Отказоустойчивость и катастрофоустойчивость: сравнение подходов
При построении инфраструктуры одним из популярных запросов компаний становится Business continuity, то есть непрерывность бизнес-процессов. Это означает, что система должна сочетать в себе катастрофоустойчивость (Disaster Recovery) и отказоустойчивость, или высокую доступность (High Availability). Разберемся, в чем заключается разница этих подходов и какие преимущества у них имеются.
Подробнее о понятиях
IT-инфраструктура строится с учетом возможных сбоев в работе. В идеале любые критические ситуации система должна переживать с минимальными потерями или вовсе без них. И под сбоями понимаются не только аппаратные или программные неполадки, но и ураганы, пожары и любые другие стихийные бедствия, а также человеческий фактор. По сути список возможных угроз можно продолжать бесконечно.
ИТ-инфраструктура должна быть спроектирована с учетом, если не всех, то хотя бы большинства возможных угроз. Основная задача – чтобы система пережила возможные опасности и осталась в рабочем состоянии. Именно в связи с этим и звучат два термина – отказоустойчивость и катастрофоустойчивость. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Отказоустойчивость – это определенное свойство системы сохранять свою работоспособность после отказа одного или нескольких компонентов. С его помощью удается продолжить выполнение бизнес-задач без сбоев и простоя. Это свойство характеризует два технических момента инфраструктуры, а именно – коэффициент готовности и показатели надежности. В первом случае речь идет о времени от всего срока эксплуатации системы, в котором она находится в рабочем состоянии. Второй показатель определяет вероятность безотказной работы инфраструктуры за определенный период.
Катастрофоустойчивость же определяется как способность системы продолжать запущенные задачи при выходе всего ЦОДа из строя. Например, это может потребоваться при отключении электричества или различных природных явлениях, которые влияют на работу оборудования.
Если же говорить кратко, то принцип отказоустойчивости направлен на устранение возможных точек отказа инфраструктуры, тогда как катастрофоустойчивость позволяет поддержать работоспособность системы даже после серьезной аварии.
Особенности построения отказоустойчивости
High Availability, или HA, как мы уже отметили, нацелена на избавление от отдельных точек отказа. Следовательно эта концепция подразумевает резервирование различных сведений и избыточность. Резервирование производится в области программного обеспечения, «железа» и окружения. Это требуется для того, чтобы бизнес-процессы не прерывались при выходе из строя отдельного компонента ИТ-системы.
Одним из первых способов для высокой доступности в вычислениях стали средства аппаратного резервирования. Именно их часто применяли внутри локальной сети, до использования облачных приложений. Однако только при помощи аппаратного резервирования решить проблему отказоустойчивости не удалось, поэтому дополнительно стали использоваться следующие решения:
- резервирование питания за счет подключения нескольких источников – помогло решить проблему отключения физических серверов в случае сбоя на одном из них;
- резервирование отдельных хранилищ с применением RAID – позволило устранить возможную потерю данных;
- резервирование сети при помощи подключения контроллеров – решило проблему отключения сервера от сети в случае сбоев;
- устранение ошибок системы для предотвращения повреждения файловой системы.
В дальнейшем была доработана и избыточность ПО. Многие разработчики стали учитывать этот фактор при разработке приложений, для того чтобы предотвратить ошибки в работе при аппаратных сбоях или проблемах конфигурации. Для обеспечения избыточности используются следующие средства:
- внедрение специальных технологий для масштабируемости системы;
- использование технологии кластеризации и распределение нагрузки по серверам;
- обеспечение доступности;
- мониторинг работы программ и приложений;
- использование систем, имеющих способность самовосстанавливаться.
Развитие облачных технологий подняло отказоустойчивость системы на новый уровень. Появилась концепция избыточности окружения, которая характеризуется аппаратной избыточностью в стойке. Ее цель – равномерное распределение нагрузок для устранения точек отказа.
Используемые меры позволяют решить основную проблему инфраструктуры – точки отказа. За счет этого провайдеры могут гарантировать клиентам доступность всех используемых сервисов. Доступность системы фиксируется в SLA, уровень отказоустойчивости обозначается в процентном соотношении. Он отражает время доступности системы и гарантирует максимальную длительность простоя в год. Например, при показателях 99,99% время простоя в течение календарного года не может превышать 52,6 минут.
Высокая доступность системы является результатом тщательного планирования. То есть, если какие-то факторы не будут учтены на стадии разработки инфраструктуры, то добиться полной отказоустойчивости будет практически невозможно. Обязательным является создание «сценария катастрофы», который помогает учесть последствия любых разрушительных событий и понять, как будет работать система в чрезвычайных ситуациях.
Особенности катастрофоустойчивости
Второй подход к построению ИТ-инфраструктуры – это катастрофоустойчивость, или Disaster Tolerance. Он необходим для того, чтобы спасти важные компоненты системы и сохранить ее работоспособность при серьезной аварии. Например, такая ситуация может возникнуть при пожаре, наводнении или любом другом событии, которое приведет к массовому выходу оборудования из строя.
Главный принцип обеспечения катастрофоустойчивости заключается в использовании кластерной конфигурации. Серверы геораспределяются, то есть размещаются в разных местах, при этом поддерживается единство сети хранения данных. Создается основная и резервная площадки, которые используют единую систему.
