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面向通信云

的存储容灾方案及部署策略研究

1概述

5G作为重要的信息基础设施，在全球得到了广泛的发展。据GSA统计，截至2021年4月，全球已有68个国家的162个运营商推出5G服务。5G商用部署速度超过以往任何一代移动通信技术。随着5G的快速商用部署，通信云作为全面支撑4G/5G核心网、创新型业务平台、管理平台等网络云化部署需求的基础设施，如何在保证网络及数据的安全可靠性的同时又能

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收稿日期：2021-08-30

灵活部署，是当前运营商的重大课题之一。研究通信云存储容灾技术是为了平衡网络运营

成本和网络服务质量，同时也是在核心网虚拟化后，对新型网络安全可靠性的探索。与此同时，对运营商网络安全和健壮性的考量也不能仅局限于网元是否具备相应容灾功能，而应该对网络整体进行综合能力评估，其中可能包括对网络整体短板的判断、对网络冲击的防御机制、对虚拟化网络硬件层和虚拟层的容灾能力评估以及对其他异常场景的模拟和预判等［1］。

由于业务种类比较多，虚拟化的通信网元部署复杂，存储数据类型不同，本文将从运营商的业务分类

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入手，分析通信云的存储容灾部署方案。

2通信云存储设备的容灾手段

2.1存储设备形态

根据硬件部署形态，存储设备可以划分为集中式存储与分布式存储2类。

2.1.1集中式存储

应用主机

业务网交换机

…

业务网交换机

业务网（外部网络）数据网（内部网络）集群管理网

以磁盘阵列设备作为资源池中集中式的存储设备，通过存储网络（SAN）向主机提供存储容量，其主要组件如下。

a）控制器：包含CPU、内存、接口卡、前后端接口

存储节点 存储节点 存储节点 存储节点

…

（前端接口和交换机连接，后端接口和盘框连接）。

b）盘框（硬盘）：主要存储设备，磁盘阵列设备提

管理网交换机 数据网交换机

数据网交换机

供机械硬盘（HDD）或固态硬盘（SSD）槽位，盘框通过

NL-SAS、SAS等接口类型与控制器连接。

集中式存储组网形态如图1所示。

主机

HBA卡 网卡

图2分布式存储组网形态

式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和数据备份技术。

2.2.2分布式存储

分布式存储硬件由通用服务器和通用网络设备构成，其可靠性保障机制如下。

FC交换机

盘框控制器CPU 内存

盘框

控制器

以太网交换机

CPU 内存接口卡

a）设备冗余：多网络设备、多链路、多存储节点冗余，确保任意部件发生故障业务不中断，数据在系统内不同存储节点上均衡分布从而保障节点间负载均衡。

图1集中式存储组网形态

2.1.2分布式存储

分布式存储基于服务器集群构建，存储服务器节点之间通过网络连接形成存储资源池，其组网形态如图2所示。

2.2存储设备容灾手段

2.2.1集中式存储

集中式存储的可靠性机制如下。

a）端到端冗余：在前端接口、控制器、电源、内部链接上通过多路径实现冗余，确保任意部件发生故障业务不中断。

b）数据保护：独立磁盘冗余阵列（RedundantAr?rayofIndependentDisks，RAID）通过条带（RAID0）、镜像（RAID1）、校验计算（RAID5/RAID6/RAIDTP）等多种技术，把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方

b）数据保护：通过多副本技术或校验码技术进行

数据的冗余备份。

2.2.3多存储系统间容灾手段

存储双活方案包括2套存储系统，提供实时数据备份。1台主机可同时访问2个副本，任意副本故障不影响业务。2套存储可独立部署存储层双活方案，也可以结合上层应用（包括网络层）的双活设计，形成数据中心双活解决方案。

存储双活方案关键技术指标如下。

a）数据恢复点目标（Recoverypointobjective，RPO）：主要指的是业务系统所能容忍的数据丢失量。

b）恢复时间目标（Recoverytimeobjective，RTO），是指通信云业务网元所能容忍的业务系统停止服务的最长时间，也就是灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间。

运营商根据不同技术指标要求，可制定不同容灾方案。技术指标及相应方案如表1所示，不同容灾手段组网方式如图3所示。

Active

表1通信云业务网元分类

灾备方案技

灾备方案

技术指标

部署距离

同DC内双活/主备

RPO=0，RTO=0

同DC

同城双活

RPO=0，RTO≈0

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