GaussDB(DWS)的容災應該如何設計

本文接?[數據倉庫]雙集群系統方案探討?展開討論一下GaussDB(DWS)的容災應該如何設計。

對于方案探討中涉及到幾種形態，從數倉內核的角度去分析一下各個方案的問題：

日志同步技術：

列存數據不記日志無法通過日志來同步

支持列存xlog后會導致導入性能劣化，xlog數據量大，同時會影響日志同步效率

備份增量同步技術：

無法達到 RPO = 0

備集群只能讀，無法支持寫操作

邏輯數據同步技術：

列存數據需要支持邏輯解碼，需要從列存XLog的方向進行演進

分布式事務，DDL等處理難度較大

備份/恢復

不能馬上提供服務，RTO時間較長

需要較大空間保存備份集

GaussDB(DWS) 當前在備份增量同步和備份/恢復兩個方向進行演進，他們都是基于備份/恢復工具Roach

(詳情參見Roach備份恢復GaussDB(DWS))

備份/恢復

備份/恢復的原理圖如下，在各個結點將實例備份到相應的介質上，并從介質上恢復到新集群或老集群中。詳細的功能不在此處展開描述，大家可以參考(詳情參見Roach備份恢復GaussDB(DWS)) 來了解細節。

對于實現容災要求，需要解決的問題大體分三類：

快速的備份恢復

高性能備份、恢復操作保證在較短的時間內將數據遷移到另一個集群，對于RPO/RTO要求不大的系統來說實現和使用非常簡單。

備份恢復在集群可用的情況下即可進行，不受單點故障的影響

備份恢復在集群可用的情況下就可以進行，集群只需要保證有可用副本就可以持續的進行備份，并且可以正常恢復。

備份集的可靠性

備份集需要存儲在可靠的存儲上，類似?OBS/NBU,?由于磁盤故障率相對比較高，類似備份集保存在磁盤上是非可靠的方案。

雙集群備份增量同步技術

當前GaussDB(DWS)使用在備份/恢復的雙集群架構來實現容災，將生產集群的數據使用增量的方式同步到容災的集群。

在這種架構下需要解決如下問題：

減少RPO

備份恢復無法達到與流式的同步方式的RPO，?做不到RPO=0的程度。

備集群的可用性問題

備集群支持持續讀/寫

備集群是物理恢復的方式，無法支持寫的操作的；但是在恢復過程中是可以支持持續讀的，當前在恢復過程中需要停集群后將備份集中文件覆蓋。

備集群集群恢復失敗可回退到一致性狀態

在恢復過程中會出結點故障，備份集損壞等等問題，會造成當前的恢復過程無法執行過去，此時需要回退到恢復前的狀態，保證備集群的可用性。

備集群恢復不受單點故障影響

對于備集群來說，也會出現各種單點故障的情況，實例故障，結點故障，CN剔除等情況下，仍然可以把集群恢復成可用的狀態。

備集群支持備份

備集群可以支持備份，用于擴展一些其它功能，實現類似多AZ，異地的容災。

3.?備份集管理

1.?備份集生命周期管理

容災是實現數據同步的功能，并非一個備份恢復場景，并不需要保存大量備份集以及周期的去做全量備份，因此需要有一個機制實現備份集及時清理，保證占用資源可按。

2.?備份集的可靠性

在容災過程中，同樣考慮備份集的可靠性，防止備份集損壞情況，可以通過可靠的介質來保存備份集，又能保證可靠的讀寫性能。

3.?持續增量數據同步

保持持續的增量備份，類似升級前后，擴容前后，都要保持增量備份來保證同步的性能。這里隱含著一個顯而易見的原因，如果全量備份的話，備份時間長，并且恢復進會將集群清空，此時容災集群不可用，這個嚴重影響可用性。可以說避免全量備份是基于Roach的雙集群容災一個重要工作。

4.?雙集群切換及Failover

1.?快速切換

雙集群的應用場景中，類似滾動升級，故障演練，此時需要切換兩個集群，切換時要保證快速將兩邊數據拉平，盡快提供服務并保證可用性。

2. Failover及之后的加回操作

由于RPO != 0，所以在生產集群無法提供服務時,容災集群在Failover操作后會提供讀寫服務，此時會有一部分數據丟失，并在兩個集群的數據產生了“分叉”，那么在生產集群恢復后，加回之后中要將“分叉”的數據進行回退，以保證兩邊數據一致。

5.?異構的支持

此處異構是指邏輯結構DN數量一致，而CN數、結點數可以不相同的情況，眾所周知是由于當前方案是物理備份方式，因此如果DN數量發生變化，無法從物理層進行重分布操作。

以上說明的幾點都是基于可靠性的角度來分析，還有一個重要的因素是基于數倉的數據量和集群規模，不論備份/恢復方案還是在此基礎上的雙集群備份增量同步的方案，對于網絡帶寬，介質的讀寫性能有較高的要求，因此需要根據集群規模和數據增量來選擇合適的組網方式和介質。

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