务器集前端部署一台
S1.B⑵设备,负责根据已配置的均衡策略将用户请求在服务器集中分发,为用户提供服务,并对服务器可用性进行维护。
服务器负载均衡可以工作在1.4或1.7模式下,一般
采用1.4模式。负载均衡的工作方式有以下两种。
中频变压器DR(DirectRouting)方式。(如图5所示)负载均衡设备对数据流量优化时,采用旁挂方式部署,在此模式下只有客户端的请求报文通过负载均衡设备,服务器的响应报文不经过负载均衡设备,从而减轻负载,有效的避免了其成为网络瓶颈。客户端请求报文的目的地址为虚服务地址(VSIP),此地址由负载均衡设备对外呈现。负载均衡设备分发服务请求时,不改变目的IP地址,而将报文的目的MAC 替换为实服务的MAC后直接把报文转发给实服务。
NAT方式。(如图6所示)组网更加灵活,后端服务器可以位于不同的物理位置或不同的局域网内。客户端将发往VSIP的请求发送至服务器前端的负载均衡设
备,负载均衡设备上的虚服务接收客户端请求,根据持续性功能、调度算法依次选择真实服务器,再通过网络地址转换,用真实服务器地址重写请求报文的目标地址后,将请求发送给选定的真实服务器;真实服务器的响应报文通过负载均衡设备时,报文的源地址被还原为虚服务的VSIP,再返回给客户,完成整个负载调度过程。
图6.NAT方式的服务器负载均衡
一般情况下,S1.B更加适合在一个数据中心内部部署,而不是跨数据中心部署。因为当S1.B跨数据中心部署
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