Для защиты от природных и техногенных катастроф используется резервирование основных систем размещения и обработки данных. То есть, по сути это еще одно проявление геораспределенной системы. Наличие резервного дата-центра позволяет обеспечить работу инфраструктуры в том случае, если пострадает главное здание ЦОДа.
Нередко к катастрофоустойчивости относят и такое понятие, как Disaster Recovery, или DT. Однако формально этот термин обозначает аварийное восстановление системы. Оно требуется для поддержания работоспособности корпоративной инфраструктуры после масштабного сбоя в работе.
Термин «катастрофоустойчивость» тесно связан с двумя факторами – RTO и RPO. Разберемся, что они обозначают:
- RTO – это целевое время. То есть, это тот период, за который система должна вернуться к рабочему состоянию. Для критически важных компонентов инфраструктуры RTO определяется в секундах, тогда как другие системы могут восстанавливаться в течение часов и даже дней.
- RPO – это точка восстановления. Такой параметр отображает допустимый объем потерянных данных после аварии, который измеряется во времени. Суть в том, что некоторые системы могут потерять данные за день, тогда как другие – за несколько секунд.
План создания инфраструктуры
Непрерывность бизнес-задач потребует тщательного планирования на стадии разработки и построения инфраструктуры. Для этого компании потребуется подготовить два плана:
- Business Continuity Plan. Этот документ необходим для непосредственного обеспечения непрерывности бизнеса. В нем детально описывается, что и в какой последовательности нужно сделать для восстановления текущих задач и процессов.
- Disaster Recovery Plan. Этот план содержит подробную информацию о действиях по восстановлению ИТ-инфраструктуры после катастрофы.
В первом случае может описываться принцип организации удаленной работы, перераспределение задач на другие отделы, изменение отдельных процессов и т. д. Во втором – как эффективно и быстро запустить серверы и при этом сохранить текущие процессы.
Оба плана создаются с учетом требований бизнеса, сферы деятельности, особенностей процессов и т. д. Главное условие – использовать эти схемы сразу после аварийной ситуации. В правильно составленных планах будут содержаться подробные инструкции и список сотрудников, ответственных за их выполнение.
Технологии резервирования
Как вы понимаете, для обеспечения непрерывности всех процессов обязательным является наличие резервной площадки для размещения серверов. То есть при возникновении любого форс-мажора важно развернуть инфраструктуру на новых мощностях, поэтому наличие запасного «железа» на резервной площадке окажется очень кстати.
Может использоваться несколько типов резерва:
- Холодный резерв. В этом случае потребуется наличие серверной с запасным оборудованием. Также может планироваться закупка дополнительного оборудования или хранение «железа» на складе. Основная трудность будет связана с быстрым запуском аппаратуры, особенно, в случае его закупки или аренды сразу после возникновения катастрофы. Процедура потребует времени, поэтому возможны простои в работе компании. Помимо склада с оборудованием, наиболее редкие серверы и ПК могут храниться на складах поставщиков. Восстановление инфраструктуры в таком случае может занять от нескольких дней до нескольких недель, однако такой вариант является самым дешевым.
- Теплый резерв. Этот вариант подразумевает наличие запасной площадки, на которой имеется базовая вычислительная инфраструктура, а также настроена сеть и WAN-каналы. То есть подключено базовое оборудования, что позволит сразу можно перенаправить необходимые нагрузки. По вычислительным мощностям теплый резерв будут уступать основной площадке, но зато позволит запустить систему в течение одного дня. Такое решение можно назвать самым популярным, так как оно сочетает низкую стоимость и приемлемое время ввода в эксплуатацию.
- Горячий резерв. Именно такой вариант обеспечивает наилучшую катастрофоустойчивость информационных систем. Предполагается, что у компании имеется резервная площадка, которая по производительности и мощности не уступает основной. Все данные инфраструктуры постоянно реплицируются и копируются, поэтому в запасном ЦОД хранятся актуальные копии данных. Площадка имеет готовую инфраструктуру с настроенными каналами и готова к мгновенному использованию. Этот вариант подойдет для крупных организаций, которым критически важно избежать даже минутных простоев бизнес-процессов. Минус подобного решения – простой оборудования. По сути, вам придется оплачивать сразу две площадки со всей инфраструктурой, из-за чего расходы могут значительно возрасти.
Выводы
IT-инфраструктура обеспечивает доступ сотрудников к нужной информации, именно от нее зависит скорость бизнес-процессов. В последние годы требования к информационным системам только ужесточаются, ведь каждая минута простоя может серьезно ударить по бюджету организации.
Для обеспечения непрерывной работы инфраструктуры потребуется одновременное использование принципов отказо- и катастрофоустойчивости. Эти процессы предполагают соблюдение ряда условий:
- создание плана действий в случае непредвиденных ситуаций;
- применение средств бесперебойного электроснабжения;
- наличие резервов аппаратных компонентов и сети;
- использование резервных копий данных и т. д.
Если вы не знаете, с чего начать построение собственной инфраструктуры и как обеспечить ее надежность и бесперебойность, то специалисты нашего дата-центра Xelent готовы помочь в этом вопросе. Оставляйте заявки на нашем сайте, и мы обязательно перезвоним!
