本发明属于涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种多地多中心的数据中心双活方法和系统。
背景技术：
随着信息技术的在广泛的运用，越来越多的重要数据以电子化的形式存储和处理，而这种数据的存储和处理方式虽然能够提高便利性，但是却很容易导致数据灭失。特别是随着信息系统的持续性运行，系统产生的数据量越来越大，因此对业务数据安全、数据访问性能等要求越来越高。其中数据库系统作为信息技术的基础，数据库的安全可靠更是整个信息系统中非常重要的一个环节；一旦数据库故障则意味着整个信息系统都会面临挑战，从而带来严重的损失和后果。现有技术中广泛采用冗余设置的主备数据库，以在主数据库出现故障时迅速切换到备用数据库，以保证系统的持续工作。但是现有的冗余设置的主备数据库通常都需要一定的切换时间，而在切换时可能会中断服务。
技术实现要素：
针对现有技术中的数据库冗余技术存在的问题，本发明要解决的技术问题是提供一种有效且高效的多地多中心的数据中心双活方法和系统，以提高数据库的可靠性。
为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种多地多中心的数据中心双活系统，包括：
用于实现数据中心二层互连并实现OTV技术的数据交换机、用于实现多数据中心通过域名访问实现负载均衡的智能DNS多站点选择器；用于实现多数据中心应用负载均衡的应用负载均衡器；用于使多数据中心之间实现SAN扩展存储的MDS光纤通道交换机；
其中所述数据交换机连接每一数据中心以实现二层互连，并基于OTV技术实现计算资源在不同数据中心间的自由流动；
其中智能DNS多站点选择器连接每一数据中心以在用户通过域名访问时实现多个数据中心的负载均衡；
其中所述应用负载均衡器连接每一数据中心，并以数据中心内部署的服务器负载均衡设备为中心来进行跨数据中心的感知，将多个数据中心内部署的虚拟计算平台联动实现跨数据中心的计算能力调度；
其中MDS光纤通道交换机用于实现SAN扩展存储技术以实现同城容灾备份或远程容灾备份；其中同城容灾备份是多个数据中心之间通过并利用CWDM或DWDM波分复用方案的裸光纤相互连接；远程容灾备份是多个数据中心之间通过FCIP技术进行互联。
其中，还包括用于控制多个数据中心数据同步的数据同步器，所述数据同步器采用同步数据复制技术或是异步数据复制技术实现多数据中心的数据同步。
其中，其中所述应用负载均衡器连接每一数据中心，每一数据中心中设有虚拟服务器以连接所述应用负载均衡器，以使所述应用负载均衡器获知该数据中心的负载参数。
同时，本发明实施例还提出了一种利用如前任一项所述的多地多中心的数据中心双活系统的方法，包括：
将多个数据中心通过数据交换机进行二层互连，并基于OTV技术实现计算资源在不同数据中心间的自由流动；
将多个数据中心都连接到智能DNS多站点选择器，以连接每一数据中心以在用户通过域名时实现多个数据中心的负载均衡；
将多个数据中心都连接到应用负载均衡器，并以数据中心内部署的服务器负载均衡设备为中心来进行跨数据中心的感知，将多个数据中心内部署的虚拟计算平台联动实现跨数据中心的计算能力调度；
将多个数据中心之间直接或间接通过MDS光纤通道交换机连接以实现用于实现SAN扩展存储技术以实现同城容灾备份或远程容灾备份；其中同城容灾备份是多个数据中心之间通过并利用CWDM或DWDM波分复用方案的裸光纤相互连接；远程容灾备份是多个数据中心之间通过FCIP技术进行互联。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述的技术方案相比较现有技术具有以下优势：本发明的技术方案，是在保障数据安全的前提下充分利用资源，避免了一个或多个备用数据中心常年处于闲置状态而造成浪费；且通过资源整合使得“双活”数据中心的服务能力提升为双倍。而且在任何一个数据中心发生故障时，其他数据中心仍可独立响应业务，对用户来说业务切换是无感知的。
