6月9日，信服雲容災技術負責人XiaSiming 在信服雲《Tech Talk · 雲技術有話聊》系列直播課上分享了《深信服混合雲容災技術解析》，詳細介紹了信服雲容災的價值、混合雲容災技術介紹、容災場景實踐等內容。以下是他分享的內容摘要，想要了解更多可以關注“深信服科技”公眾號觀看直播回放。

**一、容災價值**

隨著網際網路業務的蓬勃發展，雲端計算平臺承載著使用者的更多業務，容災在很大程度上可以保障使用者的業務安全。

容災包括合規要求、安全事件、災難故障等，針對運維人員少、技術水平有限、預算有限等問題，信服雲容災技術方案為使用者打造了簡單、可靠、靈活、高價效比的解決方案。

信服雲容災主要以下四個特點：

簡單易用：為使用者提供雲平臺一體化的運維體驗，不需要專業的災備能力也能實現災備。

安全可靠：確保資料一致性，容災恢復效果，閒時可驗證，及時可恢復。

靈活配置：靈活的災備策略（CDP、定時備份）、保留策略，滿足本異地分級保護需求。

高價效比：相比自建機房，整體成本更優，上限實施更快，且可提供貼身運維式服務，降低使用者自身運維壓力。

**混合雲容災技術介紹**

容災是指虛擬機器在生產中心（主站點）儲存一份備份，同時在容災中心（備站點）儲存一份副本。隨時可以在主站點和備站點根據需要透過備份來恢復虛擬機器，當使用者虛擬機器業務因意外停止工作時，可以透過切換站點使業務繼續正常工作的系統。

深信服混合雲容災當前實現的是虛擬機器級別的容災。在容災過程中，使用者虛擬機器業務不會受到影響。

根據業務重要程度的不同，可以實現不同RPO(Recovery Point Object)的容災保護級別。容災保護可以分為備份保護和CDP保護（持續資料保護）。容災恢復包括災難恢復和計劃內恢復；恢復後虛擬機器執行在備站點。當主站點恢復正常後，可將業務虛擬機器從備站點回遷到主站點執行。

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容災流程操作的第一步是建立一個容災保護策略。將需要保護的虛擬機器加入到容災保護策略中。根據虛擬機器業務的重要程度，定義容災保護的RPO。建立容災保護策略後，會在備站點同時建立一個對應的容災備機。容災保護根據RPO的不同要求，有備份保護和CDP保護。

在備份保護過程中，會透過bitmap來讀取虛擬機器磁碟上新增的I/O資料，轉化成qcow2儲存在主站點的備份儲存上。同時定時將該備份檔案傳輸到備站點的備份儲存上進行儲存。

在CDP保護過程中，當受保護的業務有IO操作時，會將所有的IO操作透過日誌檔案的形式儲存到主站點儲存塊上。同時實時將IO檔案傳輸到備站點的儲存塊上進行儲存。當主站點發生災難時，需要在備站點恢復虛擬機器業務。透過傳輸到備站點的備份點快速恢復虛擬機器，同時對虛擬機器進行開機操作。主站點恢復正常後，將執行在備站點的虛擬機器回遷到主站點。此外，也會對備站點虛擬機器進行一次備份，確保回遷後的虛擬機器不丟失資料，然後再將備站點的增量備份傳輸回主站點，最後在主站點進行覆蓋恢復。

備份分為全量備份、增量備份。在全量備份過程中，虛擬機器會在BITMAP將磁碟資料的全部資料塊都標記為髒，然後將全量資料從虛擬機器執行儲存中讀取出來，寫入到qcow2備份檔案中。在此期間，虛擬機器在備份過程中會監控磁碟資料塊的變化情況，並記錄在BITMAP中，便於後續進行增量備份。在增量備份中，虛擬機器會透過BITMAP讀取磁碟上的增量髒資料，將資料寫入備份儲存的qcow2檔案中，同時透過BITMAP記錄新的髒資料塊。一般情況下，在某個儲存首次備份或者某個備份點損壞時，才會進行全量備份，其他情況一般都進行增量備份。

對於CDP備份，虛擬機器所有的I/O操作落盤後，複製出一份I/O，寫入到指定配置的I/O日誌儲存中，將I/O操作記錄成I/O日誌檔案儲存。

CDP備份過程中，會實時記錄I/O日誌，定期（最短1s）生成一致性的RP點。CDP只記錄使用者進行的I/O操作，但並不會去記錄原始磁碟的狀態。需要依賴虛擬機器所做的備份點。IOLOG和備份點相結合，才能真實還原某個時間點磁碟的真實狀態。

