双活数据中心建设方案
双活数据中心建设方案
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TOC \o "1-5" \h \z \o "Current Document" 第1章 概述 2
\o "Current Document" 数据集中阶段的数据中心建设 2
\o "Current Document" 传统架构存在的问题 2
\o "Current Document" H3C 全融合虚拟化架构 3
\o "Current Document" 双活数据中心建设目标 3
\o "Current Document" 第2 章 双活数据中心业务部署 5
\o "Current Document" 2.1基于IP的业务部署模式 5
\o "Current Document" 模式简介 5
\o "Current Document" 企业数据中心IP业务典型部署 5
\o "Current Document" 基于 DNS 的业务部署模式 7
\o "Current Document" DNS 技术简介 7
\o "Current Document" 企业数据中心 DNS 典型部署 8
\o "Current Document" GSLB 与 SLB 10
\o "Current Document" 第3章 XXXX 双活数据中心设计 13
XXXX网络结构 13
\o "Current Document" XXXX双活数据中心部署 13
第1 章 概述
为进一步推进 XXXX 信息化建设，以信息化推动 XXXX 业务工作的改革与发展， XXXX 在科技楼建有核心机房和一个小的本地容灾备份中心， 现在在干保楼又新建了容 灾网，实现同城双中心布局。
为提高业务可靠性与双中心设备资源的利用率， XXXX 拟建同城双活数据中心，达 到双中心同时对外提供同种业务的目标， 同时实现业务切换无感知、 计算资源灵活调度 的功能目标。
1.1 数据集中阶段的数据中心建设
1.1.1 传统架构存在的问题
传统数据中心网络采用传统以太网技术构建，随着各类业务应用对 IT 需求的深入 发展，业务部门对资源的需求正以几何级数增长，传统的 IT 基础架构方式给管理员和 未来业务的扩展带来巨大挑战。具体而言存在如下问题：
维护管理难： 在传统构架的网络中进行业务扩容、迁移或增加新的服务功能越
来越困难，每一次变更都将牵涉相互关联的、不同时期按不同初衷建设的多种
物理设施，涉及多个不同领域、不同服务方向，工作繁琐、维护困难，而且容
易出现漏洞和差错。比如数据中心新增加一个业务类型，需要调整新的应用访
问控制需求，此时管理员不仅要了解新业务的逻辑访问策略，还要精通物理的 防火墙实体的部署、连接、安装，要考虑是增加新的防火墙端口、还是需要添 置新的防火墙设备， 要考虑如何以及何处接入， 有没有相应的接口， 如何跳线， 以及随之而来的 VLAN 、路由等等，如果网络中还有诸如地址转换、 7 层交换 等等服务与之相关联，那将是非常繁杂的任务。当这样的 IT 资源需求在短期
内累积，将极易在使得系统维护的质量和稳定性下降，同时反过来减慢新业务 的部署，进而阻碍公司业务的推进和发展。
资源利用率低： 传统架构方式对底层资源的投入与在上层业务所收到的效果很
难得到同比发展，最普遍的现象就是忙的设备不堪重负，闲的设备资源储备过
多，二者相互之间又无法借用和共用。这是由于对底层网络建设是以功能单元
为中心进行建设的，并不考虑上层业务对底层资源调用的优化，这使得对网络
的投入往往无法取得同样的业务应用效果的改善， 反而浪费了较多的资源和维 护成本。
服务策略不一致： 传统架构最严重的问题是这种以孤立的设备功能为中心的设
计思路无法真正从整个系统角度制订统一的服务策略，比如安全策略、高可用
性策略、业务优化策略等等，造成跨平台策略的不一致性，从而难以将所投入 的产品能力形成合力为上层业务提供强大的服务支撑。
1.1.2 H3C 全融合虚拟化架构
H3C 提供横向虚拟化、 1 虚多的设备虚拟化以及纵向虚拟化的全融合虚拟化方案。
通过建设网络资源池， 不仅简化了网络部署， 而且提高了网络设备的利用率， 是业界最 具优势的数据中心网络解决方案。
1.2 双活数据中心建设目标
XXXX 双活数据中心应实现如下设计目标：
简化管理： 同城双中心业务统一部署，统一管理，使上层业务的变更作用于物 理设施的复杂度降低，能够最低限度的减少了物理资源的直接调度，使维护管 理的难度和成本大大降低。
高效复用： 同城双中心网络资源与计算资源高效利用，减少设备主备部署，提 高网络设备利用率。物理服务器部署虚拟机，实现计算资源高度复用，提高计 算资源利用率。
策略一致： 降低具体设备个体的策略复杂性，最大程度的在设备层面以上建立 统一、抽象的服务，每一个被充分抽象的服务都按找上层调用的目标进行统一 的规范和策略化，这样整个 IT 将可以达到理想的服务规则和策略的一致性。
无缝切换： 同城双中心同时对外提供同一种业务，当某中心业务失效，要实现 应用的无缝切换，在短时间内实现业务的快速恢复。
资源调度： 同城双中心二层互联，计算资源可以在双中心之间灵活迁移，快 速扩展，统一调度。
第2章 双活数据中心业务部署
2.1基于IP的业务部署模式
2.1.1模式简介
基于IP发布的业务一般用于企业内部管理，业务运营。客户直接通过访问某个 IP
地址来实现端到端通信。由标准的路由协议以及健康路由注入来实现 IP地址的自动发
布。
2.1.2企业数据中心IP业务典型部署
茲据中亡山发布主机路由司中■ciurfiorfc VL/WV1P-B5er>j?er vlaniStow翠 irBivoTk1T毛的存
茲据中亡山
发布主机路由
司中■ciurfiorfc VL/W
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Stow翠 irBivoTk
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VTP
Sv^c- FaiiiiMer
Device Group
Heartbeat .
