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數(shù)據(jù)中心應(yīng)急關(guān)機(jī)處置方案研究

文檔作者：楊大為肖安洪張娜馮云嬌彭輝文檔來源：中國核動力研究設(shè)計(jì)院核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月23日
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2015年5月
第44卷第5期
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程
Machine Design and Manufacturing Engineering
May．2015
V01．44 N0．5
DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．012
數(shù)據(jù)中心應(yīng)急關(guān)機(jī)處置方案研究
楊大為，肖安洪，張娜，馮云嬌，彭輝
(中國核動力研究設(shè)計(jì)院核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610041)
摘要：介紹了數(shù)據(jù)中心在遇到突發(fā)情況時(shí)，為確保信息系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)安全、高效地完成停機(jī)操
作，如何通過制定應(yīng)急關(guān)機(jī)計(jì)劃，以此避免由于次生災(zāi)害對數(shù)據(jù)中心帶來的進(jìn)一步損失，為系統(tǒng)
的運(yùn)行安全和數(shù)據(jù)的存儲安全提供技術(shù)保證。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；容災(zāi)處理；緊急關(guān)機(jī)
中圖分類號：TP311．5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095—509X(2015)05—0052—03
隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的迅猛發(fā)展，種類繁多的
信息系統(tǒng)已成為各單位日常工作開展的必要條件。
目前，具備大數(shù)據(jù)處理、多應(yīng)用集成等特點(diǎn)的數(shù)據(jù)
中心，已經(jīng)成為眾多單位信息化建設(shè)的主要目
標(biāo)?。考慮到由于信息系統(tǒng)自身存在的缺陷、脆
弱性以及可能面臨的外界威脅，使信息系統(tǒng)容易受
到各種已知或未知的威脅而導(dǎo)致信息安全事件的
發(fā)生，那么就應(yīng)該制定應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，將可能的損
害降至最低 J。
應(yīng)急關(guān)機(jī)作為應(yīng)急響應(yīng)過程的處置手段之一，
是每個(gè)數(shù)據(jù)中心都必須考慮的問題，尤其是面對地
震、電力中斷等極端環(huán)境時(shí)，但是應(yīng)急關(guān)機(jī)和恢復(fù)
絕不是關(guān)閉／開啟電源這么簡單。
隨著信息化技術(shù)的不斷提高，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模
和復(fù)雜程度也逐步增大。以某單位數(shù)據(jù)中心為例，
目前中心機(jī)房部署的服務(wù)器、小型機(jī)、工作站、網(wǎng)絡(luò)
設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備等共計(jì)百余套，其上承載的軟
件除與日常業(yè)務(wù)處理相關(guān)的辦公軟件外，還包括科
研工程所需的超算平臺、知識管理和協(xié)同研發(fā)等多
套應(yīng)用系統(tǒng)；同時(shí)，考慮到緊急關(guān)機(jī)情況下，可能還
有大量事務(wù)在數(shù)據(jù)中心執(zhí)行，如何及時(shí)地取消未執(zhí)
行作業(yè)，并將正在執(zhí)行作業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果最大化
地進(jìn)行持久化保存，這都是需要仔細(xì)考慮的方面。
本文針對上述問題，從實(shí)際工作出發(fā)，對應(yīng)急
關(guān)機(jī)所面臨的策略制定、活動執(zhí)行和系統(tǒng)恢復(fù)等行
動項(xiàng)進(jìn)行逐一闡述，為處置方案提供合理的技術(shù)解
決思路。
1 應(yīng)急計(jì)劃制定
為確保應(yīng)急關(guān)機(jī)要求的正確實(shí)施，其活動劃分
應(yīng)包含以下幾方面內(nèi)容。
1．1 人員職責(zé)
數(shù)據(jù)中心應(yīng)組建應(yīng)急響應(yīng)小組，由1名總指揮
和若干操作員構(gòu)成?？傊笓]負(fù)責(zé)緊急關(guān)機(jī)時(shí)小組
成員的召集和突發(fā)情況下工作的協(xié)調(diào)。各操作員
按照應(yīng)用系統(tǒng)、服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)據(jù)存儲
等實(shí)際情況進(jìn)行責(zé)任劃分，落實(shí)所有關(guān)機(jī)操作的全
覆蓋。