附图说明
图1为本发明实施例的两地三中心双活数据中心总体结构图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
为了降低主备数据库之间切换的时间间隔，本发明实施例提出了一种多地多中心的数据中心双活方法和系统，其能够保证多个数据中心同时在线，使得现有数据中心在保障数据安全的前提下充分利用资源，避免了一个数据中心常年处于闲置状态而造成浪费。
本发明实施例中的“双活”数据中心，是指区别于一个数据中心、一个灾备中心的模式。本发明实施例中的“双活”数据中心，是指至少有两个数据中心都处于运行当中且互为备份，所以称为“双活”。不同于现有技术的是，现有技术中是两个或多个数据中心中只有一个处于运行状态，且其他的数据中心处在不工作状态；只有当灾难发生时，活跃的数据中心发生瘫痪时备用数据中心才启动。本发明实施例中的“双活”是指多个数据中心具有双倍服务能力，一个数据中心出现故障时其他的数据中心仍可独立响应业务，对用户来说业务切换是无感知的。因此多地多中心的数据中心双活并非限定为只有两个数据中心在线，而是指最少有两个数据中心在线。
本发明实施例中实现“双活”是依靠：
1、网络双活：将同一个网络扩展到多个数据中心，并且实现服务器和应用的虚拟化数据中心互联技术：随着高可用远程集群技术以及虚拟机迁移技术在数据中心容灾以及计算资源调配方面的广泛应用，在数据中心间需要大二层网络连接。
2、存储双活：这是一种存储技术，使信息能在数据中心内部以及数据中心之间共享、存取或移动，从而将各种不同的存储系统联合成为单一资源。它允许位于地理上分离站点的存储系统同时进行数据存取，对客户透明，且保证了数据的可靠性和可用性。
3、数据库双活：指两个数据库系统可以在相隔比较远的情况下同时运行、支持相同的应用负载，并且在一方出现故障时能够迅速切换到另一方(分钟级)，保证业务高可用性。
4、应用双活：应用处理层面上实现了完全冗余，交易通过负载均衡自动路由到不同的应用服务器，但是，数据库层面上还是依赖在某一个数据库。
以下简单的介绍本发明实施例所涉及的技术进行简单介绍：
1、多数据中心路径优化：
采用DNS重定向的GSLB(Global Server Load Balance，全局负载均衡)，以通过智能DNS技术在多个数据中心之间实现负载分担。由于是DNS重定向技术，因此所有对数据中心的访问必须是基于域名的访问。
还可以实现数据中心双活的健康路由注入(Route Health Injection，RHI)。RHI是一种允许两个数据中心使用同一个IP地址的机制，也就是意味着同一个IP地址(主机路径)被发布为不同的metric。上游路由器可以同时看到两条路径，并将metric更好的路径插入到其路由表中。当设备启用RHI时，它将在VIP可用时将静态路径注入到设备的路由表中；当VIP失效时，该静态路径将删除。如果设备发生了故障，上游路由器使用的另一条路径将到达服务器，从而实现高可用性。这种RHI机制适用于通过IP访问的应用，实现应用的灾备。
LISP(Locator-ID Separation Protocol，名址分离网络协议)是将标识Locator的IP(RLOC)和标识目的节点ID的IP(EID)进行区分和叠加封装，在公网传输时只根据Locator IP转发，只有到达站点边缘时才会剥离外层IP，使用内层标识EID的IP进行转发。可以让网络识别应用在不同数据中心的之间的流动，适用于虚拟化应用。
2、双活数据中心应用网络：
应用网络设置；将同一个网络扩展到多个数据中心，并且实现服务器和应用的虚拟化；
数据中心互联：现有的数据中心普遍采用三层互连拓扑结构，通常用于链路备份以及存储复制。随着高可用远程集群技术以及虚拟机迁移技术在数据中心容灾以及计算资源调配方面的广泛应用，在数据中心间需要大二层网络连接，主要技术采用OTV(Overlay Virtualization Transport)实现多个数据中心的大二层互联。
