異地多活場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)庫(kù)方案

隨著云計(jì)算的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多信息系統(tǒng)選擇部署在云計(jì)算環(huán)境下，因此基于云產(chǎn)品為信息系統(tǒng)的服務(wù)能力和數(shù)據(jù)質(zhì)量提供保障尤為重要。為了防止災(zāi)難性的故障如火災(zāi)、洪水、地震、區(qū)域電力中斷或者人為破壞等對(duì)信息系統(tǒng)造成不可挽回的破壞，需要構(gòu)建容災(zāi)系統(tǒng)來(lái)保障信息系統(tǒng)的可用性和安全性。

2007年，國(guó)務(wù)院信息化辦公室聯(lián)合銀行、電力、民航、鐵路、證券等八大重點(diǎn)行業(yè)，制定發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20988-2007《信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》，明確規(guī)定了容災(zāi)能力的6個(gè)等級(jí)要求。企業(yè)在構(gòu)建容災(zāi)系統(tǒng)時(shí)往往會(huì)參考國(guó)標(biāo)等級(jí)，或者以此作為合規(guī)要求。然而，大部分傳統(tǒng)容災(zāi)方案如同城容災(zāi)、同城雙活、異地容災(zāi)、兩地三中心等很難達(dá)到國(guó)標(biāo)5-6級(jí)要求，同時(shí)還存在成本浪費(fèi)，災(zāi)備單元健壯性不足等問(wèn)題。

異地多活是新一代的容災(zāi)解決方案，在保證業(yè)務(wù)持續(xù)高可用的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化、地域級(jí)水平擴(kuò)展、持續(xù)高可用等能力，本文會(huì)著重介紹阿里云主流數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品在異地多活場(chǎng)景下的解決方案。

異地多活從業(yè)務(wù)視角來(lái)看是通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)做自頂向下的流量隔離來(lái)實(shí)現(xiàn)的，按照某一個(gè)分流維度對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行劃分，并路由到不同的地域。整個(gè)部署架構(gòu)分多個(gè)地域，每個(gè)地域稱之為一個(gè)單元，其中某個(gè)單元又承擔(dān)著整個(gè)多活架構(gòu)的邏輯中心角色，提供一些中心化的服務(wù)能力（如sequence_分發(fā)，強(qiáng)一致讀服務(wù)等）。每個(gè)單元內(nèi)的業(yè)務(wù)架構(gòu)分為接入層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層：

• 接入層

  業(yè)務(wù)流量通過(guò)租戶側(cè)DNS解析后按照權(quán)重分配到不同單元的接入層，進(jìn)入接入層后，通過(guò)解析請(qǐng)求header/cookie中的分流標(biāo)，對(duì)比自定義的分流規(guī)則，判斷請(qǐng)求是否歸屬本單元，若歸屬本單元?jiǎng)t走到本單元的服務(wù)層。否則流量需要轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)端單元，根據(jù)不同的內(nèi)網(wǎng)連通性可以走upstream或304跳轉(zhuǎn)。

• 服務(wù)層
  服務(wù)層部署的是業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，包括中間件等。如果使用了阿里云的中間件如CSB、RPC框架、MQ等，可以通過(guò)相應(yīng)產(chǎn)品的多活接入能力實(shí)現(xiàn)在服務(wù)層的流量路由和糾錯(cuò)。針對(duì)RPC服務(wù)，在多活場(chǎng)景中分為：?jiǎn)卧?wù)、中心化服務(wù)、普通服務(wù)三類：

  • 單元化服務(wù)：每個(gè)單元內(nèi)完全自治的服務(wù)，是多活場(chǎng)景下的主要服務(wù)類型，會(huì)對(duì)流量進(jìn)行單元?dú)w屬判斷，并進(jìn)行流量糾錯(cuò)。
  • 中心化服務(wù)：強(qiáng)依賴中心單元的服務(wù)，流量都會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到中心單元，通過(guò)中心單元的服務(wù)訪問(wèn)中心單元的數(shù)據(jù)層。
  • 普通服務(wù)：不做任何改造的服務(wù)，在本單元內(nèi)進(jìn)行服務(wù)調(diào)用，并訪問(wèn)本單元的數(shù)據(jù)層。

  支持多活能力的主要服務(wù)類型是單元化服務(wù)，但是當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，可能難以實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)模塊均按某一個(gè)維度劃分，或者某些業(yè)務(wù)服務(wù)必須要單點(diǎn)部署以避免分布式部署的一致性問(wèn)題，此時(shí)可由中心化服務(wù)和普通服務(wù)提供相應(yīng)能力支持。

• 數(shù)據(jù)層

  數(shù)據(jù)層解決數(shù)據(jù)庫(kù)跨地域的部署與同步問(wèn)題，并在災(zāi)難發(fā)生時(shí)對(duì)流量切換動(dòng)作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量保護(hù)策略。針對(duì)上層業(yè)務(wù)不同的服務(wù)類型提供UNIT和COPY兩種數(shù)據(jù)同步策略：

  UNIT類型：每個(gè)單元部署獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，單元之間通過(guò)DTS進(jìn)行數(shù)據(jù)【雙向】實(shí)時(shí)同步，保持每個(gè)單元都有全量數(shù)據(jù)，每個(gè)單元均可進(jìn)行讀寫(xiě)操作，讀寫(xiě)流量會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)定制的分流策略進(jìn)行單元寫(xiě)保護(hù)，這種同步策略用于支持服務(wù)層的單元化服務(wù)類型，是多活場(chǎng)景的核心同步策略。

  COPY類型：每個(gè)單元部署獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，單元之間通過(guò)DTS進(jìn)行數(shù)據(jù)【單向】實(shí)時(shí)同步，保持每個(gè)單元都有全量數(shù)據(jù)，中心單元可進(jìn)行讀寫(xiě)，非中心單元只提供讀服務(wù)。這種同步策略用于支持中心化服務(wù)和普通服務(wù)，中心化服務(wù)路由回中心執(zhí)行，普通服務(wù)可在單元內(nèi)進(jìn)行讀。

方案價(jià)值

成功案例之聯(lián)通新客服

聯(lián)通新客服系統(tǒng)承擔(dān)著聯(lián)通全國(guó)的客服業(yè)務(wù)，對(duì)持續(xù)高可用能力有極高要求，同時(shí)也是聯(lián)通向全站高可用演進(jìn)的起點(diǎn)，其業(yè)務(wù)特點(diǎn)以TP業(yè)務(wù)為主。

客戶基于此方案，整合RDS、PolarDB-X 1.0、DTS、MSHA產(chǎn)品能力，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)新客服系統(tǒng)7個(gè)業(yè)務(wù)中心的多活能力。

• RDS、PolarDB-X 1.0承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并對(duì)接多活管控系統(tǒng)。
• DTS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨城實(shí)時(shí)同步和狀態(tài)上報(bào)。
• MSHA實(shí)現(xiàn)多活流量管控和容災(zāi)切換動(dòng)作。

• 聯(lián)通新客服系統(tǒng)的接入中心、外呼中心、業(yè)務(wù)支撐等7個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)按地域多活分流。
• 實(shí)現(xiàn)多次容災(zāi)演練，對(duì)多個(gè)省份進(jìn)行切流，秒級(jí)完成切換，數(shù)據(jù)0丟失。
• 客戶部署了兩單元，常態(tài)兩個(gè)單元均承載業(yè)務(wù)流量，充分利用兩單元的資源。