两个数据中心的SLB跨中心部署HA Cluster，服务器跨数据中心部署负载均衡集
群。同一个业务的在两个数据中心的业务 IP不同，分别为VIP-A与VIP-B。
1、部署时External self IP和业务IP可以直接使用相同的网段，因为用户访问业
务时通过主机路由进行选路，而 HA Cluster中只有为Active的SLB才会发布主机路
由。
2、对于同一业务，数据中心A使用VIP-A对外提供服务，数据中心B使用VIP-B
对外提供服务，实现业务在两个数据中心之间的负载均衡，当数据中心 A发生故障时,
Traffic group-1 将进行HA切换，VIP-A的主机路由将由数据中心 B的SLB发布。
如果数据中心A的SLB发生故障，如图所示
境布主机路由
P^odLCtion VLAN
s arvarVUVM
5>nc*Faila?er
Device Gr^up
由于两个数据中心的SLB跨中心部署HA Cluster，服务器跨数据中心部署负载均
衡集群，所以数据中心B的SLB在一个心跳周期结束之后，感知到数据中心 A的SLB
无响应，数据中心A的SLB发生故障，Traffic Group-1 将发生HA切换，此时用户访 问VIP-A时将直接到达数据中心B，由SLB处理后发送至数据中心 A的服务器
如果当数据中心A的服务器发生故障，如图所示
VWPrndLtiQDn V ANI/：!■=卜H>"iTirrtTStorage netvrcrk
VW
PrndLtiQDn V ANI
/：!■=卜
H>"iTirrtT
Storage netvrcrk
数据中心SLB探测到本中心的服务器都故障，则触发Traffic Group-1 将发生HA 切换，此时用户访问VIP-A时将直接到达数据中心B，由数据中心B的服务器进行处 理，因为此时数据中心 A的服务器已无处理能力。
2.2基于DNS的业务部署模式
2.2.1 DNS技术简介
什么BDNS
DN5是域呂真第Duindh Ndii t SysLern&T^ ” 土卷实现域WEI1P地址白螂听 ?正向挈析：即.通过主机冬或域呂童询】P地址
?辰向解析：即，通过【P：性址查与主机容我疇
罐名系统Domain Name System由三个部分鉅咸
靠名空巨(Norrie Space )和资诉运录(Resource Records )
DING窖祢頤器(DN￡ Nmme辰rve「)，卿域容空间的葩0媛
DM5解析器(DNS Revolvers ).葩的发迅者
DNS解析模式
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僅用考兵吉出一？《：,由DM5 SEIVEf■芫戎芸唯所亲利奁甸后晅应
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蓦四指示性曲应,由测盘再逆行鈕巧兰沟
在PNS珈g碍躍中,Clien t35?wr^)j￡?3 ^10, Strwr有Server之旬皿吃空屯
Rw.hJc.wm A?Loci ON510.(3 _：A_771A*k h3c i?rip
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10.(3 _：A_77
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A*k h3c i?ripw 忙 m hSc cow
222企业数据中心 DNS典型部署
Hb：d- Lj-：cLVIP APr;:C..- ic t \ I A'J怙良叵歩VIMVIP-BStorage nets^oik
Hb：d- Lj-：cL
VIP A
Pr;:C..- ic t \ I A'J
怙良叵歩
VIM
VIP-B
Storage nets^oik
扩.隹的存以湖坦
Syr c- Falouer
Or vice Group
数据申亡A
Server VI AN ]
数据申心B
数据中心A和数据中心B分别使用VIP-A和VIP-B对外提供服务，当用户请求 域名时，GSLB根据设定的权值给不同用户返回 VIP-A或VIP-B。
SLB实现HA Cluster后，可以根据将不同的业务IP划分到不同的Traffic Group ， HA的切换是基于 Traffic Group实现的，以 VIP-A 对应的Traffic Group-1 为例。
Traffic Group-1 的缺省设备是数据中心 A中的SLB,VIP-A在该SLB上生效，当Traffic Group-1发生HA切换后，VIP-A将在数据中心B中的SLB上生效。
