尽管现代数据中心具有可靠性，但关键设施仍需要另一个关键级别的冗余，因为整个IT基础架构可能会由于人为或自然灾害而发生故障。 为了确保容灾能力，有必要建立备份数据中心。 在削减的范围内，我们讲述了由于它们的组合（DCI-数据中心互连）而产生的问题。
人类处理的数据量已增长到令人难以置信的价值，而且IT基础架构在业务流程中的作用是如此之大，以至于即使是短期故障也可能使公司完全瘫痪。 数字技术正在无处不在，金融，电信或大型互联网零售等都特别依赖数字技术。 对于大型云提供商，银行或大型电信运营商而言，数据中心的可靠性是不够的：小型停机所造成的损失可以用天文数字来计算，为了避免这种情况，需要一个抗灾基础设施。 您只能通过增加冗余来创建它-您必须构建备份数据中心。
将高可用性与灾难恢复分开
可以合并安装在租用场所中的公司数据中心或设备。 地理分布解决方案的容错能力是通过软件体系结构实现的，所有者可以节省自己的设施：他们不需要构建数据中心，例如Tier III或Tier II级别。 您可以放弃柴油发电机，使用开放式服务器，在极端温度条件下玩，并做一些有趣的技巧。 租用区域的自由度较少，提供商在这里确定游戏规则，但是统一的原则是相同的。 在讨论抗灾IT服务之前，值得回顾一下三个神奇的缩写：RTO，RPO和RCO。 这些关键绩效指标确定了IT基础架构抵御破坏的能力。
RTO（恢复时间目标）-事件发生后恢复IT系统的允许时间；
RPO（恢复点目标）-灾难恢复期间可接受的数据丢失。 通常将其度量为数据丢失的最长时间；
RCO（恢复容量目标）是备份系统可以承担的IT负载的一部分。 后一个指标可以百分比，交易和其他“鹦鹉”来衡量。
在此处区分高可用性（HA）和灾难恢复（DR）解决方案非常重要。 它们之间的差异可以通过以RPO和RTO为坐标轴的图表的形式来可视化：
理想情况下，我们不会丢失数据，也不会浪费时间从故障中恢复，并且备份站点将确保服务的全部功能，即使主要的服务已被破坏。 只有通过数据中心的同步运行，才能实现零RTO和RPO：实际上，它是具有实时数据复制和其他乐趣的地理分布的故障安全群集。 在异步模式下，不再保证数据完整性：由于复制是定期进行的，因此某些信息可能会丢失。 在这种情况下，切换到备份站点的时间从几分钟到几小时不等。 冷储备，当大多数备用设备关闭且不耗电时。
技术细节
合并两个或多个数据中心时出现的技术困难分为三类：数据传输延迟，通信通道带宽不足以及信息安全问题。 数据中心之间的通信通常由它们自己的或租用的光纤通信线路提供，因此我们将在后面讨论。 对于以同步模式运行的DPC，主要问题是延迟。 为了确保实时数据复制，它们不应超过20毫秒，有时不应超过10毫秒-这取决于应用程序或服务的类型。
否则，例如，光纤通道协议家族将无法工作，而如果没有现代存储系统，这几乎是不可能的。 在那里，速度越高，延迟应该越短。 当然，有一些协议可以让您通过以太网与存储网络一起工作，但在这里很大程度上取决于数据中心中的应用程序和已安装的设备。 以下是常见Oracle和VMware应用程序的延迟要求示例：
Oracle扩展距离群集延迟要求：
从Oracle官方数据看：如何判断数据库的IO是否缓慢[ID 1275596.1]VMware延迟要求：
VMware vSphere Metro存储集群案例研究（VMware vSphere 5.0）
传输数据时，信号延迟可以用两个分量表示：T
total = T
equip。 + T
s T
等于 -由信号通过设备引起的延迟和T
s-由信号通过光纤引起的延迟。 信号通过设备（T
equipment ）所引起的延迟取决于
设备的体系结构以及光电信号转换过程中的数据封装方法。 在DWDM设备中，此功能已分配给应答器或复用器模块。 因此，在组织两个数据中心之间的通信时，他们在选择发送应答器（muxponder）的类型时要特别小心，以使发送应答器（muxponder）上的延迟最小。
在同步模式下，信号在光纤中的传播速度（T
s ）起着重要作用。 众所周知，标准（例如G.652）光纤中的光传播速度取决于其纤芯的折射率，大约等于真空中光速（〜300,000 km / s）的70％。 我们不会深入研究物理基础知识，但是很容易计算出这种情况下的延迟约为每公里5微秒。 因此，两个数据中心只能在大约100公里的距离内同步运行。