考慮到緊急關(guān)機(jī)時(shí)，受操作時(shí)間、場地空間和
機(jī)房KVM接人授權(quán)的多方面限制，在人員配置
上，操作員人數(shù)不宜過多。因此，這需要操作員專
業(yè)技術(shù)過硬，能完成對同類型或多類型系統(tǒng)及設(shè)備
的應(yīng)急操作。同時(shí)，在應(yīng)急響應(yīng)小組組建時(shí)，應(yīng)保
證各職責(zé)崗位滿足A、B角色設(shè)定，防止因?yàn)槿藛T
休假、出差等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)急關(guān)機(jī)操作無法正常
執(zhí)行的情況出現(xiàn)。
當(dāng)人員職責(zé)劃分完畢后，應(yīng)將上述信息以文件
的方式進(jìn)行記錄并予以發(fā)布，使其制度化、規(guī)范化，
確保每個(gè)責(zé)任人知曉其職責(zé)范圍。
1．2 策略制定
一個(gè)切實(shí)可行的關(guān)機(jī)策略是保障緊急情況下
迅速完成關(guān)機(jī)操作的基礎(chǔ)指導(dǎo)，但是沒有一個(gè)策略
可以滿足所有數(shù)據(jù)中心的操作需求，只有具體問題
具體分析，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，制定與其匹配的關(guān)
機(jī)策略。
收稿日期：2015—02—02
作者簡介：楊大為(1983一)，男，四川宜賓人，中國核動力研究設(shè)計(jì)院工程師，碩士，主要從事核動力裝置軟件研發(fā)及高性能計(jì)算技術(shù)應(yīng)用工
作。
· 52 ·
2015年第5期 楊大為：數(shù)據(jù)中心應(yīng)急關(guān)機(jī)處置方案研究
因此本文僅對關(guān)機(jī)策略制定過程中具備共通
性的要點(diǎn)及環(huán)節(jié)進(jìn)行描述。
1．2．1 關(guān)機(jī)流程制定
在數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用與應(yīng)用、應(yīng)用與設(shè)備、設(shè)備與
設(shè)備之間普遍存在著依賴關(guān)系。違反依賴關(guān)系的
關(guān)機(jī)流程很可能造成運(yùn)行數(shù)據(jù)的遺失和破壞。最
典型的例子即為數(shù)據(jù)庫服務(wù)，一旦非正常終止，所
有依賴該服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)其運(yùn)行數(shù)據(jù)將無法進(jìn)行
持久化保存。所以梳理數(shù)據(jù)中心各業(yè)務(wù)的依賴關(guān)
系，按次序關(guān)機(jī)是流程制定的關(guān)鍵。
同時(shí)，為盡量縮短關(guān)機(jī)時(shí)間，應(yīng)將彼此相對獨(dú)
立的系統(tǒng)并行實(shí)施操作。如該單位的超算平臺與
日常辦公系統(tǒng)兩者關(guān)聯(lián)不大，完全可以獨(dú)立并行操
作，如圖1所示。
脯>]
辦公系統(tǒng) 超算平臺
J終tkWeb~ I l關(guān)閉登錄節(jié)點(diǎn)l
●
l終止后臺服務(wù)l }清退計(jì)算任務(wù)f
●
業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)
l終止數(shù)據(jù)庫服務(wù)l f關(guān)閉計(jì)算節(jié)點(diǎn)i
●
i終止AD服務(wù)l f關(guān)閉管理節(jié)點(diǎn)}
● ●
f 基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)
l磁 點(diǎn)H磁釜 列H阿 備I
南
圖1 關(guān)機(jī)流程示例
除此之外，應(yīng)根據(jù)每個(gè)關(guān)機(jī)步驟預(yù)估其耗時(shí)，
細(xì)化各節(jié)點(diǎn)的里程碑時(shí)間。通過上述操作，可以為
緊急關(guān)機(jī)操作提供明確的量化指標(biāo)：一方面，通過
各操作節(jié)點(diǎn)時(shí)間的累加，可以確定該關(guān)機(jī)策略的總
耗時(shí)是否超過UPS、柴油發(fā)電機(jī)等應(yīng)急設(shè)備提供的
最長保障時(shí)間，以此檢驗(yàn)該策略的技術(shù)可行性；另
一方面，在關(guān)機(jī)過程中，難免出現(xiàn)執(zhí)行異?，F(xiàn)象，此
時(shí)應(yīng)急小組總指揮需要根據(jù)該數(shù)據(jù)，為繼續(xù)排除該
技術(shù)故障，或忽略故障直接跳轉(zhuǎn)至下個(gè)操作節(jié)點(diǎn)而
做出決策。
1．2．2 關(guān)鍵數(shù)據(jù)劃分
沒有一個(gè)應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃可以滿足所有場景的
需求，特別是面對地震等顛覆性的自然災(zāi)害時(shí)。當(dāng)
數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)無法避免的損失的情況下，需以關(guān)鍵
數(shù)據(jù)的劃分結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行取舍。
關(guān)鍵數(shù)據(jù)需根據(jù)單位實(shí)際業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分，沒有
