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數據中心應急關機處置方案研究

文檔作者：楊大為肖安洪張娜馮云嬌彭輝文檔來源：中國核動力研究設計院核反應堆系統(tǒng)設計技術重點實驗室		點擊數：	更新時間： 2020年12月23日
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2015年5月
第44卷第5期
機械設計與制造工程
Machine Design and Manufacturing Engineering
May．2015
V01．44 N0．5
DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．012
數據中心應急關機處置方案研究
楊大為，肖安洪，張娜，馮云嬌，彭輝
(中國核動力研究設計院核反應堆系統(tǒng)設計技術重點實驗室，四川成都610041)
摘要：介紹了數據中心在遇到突發(fā)情況時，為確保信息系統(tǒng)在短時間內安全、高效地完成停機操
作，如何通過制定應急關機計劃，以此避免由于次生災害對數據中心帶來的進一步損失，為系統(tǒng)
的運行安全和數據的存儲安全提供技術保證。
關鍵詞：數據中心；容災處理；緊急關機
中圖分類號：TP311．5 文獻標志碼：A 文章編號：2095—509X(2015)05—0052—03
隨著數字化設計技術的迅猛發(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，具備大數據處理、多應用集成等特點的數據
中心，已經成為眾多單位信息化建設的主要目
標?。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致信息安全事件的
發(fā)生，那么就應該制定應急響應預案，將可能的損
害降至最低 J。
應急關機作為應急響應過程的處置手段之一，
是每個數據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，但是應急關機和恢復
絕不是關閉／開啟電源這么簡單。
隨著信息化技術的不斷提高，數據中心的規(guī)模
和復雜程度也逐步增大。以某單位數據中心為例，
目前中心機房部署的服務器、小型機、工作站、網絡
設備、安全防護設備等共計百余套，其上承載的軟
件除與日常業(yè)務處理相關的辦公軟件外，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
套應用系統(tǒng)；同時，考慮到緊急關機情況下，可能還
有大量事務在數據中心執(zhí)行，如何及時地取消未執(zhí)
行作業(yè)，并將正在執(zhí)行作業(yè)產生的數據結果最大化
地進行持久化保存，這都是需要仔細考慮的方面。
本文針對上述問題，從實際工作出發(fā)，對應急
關機所面臨的策略制定、活動執(zhí)行和系統(tǒng)恢復等行
動項進行逐一闡述，為處置方案提供合理的技術解
決思路。
1 應急計劃制定
為確保應急關機要求的正確實施，其活動劃分
應包含以下幾方面內容。
1．1 人員職責
數據中心應組建應急響應小組，由1名總指揮
和若干操作員構成。總指揮負責緊急關機時小組
成員的召集和突發(fā)情況下工作的協(xié)調。各操作員
按照應用系統(tǒng)、服務器設備、網絡設備和數據存儲
等實際情況進行責任劃分，落實所有關機操作的全
覆蓋。
考慮到緊急關機時，受操作時間、場地空間和
機房KVM接人授權的多方面限制，在人員配置
上，操作員人數不宜過多。因此，這需要操作員專
業(yè)技術過硬，能完成對同類型或多類型系統(tǒng)及設備
的應急操作。同時，在應急響應小組組建時，應保
證各職責崗位滿足A、B角色設定，防止因為人員
休假、出差等情況發(fā)生時，應急關機操作無法正常
執(zhí)行的情況出現。
當人員職責劃分完畢后，應將上述信息以文件
的方式進行記錄并予以發(fā)布，使其制度化、規(guī)范化，
確保每個責任人知曉其職責范圍。
