當洪水、地震等極端災害沖擊數據中心,導致斷電斷網,如何保障核心業務持續在線、數據不丟失?
當企業業務從單地域走向多地域、從單機房演進到多中心,高可用架構能否平滑升級、靈活擴展,而不必推倒重來?
百度智能云混合云ABCStack高可用方案,以一套可演進架構,應對不同階段業務連續性挑戰——既能在極端災難中「扛得住」保障業務和數據安全,也能隨基礎設施升級而「平滑演進」,讓高可用真正成為企業數字基座的堅實底色。
國內某領先的互聯網金融科技企業,依托該高可用方案完成了從單機房到兩地三中心的架構演進。在一次因水災導致機房斷電斷網的極端場景下,其核心業務依然保持平穩運行。
1.百度智能云混合云ABCStack高可用方案:一套架構,平滑演進
企業級私有云作為承載核心業務的數字基座,一次系統中斷可能導致千萬級交易損失、用戶流失,甚至引發監管風險。因此,高可用已成為企業運營的能力。
但高可用需求并非一成不變:業務從單區域到多地域擴張,風險從單點故障升級為區域性災難,高可用體系也必須同步成長——從單機房硬件冗余,到同城雙活數據實時同步,再到兩地三中心跨域容災。如每次升級都需重構拓撲、遷移數據,不僅耗費大量人力成本,更會引發業務停服,反而放大「不可用」風險。因此,企業需要的不僅是靜態高可用,更是能具備隨架構演進的動態、平滑擴展的高可用。
百度智能云混合云ABCStack高可用方案,通過一套統一架構,實現從單機房到多可用區,再到多地域的無縫擴展。其核心是構建一套覆蓋底層基礎設施到上層業務應用的全維度保障體系,貫穿傳輸、網絡、云平臺和業務層,實現從單機房、到同城多可用區(AZ)、再到兩地三中心(多Region)的全階段演進。
例如,當架構從單機房向同城多AZ、異地多Region演進時,無需調整或重構既有拓撲,只需在AZ/Region邊緣建立互聯通道,通過智能選路實現跨AZ/Region流量調度;云服務依托平臺的智能規劃與彈性擴縮,完成跨AZ/Region的動態重規劃與重部署,整個過程云平臺保持正常運行,從而實現「業務無感的高可用平滑升級」。
1.1三階段演進路徑:平滑升級的全場景落地
百度智能云混合云ABCStack的高可用方案覆蓋企業私有云全生命周期的不同階段,從起步階段的單機房防護,到業務擴張后的同城雙活,再到戰略級的異地容災,幫助客戶一步步提升業務韌性。企業可根據業務規模與預算選擇合適的起點,未來業務增長時,無需推倒重來,即可按需升級至更高等級的容災模式。
第一階段:單機房高可用——從起步筑牢防線
方案目標:在云平臺部署初期,資源有限、業務集中于單一數據中心。此時,高可用的核心目標是防范單機房的節點宕機、鏈路中斷等「單點故障」。企業需要建立穩固的容災基線,確保平臺具備持續承載業務的能力。
方案設計:構建全冗余機房拓撲。
網絡與傳輸冗余:線路、板卡、設備全冗余,通過「雙平面四路由」、交換機堆疊與BGP路由,實現數據通信的高可用切換。
服務于實力冗余:云平臺及業務服務離散部署,無狀態服務通過負載均衡實現自動調度,有狀態服務采用主備模型確保單點故障時自動切換。
借助單機房高可用方案,客戶可有效規避單點故障引發的系統性風險,即使遇到線路中斷或機柜斷電,業務仍能持續穩定運行,為企業后續升級打下堅實基礎。
第二階段:同城雙活高可用——業務不中斷,數據不丟失
方案目標:隨著業務體量提升,企業在同城多可用區(AZ)部署云架構,高可用不僅要防范單機房故障,還需實現跨AZ的數據實時同步與快速故障切換。
方案設計:構建「2個業務AZ+1個仲裁AZ」的3機房雙活架構。
網絡與傳輸冗余:原AZ1架構無需調整,新增的AZ2和仲裁機房沿用單機房的高可用冗余原則,并在機房間新增冗余的高速專線互聯。借助SDN技術實現流量智能調度,滿足AZ內就近訪問和可用區雙活。