服务器负载均衡技术：用于对访问数据中心内服务器的负载进行均衡或者说分担。在多数据中心的建设中，需具备与广域负载分配系统的联动能力，以及支持与服务器虚拟化的整合：即如何感知应用服务器的位置、CPU、内存利用率，可以与OTV技术和虚拟化技术结合，实现应用在多个数据中心之间的漂移。
虚拟化技术，有利于整合数据中心服务器(虚拟机)，以提高计算资源利用率以及改善负载流动性，对业务连续性有重要意义。
3、双活数据中心数据同步：
存储复制：提供应用对于本地存储的有效访问，并解决数据中心之间进行远程数据同步的问题。现有的数据复制技术包括同步数据复制技术和异步数据复制技术。其中；
同步数据复制技术：用于对多个数据中心实时写入存储；距离受到严格限制；基于主机的镜像(i.e.Veritas Volume Replicator)或是基于磁盘的镜像(i.e.IBM PPRC,EMCSRDF/S,HDSTrueCopy,HP DRM)；需要大带宽，低延时的网络。
异步数据复制技术：用于对多个数据中心进行周期性的数据镜像同步；基本没有距离限制；基于IBM PPRC-XD(non synchronous),IBM XRC,EMC SRDF/A,HDSTrueCopy,HP/Compaq DRM可以实现；由于网络因素，带来了数据丢失的风险。
下面对本发明实施例的多地多中心的数据中心双活方法和系统进行详细说明。
本发明实施例的多地多中心的数据中心双活方案，采用如下的硬件设置：NEXUS 7000系列交换机；智能DNS多站点选择器；应用负载均衡器；MDS光纤通道交换机。
其中NEXUS 7000交换机用于实现数据中心虚拟化互联技术OTV。本发明实施例中通过FabricPath等技术可以构建一个大规模的虚拟化数据中心网络。由于供电制冷的限制、容灾备份等要求，可以将整个虚拟化数据中心网络构建成一个物理上分离、逻辑上一体的跨数据中心的网络，基于这个网络来建立分布式虚拟化的数据中心。通过这个网络，计算能力可以在不同的数据中心之间自由流动；只有把一个数据中心的网络通过技术延伸到远端的数据中心，才能实现这样的业务需求。OTV(Overlay Transport Virtualization)就是这样的一个技术，通过OTV技术可以实现穿越IP骨干的数据中心网络的打通。OTV技术借用了一部分EoMPLSoGRE的数据帧封装，当采用了完全不同的控制平面。通过ISIS来建立Adjacency关系，并交换数据中心之间的MAC地址表。OTV技术对于IP骨干网的要求只是IP可达，不需要MPLS的支持，大大简化了网络的维护。同时由于采用了控制平面和转发平面的分离，有效阻止了二层广播泛滥到IP骨干上，同时也不需要把生成树跨在数据中心间的骨干网上，大大提高了整个网络的稳定性。通过OTV技术，我们可以通过IP网络实现多个数据中心的网络的整合和虚拟化，实现计算资源在不同数据中心间的自由流动，也为双活数据中心的实现提供了网络保证。
其中智能DNS多站点选择器用于实现跨数据中心的基于域名的多活；应用于基于域名进行访问的应用(例如典型的B/S架构的服务)。可以通过智能DNS多站点选择器实现设立在多个地点或独立拓扑中的数据中心之间的负载均衡。其目标是将客户端引导至最适合或最好的数据中心。传统的基于BIND的DNS系统存在一些缺点：
1、BIND无法决定其提供地址的设备的“可用性”
2、BIND只有一种简单的均衡方法-循环(Round Robin)
为了帮助确保数据中心可用性，需要配置专业的智能DNS多站点选择设备，实现数据中心间的全局负载均衡和智能故障切换，以帮助确保业务连续性、全面的域名系统(DNS)和动态主机配置协议(DHCP)支持，并抵御基于DNS的分布式拒绝服务攻击。