一成不變的規(guī)則。以該單位情況為例，個(gè)人郵件、
計(jì)算結(jié)果等作為過程性文件，雖然有存儲價(jià)值，但
是若出現(xiàn)損壞，其影響面僅局限于少部分使用者，
故定義為一般數(shù)據(jù)；而對于數(shù)據(jù)庫存儲的事務(wù)型數(shù)
據(jù)和文件服務(wù)器存儲的存檔文件，其數(shù)據(jù)的完整性
必須得到保證，故定義為關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急關(guān)機(jī)情況時(shí)，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)存放的設(shè)
備和應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮，這樣的處置策略才能保
證數(shù)據(jù)中心存儲安全的最大化。
1．3 關(guān)機(jī)完結(jié)確認(rèn)
考慮到現(xiàn)在各單位的數(shù)據(jù)中心規(guī)模愈發(fā)龐大，
當(dāng)完成緊急關(guān)機(jī)操作后，必須對數(shù)據(jù)中心內(nèi)部署的
硬件、軟件系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核工作，以保證所有系統(tǒng)均
按照關(guān)機(jī)要求關(guān)閉，防止因?yàn)槿藶槭韬龌蚣夹g(shù)故
障，導(dǎo)致某系統(tǒng)未正常關(guān)閉，由此帶來數(shù)據(jù)損失。
在該單位實(shí)施時(shí)，采用技術(shù)手段與管理手段相
結(jié)合的方式，確保該行動項(xiàng)的執(zhí)行。在技術(shù)手段方
面，采用ICINGA_3 網(wǎng)絡(luò)管理軟件，將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的
設(shè)備進(jìn)行集成，其運(yùn)行狀態(tài)信息均在此平臺上進(jìn)行
實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)完成除基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以外的所有系
統(tǒng)的關(guān)機(jī)操作后，通過ICINGA管理軟件進(jìn)行檢
查，確定受監(jiān)控的系統(tǒng)和設(shè)備已處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。同
時(shí)，通過關(guān)機(jī)操作員A、B角色的劃分，保證應(yīng)急小
組的操作員進(jìn)行交叉檢查，確保關(guān)機(jī)操作的準(zhǔn)確到
位。
1．4 演練與評估
當(dāng)應(yīng)急關(guān)機(jī)策略制訂完成后，應(yīng)定期組織應(yīng)急
小組培訓(xùn)與演練L4 J，確保應(yīng)急響應(yīng)人員熟悉處置
過程、累積處理經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)急演練有兩種基本方式：
課堂演練和功能演練。課堂演練的參與人員在桌
面上對規(guī)程進(jìn)行排演，而不實(shí)際進(jìn)行操作，其目的
是使人員初步熟悉處置過程；而功能演練相當(dāng)予實(shí)
戰(zhàn)演習(xí)，作用是驗(yàn)證預(yù)案的完備性、正確性和有效
性。
每次培訓(xùn)均應(yīng)做好完備的記錄，以備對執(zhí)行
策劃進(jìn)行評估。評估應(yīng)著重以下方面：1)策略是
否合理；2)技術(shù)措施是否有效；3)工作流程是
否合理，可否優(yōu)化；4)所有軟硬件資源是否充
分；5)人力資源是否足夠；6)人員技能是否滿
足要求。
預(yù)案策略的建立并不意味其內(nèi)容和存在方式
都是一成不變的，應(yīng)隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的發(fā)展
而不斷變化。應(yīng)急演練為這個(gè)更新的過程提供了
良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。通過對演練過程的重復(fù)操作，從
而對處理流程進(jìn)行不斷迭代，達(dá)到過程優(yōu)化的目
． 53 ．
2015年第44卷 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程
的。
2 應(yīng)急關(guān)機(jī)操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)
鑒于每個(gè)單位數(shù)據(jù)中心應(yīng)用環(huán)境、設(shè)備部署和
運(yùn)行方式均有明顯的差異，因此沒有一種解決方案
可滿足所有場景需求。本文結(jié)合實(shí)際情況，從應(yīng)急
關(guān)機(jī)操作出發(fā)，對具備共通性的要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)歸
納。
2．1 自動化關(guān)機(jī)應(yīng)用
當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，數(shù)據(jù)中心必須在規(guī)定的時(shí)
間內(nèi)緊急關(guān)閉。由于依賴人工手動的方式完成關(guān)