服務與實例部署:通過統一云管平臺完成服務和實例的規劃落位。跨機柜部署的Region級別服務,利用跨AZ遷移能力進一步分散在每一個AZ的不同機柜,并通過負載均衡實現業務雙活。此時,為了保障服務連續性,借助仲裁機房的獨立仲裁節點構建分布式共識體系,從而保障主AZ故障時快速完成Region服務的主節點選舉。
借助同城雙活方案,即使任一機房因電力或網絡故障失聯,系統可自動切換流量與控制權至健康機房,確保業務不中斷、數據安全無損,為企業向更高級別容災升級奠定堅實基礎。
第三階段:異地容災高可用——保障極端場景下的業務連續性
方案挑戰:為應對地震、洪水等區域性災難,并滿足監管合規要求,企業在構建跨地域架構時,高可用的核心目標是實現跨地域的全域容災能力。
方案設計:構建跨區域(Region)的主備架構。
網絡與傳輸冗余:跨Region建立備份鏈路,結合全局域名切換能力,將一個完整Region作為災備中心,確保災難發生時快速切換。
服務與實例部署:通過統一云管平臺完成服務和實例的規劃落位。Global級別的服務及其數據會被重部署至多AZ、多Region中,由主Region提供服務;Region服務和AZ服務保持原有服務落位,保證主Region的每個AZ均可提供服務。
借助異地容災方案,當主Region整體失效時,全局控制流可自動切換至備Region,核心業務數據在異地完整備份,實現快速恢復。該方案不僅保障極端情況下的業務連續性,也滿足企業戰略容災和合規審計的需求。
1.2全棧四層協同:支撐平滑升級的技術內核
該方案依托傳輸、網絡、云平臺與業務層四層協同,環環相扣,實現增量部署與動態適配,確保升級無需重構系統和業務無感。
傳輸層:保障「血脈」通暢
作為承載一切的基礎,傳輸層采用「雙平面四路由」的冗余設計,無論在機房內部還是AZ/Region之間,都配備至少兩條獨立物理鏈路。一旦某條光纜意外中斷,備用鏈路可立即接管全部流量,確保通信不中斷,為上層架構提供穩定可靠的物理保障。
網絡層:實現智能調度
作為數據流動的「通道」,網絡層基于SDN技術構建智能調度體系。通過動態路由與智能流量牽引,實時為流量提供優路徑,并在故障時快速切換,保障網絡始終高效、可靠運行。
云平臺層:架構核心引擎
作為架構「中樞」,云平臺高可用的核心思想是基于服務分層和服務模型實現云服務的離散部署和動態落位,從而保障其全生命周期的有效性和連續性。
服務分層:服務分層決定云服務在云內部署時的覆蓋范圍。根據云服務的作用域及數據一致性等要求,將其劃分為Global、Region、AZ三個服務級別,該服務級別伴隨云服務的整個生命周期,在云擴建時,不同級別云服務的擴展部署范圍不同,以此實現高可用能力和資源效率的佳平衡。
例如,IAM鑒權、計費等全局服務屬于Global級別,需要實現全局(即整個云內全局)范圍的高可用,當云架構擴建時,此類服務及其數據勢必需要擴展覆蓋至云內全局,并始終保持數據的實時同步,以便在故障時快速切換;而計算實例等資源類服務的作用范圍僅在AZ內,屬于AZ級別服務,需要實現AZ范圍內的高可用,無需擴展至全局。
服務模型:服務模型決定了云服務在不同作用域內的部署落位。云服務按照架構模型和狀態模型進行部署,其內部角色需在作用域內進行跨節點、跨機柜、跨交換機、甚至跨AZ/Region的離散落位,以避免單點風險,實現穩定運行。
業務層:無縫銜接上層需求
業務層的高可用設計聚焦于算力調度、流量切換和數據同步三方面,確保業務及其關鍵數據能夠隨著云架構的變化而靈活調整資源落位并提供服務。通過這一機制,業務在擴展、遷移或切換過程中始終保持連續性與穩定性,實現業務高可用。
在算力調度方面,業務層通過多實例的離散部署,實現業務實例跨節點、跨機柜、跨交換機乃至跨AZ的分布式落位,從而保障業務在不同范圍的單點故障下仍具備高可用能力。這一點與云服務的離散部署理念一致,都是通過跨域分布來提升業務韌性。