在异步模式下，延迟要求不是那么严格，但是如果对象之间的距离大大增加，光纤中光信号的衰减就会开始受到影响。 信号必须被放大和再生，也就是说，您必须创建自己的传输系统或租用中继通信信道。 两个数据中心之间传递的流量非常大，并且会不断增长。 数据中心之间流量增长的主要驱动力：虚拟化，云服务，新服务器和存储系统的迁移和连接。 在这里您可能会遇到数据传输通道带宽不足的问题。 由于缺乏自己的自由纤维或高昂的租金，将其增加到无穷大是行不通的。 最后一个重点与信息安全有关：必须对在数据中心之间运行的数据进行加密，这也会增加延迟。 还有其他一些方面，例如管理分布式系统的复杂性，但是它们的影响并不大，所有技术障碍主要与通信通道和终端设备的特性有关。
两三是经济困难
组合数据中心的两种模式都有明显的缺点。 同步操作的对象应放置在彼此靠近的位置，这不能保证在发生大规模灾难时至少其中之一能够生存。 是的，可以可靠地保护此选项免受人为错误，火灾，机舱因飞机坠毁而造成的毁坏或其他地方紧急情况的影响，但这远非两个数据中心都能承受例如灾难性地震的事实。 在异步模式下，对象之间可以相距数千公里，但确保可接受的RTO和RPO值将失败。 理想的解决方案是具有三个数据中心的电路，其中两个数据中心同步工作，而第三个数据中心则尽可能远离它们，并起异步备用的作用。
三个数据中心的唯一问题是其极高的成本。 即使组织一个备份站点也不是一件容易的事，而且很少有人负担得起保留两个空闲数据中心的费用。 如果交易成本很高，有时会在金融部门使用类似的方法：大型交易所可以启动包含三个小型数据中心的计划，但是在银行部门，他们更喜欢使用两者的同步组合。 其他行业通常组合两个以同步或异步模式运行的数据中心。
DWDM-DCI的最佳解决方案
如果客户需要将两个数据中心结合在一起，他将不可避免地遇到上述问题。 为了解决这些问题，我们使用DWDM频谱多路复用技术，该技术允许使用不同的波长（λ，即λ）将许多载波信号多路复用到一根光纤中。 此外，根据ITU-T G.694.1频率网格，在一个光学对中，最多可以有80（96）个波长。 每个波长的数据传输速率分别为100 Gbit / s，200 Gbit / s或400 Gbit / s，一个光对的容量可以达到80λ* 400 Gbit / s = 32 Tbit / s。 已经有现成的设计，每个波长可提供1 Tbit / s：在不久的将来它们将提供更大的带宽。 今天，它可以完全解决信道带宽问题：客户将不再使用额外的光纤，而将更有效地使用可用的光纤-流量利用率将达到惊人的价值。
频谱多路复用可以解决带宽问题，对于在同步模式下运行的数据中心来说，这已经足够了，因为它们之间的数据传输距离由于距离小而延迟很小，并且更多地取决于DWDM系统中使用的转发器（或多路复用器）的类型。 值得注意的是，频谱压缩DWDM技术的主要特征之一是：由于该技术在7级OSI模型的第一个物理级工作，因此完全透明地传输业务。 如果我可以这样说，DWDM系统对其客户端连接是“透明的”，就像它们将通过直接跳线连接一样。 如果我们谈论异步模式，那么主要的延迟量取决于数据中心之间的距离（我们记得在OB中每公里有5微秒的延迟），但是对延迟没有严格的要求。 因此，传输范围取决于DWDM系统的功能，并受到三个因素的限制：信号衰减，信噪比和偏振模光色散。
在计算DWDM线路的光学部分时，要考虑所有这些因素，并根据计算结果来选择发送应答器（或多路复用器）的类型，所需的放大器数量和类型以及光路的其他组件。 随着DWDM系统的发展以及在支持40 Gbit / s和100 Gbit / s以及更高速度的相干接收的应答器中出现的应答器，光的偏振模色散作为限制因素已不再被考虑在内。 计算光线路和选择放大器类型的问题是一个单独的大主题，要求读者了解物理光学的基础知识，因此本文中将不对其进行详细讨论。
WDM技术可以解决信息安全问题。 当然，不必在光学级别执行加密，但是这种方法具有许多不可否认的优点。 更高级别的加密通常需要用于不同业务流的自主设备，并且会造成严重的延迟。 随着此类设备数量的增加，延迟也会增加，并且网络管理的复杂性也会增加。 OTN光加密（G.709-描述DWDM系统中帧格式的ITU-T建议）不依赖于服务类型，不需要单独的设备并且速度非常快-加密和未加密数据流之间的差异通常不超过10毫秒。
如果不使用DWDM频谱复用技术，几乎不可能合并大型数据中心并创建防灾分布式集群。 通过网络传输的信息量呈指数增长，迟早将耗尽现有光纤通信线路的可能性。 铺设或租用其他设备比购买设备要花费客户更多的钱，实际上，如今，密封是唯一经济上可行的选择。 在短距离时，DWDM技术可以更有效地使用现有光纤，从而提高了通向天堂的流量的利用率，在长距离时，它们还可以最大程度地减少数据传输的延迟。 今天，它可能是市场上可用的最佳技术，值得对其进行仔细研究。