SLB对数据中心A和数据中心B内的服务器都进行健康检查，负载分担算法设置 本数据中心内的优先级较高，当有业务需要处理时，会优先选择本数据中心的服务器进 行处理，当本数据中心的服务器都发生故障后，将由远端数据中心的服务器处理业务， 同时触发Traffic Group 的HA切换。
GSLB会对LTM的健康状态进行检查，当发现LTM故障后，将触发DNS的切换, 从而实现全局路径的优化。
如此，即可将客户端访问数据中心的流量实现有效的负载分担， 使双中心的利用率最高
如果数据中心A的SLB故障后，如图所示Storaije networkEync-Fail overDevice GroupHeartbeat数据中心戌数抿中心B信巳同步側Bpraducoon vlan
如果数据中心A的SLB故障后，如图所示
Storaije network
Eync-Fail over
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因为两个数据中心的SLB跨中心部署HA Cluster，服务器跨数据中心部署负载均
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衡集群
当数据中心A的SLB发生故障时，Traffic Group-1 将发生HA切换，VIP-A在 数据中心B的SLB上生效，用户访问服务器的流量将经过二层 LAN扩展网络到达数据 中心B的SLB，经过处理后再发送至数据中心 A中的服务器进行处理。因此，实现故 障切换过程客户无感知。
当数据中心A的SLB发生故障后，GSLB还是会探测本中心的SLB，在探测超时 后对故障进行感知，触发 DNS切换，此时用户访问时，该域名将被解析为 VIP-B，解 决业务流量次优路径的问题。
如果数据中心A的SLB故障后，如图所示。
双活数据中心建设方案
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Server VLAN
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Storage network
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当数据中心A的服务器都发生故障时，Traffic Group-1
将发生HA切换，VIP-A
在数据中心B的SLB上生效，用户访问服务器的流量将经过二层 LAN扩展网络到达数 据中心B的SLB，服务器返回的流量经过二层 LAN经过二层LAN扩展网络到达数据
中心A，实现业务切换无流量丢失
2.2.3 GSLB 与 SLB
GSLB即全局负载均衡设备，又名 GTM，如下图所示
Global Traffic Manager
■基于DN￡的负聯衡、盍量管理机制”主宴完成:
■用户询H是业应用时 域舍醉tHl求穹寰冬生苛阳 氏 蓋处理.它通过一鋼预先^好的策盟■再最接近用户
的冇点地址提供给用户.使用户可以得到扶逵￡引須.
印L它圧与丹壬在有DC肉所肖GTMD点保持通乳.
搜集各节点的淀耒伏态.&佛证不陽宇户E］请求左配壬
uvww.hm 匚.mm
IP为 9
ivwyy 二北gm
I咲J 2117221181
FB GTM
任何Y 盟不可用的节点上
主真功能和特性：应用智抵兀管理性和高性能 恐？:尧畳码嚅叽址戢|石鱼爺砍
堆夬去匪壬匡汪玮濯=_埜陆司臣笆
豊哇炬〔60K匚琳）
商恭宜可DN5R二轻
211.72.；1L75
IPtfij*
211.72.211.^0
21173.211.81
L數据电心A
GSLB的工作原理，如下图所示
GTM的DN5解析流程
F5GTMI充当权威名秫服翁骼旳角色r为It业应用提 供外部DNS轲析和内SGDNS斛析能力
I 作施理同DN￡ Authoritative Server f 溺#如下：
害户端向本imMsaf结黠晝询指定域名
当廉地0砧服务器在本地/级存中找不剽扌晅峽名时.士向
Knot DNU齢器育询
Root服努器返回F￡ GTM服虻器的地二
? 本地DN5脈务器向已GTM服务器诂求DN5無析
rs右?股労瀏艮舷用服勞罄可用性仁詛策，并I时地
DN5孫务器返回合适的置努器I啲址
△也DNS服吏器￡］容户曲回城名齋嗨果
'?咅厂喘向所页3的］円枕1：发起育求
GSLB能够完成DNS解析请求的负载均衡、服务器状态监控以及用户访问路径
优化，解决跨中心业务的协同问题，提高多中心资源利用效率，实现全局负载均 衡。
SLB即服务器负载均衡设备，又名 LTM，主要用来完成本地流量的管理，实 现服务器集群的负载分担，同时通过多种算法探测服务器健康状态， 给业务切换 提供依据与触发条件。
如下图所示
Local Traffic Manager