在流量切換方面,業務可依托百度智能云提供的跨AZ負載均衡與健康探測機制,在檢測到異常時自動完成AZ級別的流量切換,確保業務不中斷。
在數據同步方面,百度智能云提供覆蓋數據庫、云主機文件系統和存儲集群的全方位數據高可用方案,以滿足不同業務場景需求。
在關鍵業務中,客戶可依托DTS數據傳輸服務實現跨域主備數據庫的實時數據同步,并通過對等連接將跨域的云主機進行網絡打通而實現云主機的在線數據同步。當災難發生時,這類業務流量可以實現業務無感的瞬時切換。
而針對一般業務場景,客戶則可采用離線同步和恢復機制,例如通過跨域volume復制、跨bucket復制實現快照與鏡像備份,當災難發生時,在拉起云資源的同時即可完成數據恢復,確保業務快速回歸。
2.某金融企業的高可用架構演進實踐
2.1三階段演進:從基礎冗余到金融級容災的層級躍升
作為國內領先的互聯網金融科技企業,客戶D的業務覆蓋信貸、理財、支付等核心金融場景,服務超數億用戶。伴隨業務高速擴張,其私有云架構完成從單機房集中部署到「兩地三中心」的架構演進,全棧高可用體系實現「從抵御單點硬件故障」到「抵御區域級災難」的全場景容災突破,達成RPO≈0(數據零丟失)與秒級RTO(業務秒級恢復)的金融級容災能力。
回溯架構演進歷程,客戶D的高可用體系建設并非一蹴而就,而是通過兩次關鍵能力躍升,逐步構建金融級全場景容災:
一次躍升:從單可用區到同城三可用區,筑牢同城容災基礎
客戶D在云平臺初建階段采用單可用區(AZ)架構,服務與流量集中于同一數據中心。雖滿足初期需求,但單機房故障可能引發的業務中斷風險,始終是技術團隊重點關注的問題。
為破解這一痛點,基礎設施技術團隊迅速啟動雙可用區改造,并突破性引入當時行業內尚未廣泛應用的「仲裁可用區」機制——通過「雙活可用區承載業務流量+仲裁可用區保障數據一致性與故障決策」的協同模式,構建「雙活+仲裁」三可用區架構,將容災能力從「抵御單點硬件故障」升級至「抵御同城機房級故障」,具備同城級容災能力。
第二次躍升:從同城容災到跨區域容災,落地金融級「雙城三中心」
隨著金融監管對業務連續性要求的不斷提升,以及極端自然災害(如地震、洪水)等區域級風險的應對需求,客戶D啟動跨區域(Region)容災建設。
通過將核心業務系統、數據同步部署于兩個地理隔離的區域,搭配實時數據同步與毫秒級流量切換,全面覆蓋城市級、區域級故障——任一區域遭遇極端災害,備用系統可即時接管業務,確保服務不中斷、數據不丟失。此次升級標志著客戶D正式建成金融級「雙城三中心」高可用體系,容災能力達到行業水平。
2.2實戰檢驗:極端水災中的韌性表現與能力升級
多年前的一次華北特大水災中,客戶D的機房因進水導致電力設施損毀,全機房斷電斷網,在此極端災難下,基于百度智能云混合云ABCStack高可用方案搭建的容災機制瞬間啟動——業務、數據、云服務等瞬時由異地機房順利承接,核心業務全程零中斷,信貸、理財、支付等服務始終平穩運行,不僅成功抵御了突發災害沖擊,更以實際表現驗證了架構設計的可靠性。
洪水過境后,基于預先建立的「全鏈路服務觀測與可用性驗證體系」和「常態化容災演練與應急預案」,百度智能云一時間響應:一方面依托平臺的可觀測性與彈性能力快速完成擴縮容,保障業務流量平穩承接;另一方面高效推進受損機房的服務恢復,大程度降低故障影響。
3.結語
真正的高可用,不只是能抗住今天的挑戰,更是保障企業未來每一次演進都能從容前行。百度智能云混合云ABCStack高可用方案,從平臺建設初期采用統一架構,幫助客戶輕松完成高可用升級——從單機房到同城雙活,再到兩地三中心,全程無需重構拓撲、不中斷核心業務,按需擴展即可,讓高可用升級不再是難題。
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