1．2 策略制定
一個切實可行的關機策略是保障緊急情況下
迅速完成關機操作的基礎指導，但是沒有一個策略
可以滿足所有數據中心的操作需求，只有具體問題
具體分析，結合實際運行情況，制定與其匹配的關
機策略。
收稿日期：2015—02—02
作者簡介：楊大為(1983一)，男，四川宜賓人，中國核動力研究設計院工程師，碩士，主要從事核動力裝置軟件研發(fā)及高性能計算技術應用工
作。
· 52 ·
2015年第5期 楊大為：數據中心應急關機處置方案研究
因此本文僅對關機策略制定過程中具備共通
性的要點及環(huán)節(jié)進行描述。
1．2．1 關機流程制定
在數據中心，應用與應用、應用與設備、設備與
設備之間普遍存在著依賴關系。違反依賴關系的
關機流程很可能造成運行數據的遺失和破壞。最
典型的例子即為數據庫服務，一旦非正常終止，所
有依賴該服務的應用系統(tǒng)其運行數據將無法進行
持久化保存。所以梳理數據中心各業(yè)務的依賴關
系，按次序關機是流程制定的關鍵。
同時，為盡量縮短關機時間，應將彼此相對獨
立的系統(tǒng)并行實施操作。如該單位的超算平臺與
日常辦公系統(tǒng)兩者關聯(lián)不大，完全可以獨立并行操
作，如圖1所示。
脯>]
辦公系統(tǒng) 超算平臺
J終tkWeb~ I l關閉登錄節(jié)點l
●
l終止后臺服務l }清退計算任務f
●
業(yè)務支撐系統(tǒng)
l終止數據庫服務l f關閉計算節(jié)點i
●
i終止AD服務l f關閉管理節(jié)點}
● ●
f 基礎支撐系統(tǒng)
l磁 點H磁釜 列H阿 備I
南
圖1 關機流程示例
除此之外，應根據每個關機步驟預估其耗時，
細化各節(jié)點的里程碑時間。通過上述操作，可以為
緊急關機操作提供明確的量化指標：一方面，通過
各操作節(jié)點時間的累加，可以確定該關機策略的總
耗時是否超過UPS、柴油發(fā)電機等應急設備提供的
最長保障時間，以此檢驗該策略的技術可行性；另
一方面，在關機過程中，難免出現執(zhí)行異常現象，此
時應急小組總指揮需要根據該數據，為繼續(xù)排除該
技術故障，或忽略故障直接跳轉至下個操作節(jié)點而
做出決策。
1．2．2 關鍵數據劃分
沒有一個應急響應計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害時。當
數據中心出現無法避免的損失的情況下，需以關鍵
數據的劃分結果為依據進行取舍。
關鍵數據需根據單位實際業(yè)務進行劃分，沒有
一成不變的規(guī)則。以該單位情況為例，個人郵件、
計算結果等作為過程性文件，雖然有存儲價值，但
是若出現損壞，其影響面僅局限于少部分使用者，
故定義為一般數據；而對于數據庫存儲的事務型數
據和文件服務器存儲的存檔文件，其數據的完整性
必須得到保證，故定義為關鍵數據。
當出現應急關機情況時，對關鍵數據存放的設
備和應用系統(tǒng)應優(yōu)先考慮，這樣的處置策略才能保
證數據中心存儲安全的最大化。
1．3 關機完結確認
考慮到現在各單位的數據中心規(guī)模愈發(fā)龐大，
當完成緊急關機操作后，必須對數據中心內部署的
硬件、軟件系統(tǒng)進行復核工作，以保證所有系統(tǒng)均
按照關機要求關閉，防止因為人為疏忽或技術故
障，導致某系統(tǒng)未正常關閉，由此帶來數據損失。
在該單位實施時，采用技術手段與管理手段相
結合的方式，確保該行動項的執(zhí)行。在技術手段方
面，采用ICINGA_3 網絡管理軟件，將數據中心內的
設備進行集成，其運行狀態(tài)信息均在此平臺上進行
實時顯示。當完成除基礎網絡設備以外的所有系
統(tǒng)的關機操作后，通過ICINGA管理軟件進行檢
查，確定受監(jiān)控的系統(tǒng)和設備已處于關機狀態(tài)。同
時，通過關機操作員A、B角色的劃分，保證應急小
組的操作員進行交叉檢查，確保關機操作的準確到
位。
1．4 演練與評估
當應急關機策略制訂完成后，應定期組織應急
小組培訓與演練L4 J，確保應急響應人員熟悉處置
