重磅干货：OPENSTACK与DRaaS典型架构与设计
随着IT基础架构在新时代中的发展，采用云计算替代传统基础架构的趋势已日渐明显。其中以OpenStack为首的开源云正在逐步靠近各类IT业务系统的核心，承担起更加重要的角色。
随着OpenStack内部架构的逐步完善，对于核心业务的容灾需求也应当被加入到整个架构当中。在以OpenStack为基础的容灾架构中不仅涵盖业务的数据和应用，还包括云主机配置，认证授权，网络等等容灾云的元素。OpenStack容灾架构的部署，对于提高IT业务的可靠性，可用性和连续性至关重要。
本文主要介绍OpenStack在DR灾难恢复场景下对应的技术解决方案，以及OpenStack灾难恢复服务DRaaS的规划、实施和建设。
一、DRaaS的思想和原则
（一）几个概念
灾难（Disaster）是由于人为或自然的原因，造成一个数据中心内的信息系统运行严重故障或瘫痪，使信息系统支持的业务功能停顿或服务水平不可接受、达到特定的时间的突发性事件，通常导致信息系统需要切换到备用场地运行。
灾难恢复（Diaster Recovery）是指当灾难破坏生产中心时在不同地点的数据中心内恢复数据、应用或者业务的能力。
容灾是指除了生产站点以外，用户另外建立的冗余站点，当灾难发生，生产站点受到破坏时，冗余站点可以接管用户正常的业务，达到业务不间断的目的。为了达到更高的可用性，许多用户甚至建立多个冗余站点。
衡量容灾系统有两个主要指标：RPO（Recovery Point Objective）和 RTO（Recovery Time Object），其中 RPO代表 了当灾难发生时允许丢失的数据量，而 RTO 则代表了系统恢复的时间。RPO 与 RTO 越小，系统的可用性就越高，当然用户需要的投资也越大。
（二）容灾级别
| 级别 | 定义 | RTO |
| 数据级 | 指通过建立同城／异地容灾中心和数据的远程备份／复制，在灾难发生之后要确保原有的数据不会丢失或者遭到破坏。容灾切换时需要重新部署云主机，利用备份／复制数据恢复业务运行。 | RTO 最长（若干小时） |
| 应用级 | 在数据级容灾的基础之上，在备份站点同样构建一套相同的OpenStack云，通过数据复制技术，保证关键应用在允许的时间范围内恢复运行，尽可能减少灾难带来的损失。 | RTO 中等（若干分钟） |
| 业务级 | 全业务的灾备，将灾备的范围扩大到整个Animbus OpenStack云。通过对控制节点元数据的复制，恢复一个完整的云环境，以及云上的所有组件和业务系统。 | RTO 最小（若干分钟或者秒） |
（三）设计目标
设计的目标是通过部署DRaaS服务，能够满足并支撑：
- 实现云主机与云硬盘数据跨站点备份／复制，确保灾难发生后，防止数据丢失或遭到破坏。
- 实现OpenStack云容灾能力，云主机和数据具有异地恢复能力，提高系统的可靠性和连续性。
- 优化DRaaS部署方式，提供模块化，可选择，可扩展的部署方式。提供一体化管理界面和可视化管理能力。
二、架构与设计
（一）DRaaS容灾架构
DRaaS容灾架构通过将Animbus OpenStack划分成三个层次，虚拟化层，控制层，管理层。虚拟化层集合了Animbus OpenStack的虚拟化资源，包括计算，存储和网络资源，属于容灾架构的核心层；控制层融合了Animbus OpenStack的管理组件，包括计算，认证，网络，存储，镜像等，属于容灾架构的中间层；管理层提供了对于整个DRaaS容灾环境的集中管理与监控，属于容灾架构的管理层。
在主备容灾两个Animbus OpenStack 环境之间，采用分层的容灾技术结构，包括云存储复制技术，云系统复制技术，云管理同步技术。通过整体容灾架构的部署，使得主备Animbus OpenStack环境具备容灾切换的能力。
DRaaS架构示意图
（二）DRaaS容灾分级
DRaaS容灾架构可以根据业务场景和需求，实现三个不同等级的容灾级别。包括：
数据级容灾DRaaS of Data
通过采用云存储复制技术，实现对Animbus OpenStack的数据级容灾。在灾难发生时，需重新部署云主机，利用Animbus OpenStack存储上的容灾数据实现数据恢复。这种方案价格最为低廉，RTO时间较长（若干小时）
应用级容灾DRaaS of Application
通过采用云系统复制技术，实现对Animbus OpenStack的应用级容灾。在灾难发生时，可以直接恢复云主机以及Animbus OpenStack后台存储的数据，局部或者全部恢复业务应用系统环境。这种方案价格相对经济，RTO时间较短（若干分钟）
业务级容灾DRaaS of Business
通过采用云管理同步技术，实现对Animbus OpenStack云环境的业务级容灾。在灾难发生时，通过容灾转移一键切换，可以快速的恢复整个Animbus OpenStack云平台环境。这种方案价格相对昂贵，RTO时间最短（若干分钟或秒）
三、容灾DRaaS的应用
（一）灾难定义
在信息系统服务时间段内，生产环境出现严重故障，系统中断，无法在短时间内本地恢复，可以通过启用同城灾备（异地灾备）环境实现业务的接管，可以根据灾难决策，实施灾难切换操作。
由于每次灾难产生的原因，影响的范围和时间长度，以及应对措施的差异。需要在制定容灾方案中，事先假设对于灾难场景的预设，然后可以根据不同的灾难场景，制定容灾方案以及灾难恢复计划。
（二）灾难场景
在DRaaS的容灾架构中，已经预设了多样的灾难场景，以及与之对应的容灾架构设计和容灾方案。通过这些容灾体系的建设，可以使整个Animbus OpenStack应对多样的灾难场景，实现快速的，安全的容灾切换。
- 第一类-自然灾害，例如：火灾，水灾，地震……
- 第二类-核心基础架构故障，例如：数据中心停电、核心存储宕机、广域网络中断、内部网络瘫痪、空调系统宕机……
- 第三类-单个系统故障，例如：操作系统或者数据库系统崩溃、服务器硬件故障造成的宕机……
（三）DRaaS在实际灾难场景中的应用例子
某公司数据中心停电
案情：
由于电力故障，使其数据中心机房大面积停电。决定将IT业务系统整体容灾切换到位于另一处的备用数据中心。
在主备数据中心之间部署了基于Animbus OpenStack的DRaaS for Bussiness容灾环境，通过启用容灾环境的Animbus OpenStack云，迅速恢复原有的业务系统。保证业务应用的持续运行。
容灾恢复过程
灾难发生，业务应用出现无响应状态。
收集系统信息辅助决策，触发容灾切换方案。
关闭主中心Animbus OpenStack应用服务，断开数据复制线路。
恢复Animbus OpenStack备中心，并恢复业务访问。