而本发明实施例的智能DNS多站点选择器主要功能和机制：
1、智能DNS多站点选择器具有丰富和智能的就近性探测策略：
2、智能DNS多站点选择器使用就近策略Source-list方式，可以实现全局负载均衡，为客户端提供就近性访问能力。
3、智能DNS多站点选择器使用DRP协议与相应路由器探针交互实现为客户提供就近的DNS解析
4、智能DNS多站点选择器keepalive机制kal-ap检测VIP的负载和在线信息(Load and VIP online status)
5、智能DNS多站点选择器实现多中心的自动切换和负载均衡策略，多台智能DNS多站点选择器实现统一的管理集群；
智能DNS多站点选择器利用其功能来根据网络中特定设备的运行状况来做出智能的DNS决策。由于能够实现网络设备运行状况监控，并根据从网络中这些设备中收集的信息来决定提供哪些资源记录，智能DNS多站点选择器为现有的DNS基础设施增加了很多智能特性。智能DNS多站点选择器并不是现有DNS域名服务器的一种替代产品，相反，智能DNS多站点选择器与DNS控制方法一同提供高可用性，可提高现有域名服务器的价值。
基于域名的应用容灾技术与基于IP地址的应用容灾技术相结合，可以实现完整的跨数据中心应用容灾解决方案。
其中应用负载均衡器是用于跨数据中心计算能力调度DWS。本发明是实施例中是以数据中心内部署的服务器负载均衡设备为中心，通过网络设备对跨数据中心的感知，将多个数据中心内部署的虚拟计算平台联动起来，可以实现跨数据中心的计算能力调度。
1、负载均衡设备可以与支持数据中心虚拟化互联技术OTV的网络设备联动，可以识别出哪些虚拟服务器位于本地数据中心，哪些虚拟服务器位于异地数据中心；
2、负载均衡设备可以与虚拟计算管理平台联动，感知数据中心内的计算能力，例如：
3、vmware的服务器管理员可以在增加一台虚拟服务器后，直接在vCenter上管理负载均衡设备，将虚拟服务器添加到服务器群serverfarm中；
4、负载均衡设备可以直接读取vCenter中的虚拟服务器状态信息，包括CPU信息、内存信息等；
5、在负载均衡设备感知到本地数据中心计算能力不足，性能指标超出阀值时，可以自动把流量导向其他数据中心内健康的虚拟服务器，从而实现跨数据中心的计算能力调度。
其中MDS光纤通道交换机用于实现SAN扩展存储技术。在本发明实施例中，分别提出了同城容灾备份解决方案和远程容灾备份解决方案：
同城容灾备份解决方案：建立同城灾备中心的最大的优势是可以利用在同城范围(即30至100公里以内)使用裸光纤来实现两个数据中心之间的互连。为了充分利用带宽，还可以采用CWDM或DWDM波分复用方案来提高站点之间的带宽和可用性。有了高带宽在两个数据中心之间的SAN相连接，使数据的同步复制成为了可能，可以实施高速数据复制和恢复的业务连续性策略。思科的全系列MDS光纤通道交换机都可以支持光通道技术在同城之间的SAN的扩展互联，用以支持快速的数据复制。
远程容灾备份解决方案：当需要更长距离的备份时，更多的连接线路会是IP网络，本地数据中心和远程数据中心SAN可以使用FCIP技术进行互联。在这种FCIP远程连接环境下，因为数据传输的时延比同城以裸光纤连接的时延要大，所以同步复制的方案较难实施，因此绝大部分企业采取了异步数据复制技术。利用思科MDS9222i或9216i光纤通道交换机，自身带有的支持FCIP技术的GE端口，可以轻松的实现多站点之间的SAN的扩展互联。
本发明实施例的优势在于：
1、可以从双活数据中心扩展到多数据中心的多活架构；
2、为多个数据中心提供网络，应用，数据多个层面双活的整合方案；
3、对虚拟化环境的支持，应用流量可以跟随虚拟机在多个数据中心之间流动；
4、整合广域网负载均衡和应用负载均衡，为数据中心提供完整的高可用支持。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。