過程、累積處理經驗。應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)程進行排演，而不實際進行操作，其目的
是使人員初步熟悉處置過程；而功能演練相當予實
戰(zhàn)演習，作用是驗證預案的完備性、正確性和有效
性。
每次培訓均應做好完備的記錄，以備對執(zhí)行
策劃進行評估。評估應著重以下方面：1)策略是
否合理；2)技術措施是否有效；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。
預案策略的建立并不意味其內容和存在方式
都是一成不變的，應隨著時間的推移和技術的發(fā)展
而不斷變化。應急演練為這個更新的過程提供了
良好的實驗基礎。通過對演練過程的重復操作，從
而對處理流程進行不斷迭代，達到過程優(yōu)化的目
． 53 ．
2015年第44卷 機械設計與制造工程
的。
2 應急關機操作要點及注意事項
鑒于每個單位數據中心應用環(huán)境、設備部署和
運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。本文結合實際情況，從應急
關機操作出發(fā)，對具備共通性的要點進行總結歸
納。
2．1 自動化關機應用
當突發(fā)事件發(fā)生時，數據中心必須在規(guī)定的時
間內緊急關閉。由于依賴人工手動的方式完成關
機操作已經無法滿足實際要求，因此如何借助新技
術手段，逐步實現自動化關機，將是數據中心應急
響應手段發(fā)展的主要目標之一。
在該單位實際操作中，現已在機房內部署了一
臺管理控制機，作為開／關機的操作臺。通過集成，
使用網絡遠程操作的方式，以批處理文件完成大量
設備和關鍵應用的關機操作。實現自動化關機后，
關機人員的工作量大大減少，而關機執(zhí)行的可靠性
和效率大大提高。后期，還打算與網絡管理系統(tǒng)進
行集成，完成關機、校驗等多流程的一鍵化操作。
2．2 群集系統(tǒng)的應急關機
為提高數據中心運行的穩(wěn)定性，在數據中心大
量采用群集技術，如主從冗余、雙機熱備等，實現應
用服務的高可靠運行。但是上述技術手段的應用，
對數據中心的應急關機操作也提出了更高的要求。
防止出現應急關機操作被系統(tǒng)誤認為是運行故障
的情況，而給正常關機帶來阻礙。
該單位在關閉群集系統(tǒng)時，曾經出現過關閉數
據庫系統(tǒng)前，由于未停止故障偵聽服務，數據庫系
統(tǒng)誤認為運行故障發(fā)生，導致觸發(fā)主從數據庫的角
色切換。上述的誤操作行為，極大延長了關機時
間，為數據中心帶來了運行隱患。
2．3 備件提供
每次應急關機操作執(zhí)行后，數據中心的硬件設
備均有可能出現損壞的現象。根據該單位實際運
行經驗，電源、硬盤為故障發(fā)生的主要集中部位。
數據中心必須提前采購和準備少量部件，當數據中
心恢復運行時，一旦遇到上述故障，可以及時更換，
以備不時之需。
3 結束語
為確保數據中心的運行安全，必須針對單位信
息系統(tǒng)的特點，有的放矢地建立應急響應計劃并做
好相關管理工作。只有這樣才能做到有備無患，防
范于未然。該單位數據中心經歷了2008年5·12
汶川地震和2013年4·20蘆山地震，為防止次生
災害，均采取了應急關機操作，由于處置及時，未發(fā)
生大規(guī)模的數據丟失和設備損壞事件，為運行數據
的完整性和可靠性提供了有力保證。
參考文獻：
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程，2013(2)：17—19．
Research on emergency shutdown plan for data center
YANG Dawei，XIAO Anhong，ZHANG Na，FENG 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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