■年地盂屋冒理「主要完成：
■三要躅
书 ICMP Monitor
边 TCP Monitor
总 H i~ P kfunitor
■J) FTP Monitor
■主妄负裁均崔算去
龙 Round Rc-bin[￥faS
燼 現a廿otttM-
?歯 Priarity[*fc^=SQ
■5 Least Conned:ion：iiJgs^-^^?L：
迪尬协求〔冇呃殴忑蛮
电 Observed
■Z'卩「詢巾咗箕陳模式I
LTM设备能够支持四台跨数据中心集群，实现 SLB的LOCAL CLUSTER的功能, 提高了 LTM本身的稳定性与可靠性，同时实现多业务的负载分担。
LTM 的 Cluster 介绍
多个LTIV1可以构建HA集群r提高LTM的可靠性
Device Group :设备组
Floating IP :浮动IP
Traffic Group :流量组
Device GluupFTlITTCiri^adiye Inactiverioaiing IP— LTM HA集群中可以有多个traffic group ,每^traffic group对应 f 业务IP f HA的主备关系是以traffic group为粒度的「不同的 traffic group的恥tive设备可以在不同的LTM上‘从而实现业务的负 载分担中当traffic group发生切换时#业务I卩会在新的mctig设备上 生效。日ct讥与inactive设备之间有业务连接信息的镜像
Device Gluup
FTlITTCiri^
adiye Inactive
rioaiing IP
第3章XXXX双活数据中心设计
3.1 XXXX网络结构
3.2XXXX双活数据中心部署
XXXX双活数据中心关键在于中心 A和中心B各部署两台S12500核心交换机。
核心交换机部署横向虚拟化IRF, —虚多MDC以及云间互联EVI,配合GTM和LTM， 实现应用级容灾。
部署过程如下：
1.双中心各两台S12508先横向虚拟化IRF，将两台或多台物理设备虚拟成一台逻 辑设备，逻辑上成为一个网元。
如图所示。
横向虚拟化的优势IRF：
?统一的管理：由其中某物理设备的某控制单元作为整组设备的控制单元
?统一的板卡和端口命名：各个设备加机框 ID的前缀
? 统一的 L2/L3、IPv4/IPv6、MPLS 等转发表
?可以实现跨设备的链路聚合
2.在横向虚拟化的基础之上，再部署一虚多的设备虚拟化技术MDC
(Multite na nt Device Co ntext )，可以实现将一台物理网络设备通过软件虚拟
化成多台逻辑网络设备。也就是说通过软、硬件虚拟化的配合， MDC逻辑设备具
有完全的设备功能，有独立的软件环境和数据，有独立的硬件资源。甚至可以像一 台物理设备一样单独重启，而不影响物理设备上其他 MDC的正常运行。
如图所示
在MDC1所属的板卡上可以部署各个业务的业务网关，在 MDC2上部署EVI
特性，实现双中心之间的二层互通，优化二层网络质量，防止单中心故障域扩散到 多中心。双中心之间的光纤链路保持，可以提高二层互联的传输保障。
3?两个数据中心部署LTM，可以实现四台LTM跨中心部署可集群，可以保证 虚拟机迁移过程中业务的不中断。
数据中心之间通过EVI隧道建立二层LAN扩展网络，LTM经过二层LAN扩展 网络做HA Cluster，每个数据中心使用LTM构建服务器的负载均衡集群。
两个数据中心提供相同业务，数据中心 A中的集群的业务IP使用External VIP-A，两个数据中心的LTM共享该地址，其中数据中心A的LTM为缺省设备，将发 布VIP_A的主机路由，当该LTM故障后，数据中心B的LTM上配置的External VIP-A 立即生效，将发布 VIP_A 的主机路由，同时数据中心 A 的 LTM 撤销 VIP_A 的主机路 由，以实现业务在数据中心之间的切换。每个数据中心的 LTM 同时对两个数据中心的 服务器进行探测， 通过负载均衡算法优选本数据中心内的服务器， 当本数据中心内的服 务器都故障时，选择远端数据中心的服务器提供服务。数据中心 B 中的集群的公网 IP 使用 External VIP-B ，采用类似的方式部署，此处不再赘述。
4.两个数据中心部署 GTM , GTM提供对DNS的解析，同时GTM对LTM的 状态进行健康检查，当 GTM 感知到数据中心 A 的 LTM 发生故障时，将进行 DNS 切 换，对于新的DNS请求，GTM将引导客户直接访问数据中心 B。同时，GTM支持基 于VS的负载均衡，即多个VIP提供同一服务，对应一个域名时，可以在多个 VIP之间 负载分担。
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