機(jī)操作已經(jīng)無法滿足實(shí)際要求，因此如何借助新技
術(shù)手段，逐步實(shí)現(xiàn)自動化關(guān)機(jī)，將是數(shù)據(jù)中心應(yīng)急
響應(yīng)手段發(fā)展的主要目標(biāo)之一。
在該單位實(shí)際操作中，現(xiàn)已在機(jī)房內(nèi)部署了一
臺管理控制機(jī)，作為開／關(guān)機(jī)的操作臺。通過集成，
使用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作的方式，以批處理文件完成大量
設(shè)備和關(guān)鍵應(yīng)用的關(guān)機(jī)操作。實(shí)現(xiàn)自動化關(guān)機(jī)后，
關(guān)機(jī)人員的工作量大大減少，而關(guān)機(jī)執(zhí)行的可靠性
和效率大大提高。后期，還打算與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)
行集成，完成關(guān)機(jī)、校驗(yàn)等多流程的一鍵化操作。
2．2 群集系統(tǒng)的應(yīng)急關(guān)機(jī)
為提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的穩(wěn)定性，在數(shù)據(jù)中心大
量采用群集技術(shù)，如主從冗余、雙機(jī)熱備等，實(shí)現(xiàn)應(yīng)
用服務(wù)的高可靠運(yùn)行。但是上述技術(shù)手段的應(yīng)用，
對數(shù)據(jù)中心的應(yīng)急關(guān)機(jī)操作也提出了更高的要求。
防止出現(xiàn)應(yīng)急關(guān)機(jī)操作被系統(tǒng)誤認(rèn)為是運(yùn)行故障
的情況，而給正常關(guān)機(jī)帶來阻礙。
該單位在關(guān)閉群集系統(tǒng)時(shí)，曾經(jīng)出現(xiàn)過關(guān)閉數(shù)
據(jù)庫系統(tǒng)前，由于未停止故障偵聽服務(wù)，數(shù)據(jù)庫系
統(tǒng)誤認(rèn)為運(yùn)行故障發(fā)生，導(dǎo)致觸發(fā)主從數(shù)據(jù)庫的角
色切換。上述的誤操作行為，極大延長了關(guān)機(jī)時(shí)
間，為數(shù)據(jù)中心帶來了運(yùn)行隱患。
2．3 備件提供
每次應(yīng)急關(guān)機(jī)操作執(zhí)行后，數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)
備均有可能出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。根據(jù)該單位實(shí)際運(yùn)
行經(jīng)驗(yàn)，電源、硬盤為故障發(fā)生的主要集中部位。
數(shù)據(jù)中心必須提前采購和準(zhǔn)備少量部件，當(dāng)數(shù)據(jù)中
心恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，一旦遇到上述故障，可以及時(shí)更換，
以備不時(shí)之需。
3 結(jié)束語
為確保數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行安全，必須針對單位信
息系統(tǒng)的特點(diǎn)，有的放矢地建立應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃并做
好相關(guān)管理工作。只有這樣才能做到有備無患，防
范于未然。該單位數(shù)據(jù)中心經(jīng)歷了2008年5·12
汶川地震和2013年4·20蘆山地震，為防止次生
災(zāi)害，均采取了應(yīng)急關(guān)機(jī)操作，由于處置及時(shí)，未發(fā)
生大規(guī)模的數(shù)據(jù)丟失和設(shè)備損壞事件，為運(yùn)行數(shù)據(jù)
的完整性和可靠性提供了有力保證。
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Research on emergency shutdown plan for data center
YANG Dawei，XIAO Anhong，ZHANG Na，F(xiàn)ENG Yunjiao，，PENG Hui
(State Key Laboratory of Reactor System Design Technology，
Nuclear Power Institute of China，Sichuan Chengdu，610041，China)
Abstract：It introduces how to ensure the information system to shut down in a short period of time and avoid the
data losses due to the secondary disasters when emergency issues happen．This method provides the technical
guarantee for the system running safely and securely．
Key words：data center；disaster recovery processing；emergency shutdown
· 54 ·

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