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信服雲CDP備份優勢體現在這五個方面：

1.同時進行虛擬機器IO資料備份

虛擬機器啟動時，不需要等待CDP資料同步完成，就可以開啟業務，同時進行虛擬機器IO資料的備份。

2.快取非同步複製

對虛擬機器的IO資料採用了快取非同步複製技術，開啟CDP功能後，會從qemu的block層複製IO資料到iolog buffer，然後由cdp_worker服務非同步寫入到iolog系統，整個過程對虛擬機器的io效能無任何影響。

3.虛擬機器的CDP能夠動態開啟和關閉

虛擬機器的CDP能夠動態開啟和關閉，在實際使用中會比較靈活。例如，對正在執行的虛擬機器，不需要重啟或中斷業務，就可以開啟CDP。

4.虛擬機器與CDP在邏輯上進行故障隔離

虛擬機器與CDP在邏輯上進行了故障隔離，當CDP模組出現故障時，不會影響虛擬機器的業務。當故障消除後，CDP模組會自動恢復執行。

5.快速瀏覽指定CDP備份內的檔案

支援快速瀏覽指定CDP備份內的檔案，方便使用者快速從CDP備份中獲取資料檔案。

由於備份記錄的是一段時間磁碟資料的變化量，那麼備份點就會存在冗餘資料，為了儘量減少冗餘量，合理利用儲存資源，需要對備份進行定期清理。清理備份是根據備份點的時間，從最早的備份點開始清理。依賴QEMU COMMIT的原理，將前一個備份跟後一個備份進行合併，去掉其中重複的資料。容災主站點的IOLOG的清理，是直接刪除I/O日誌。而備站點是透過回放的方式，將IOLOG合併成一個備份。

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在資料傳輸最佳化上，信服雲使用效能更高的lz4來替換原生的zlib壓縮演算法，將單核的壓縮性從100MB/s提升到700MB/s，同時滿足萬兆頻寬場景，QEMU壓縮執行緒的CPU消耗從1000%降低到200%。

**三、容災場景實踐**

容災場景實踐分為本地資料中心容災到雲上、雲上跨區域容災、雲上容災到本地資料中心。

本地資料中心容災到雲上

該場景主要針對的是使用者的業務執行線上下資源池，需要將線下的資源池的業務容災到線上的信服雲上。此時需要在使用者線下和線上之間，打通鏈路後將線下的業務資料備份透過容災閘道器傳輸到線上的資料中心中，然後儲存線上上的共享儲存中，當使用者出現故障時，即可隨時從線上的共享儲存拉起虛擬機器，將業務恢復到線上的資料中心。當需要將線上的資料回遷回線下資料中心時，可將線上資料中心虛擬機器產生的髒資料透過容災閘道器回遷到線下的資料中心，整個流程即可對使用者的線下資源池進行業務保護。

雲上跨區域容災

雲上跨區域容災該場景主要針對的是使用者本身的業務虛擬機器已經執行在信服雲的雲平臺上。當使用者需要將信服雲平臺上的資料容災到另外一個資源池，實現異地容災，以確保資料的安全性。此時需要將線上的兩個資料中心之間鏈路進行打通，打通後線上資料中心A可以將使用者的業務資料透過容災閘道器容災到線上資料中心B以達到容災的效果。

雲上容災到本地資料中心

此場景主要針對的是使用者的業務執行已經執行在信服雲的雲平臺上。使用者需要將雲上的業務容災到異地的線下的私有云場景，此時使用者的業務執行在信服雲的雲平臺上，需要先打通訊服雲平臺跟線下的私有云之間的網路鏈路，透過信服雲容災閘道器將線上的業務資料從共享儲存中讀取出來生成備份，然後將備份傳輸到線下資源池中，儲存到線下資源池的備份儲存中。當出現業務故障時，可隨時線上下資源池透過恢復拉起的方式將線下虛擬機器線上下資源池進行拉起，拉起完成後可隨時將線下的資料透過容災閘道器回遷到線上的資料中心，以達到故障容災的效果。

以上是信服雲在混合雲容災過程中的技術方案和實踐介紹。想要了解更多可以關注“深信服科技”公眾號觀看直播回放。

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