什么是容災(zāi)系統(tǒng)？通信有沒有容災(zāi)系統(tǒng)呢？

你有沒有好奇過，如果發(fā)生地震或其他自然災(zāi)害，你在某家銀行的賬戶信息是否會丟失？你在銀行存的錢還在嗎？ ?

其實(shí)，這并不用我們操心。銀行的用戶信息是非常重要的數(shù)據(jù)，因此銀行開設(shè)之前必須擁有一套完整的容災(zāi)解決方案來解決這類問題，即建立容災(zāi)系統(tǒng)。

所謂容災(zāi)系統(tǒng)，字面理解就是指容忍災(zāi)難的系統(tǒng)。有了這個系統(tǒng)，哪怕是災(zāi)難來襲，銀行里的用戶數(shù)據(jù)也可以安然自若。這個災(zāi)難，大到自然災(zāi)害，小到物理故障。為了保證數(shù)據(jù)的安全性和業(yè)務(wù)的可靠性，每家銀行會在國內(nèi)多個地區(qū)建立一個或幾個容災(zāi)站點(diǎn)，互相之間備份數(shù)據(jù)，相當(dāng)于創(chuàng)造幾個“副本”。 ? 當(dāng)主用站點(diǎn)遭遇災(zāi)難破壞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生永久性丟失時，就可憑借容災(zāi)站點(diǎn)的“副本”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)。如果沒有容災(zāi)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)備份，將會造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會影響。

好了，這下你不用擔(dān)心存在銀行的money了吧！銀行有容災(zāi)系統(tǒng)，通信有沒有容災(zāi)系統(tǒng)呢？答案是肯定的。每個運(yùn)營商都制定了一套完整嚴(yán)密的容災(zāi)解決方案，來保障所有用戶的通信數(shù)據(jù)，包括你的話費(fèi)！

無論是3G、4G還是5G，每個運(yùn)營商都為本地區(qū)的通信業(yè)務(wù)建立了容災(zāi)局點(diǎn)。容災(zāi)局點(diǎn)除了能保證各類數(shù)據(jù)的可靠，更能夠保證業(yè)務(wù)的可用性。這才是建立容災(zāi)系統(tǒng)最重要的意義。

以5GC為例，與金融系統(tǒng)類似，5GC也采用跨地域的異地容災(zāi)部署方式。在兩個不同的地區(qū)分別部署數(shù)據(jù)中心（DC，Data Center），當(dāng)某地DC中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由于某種原因不可用時，由另一地DC迅速接管業(yè)務(wù)，從而保障5G業(yè)務(wù)的可用性。這就是雙DC部署。雙DC部署是實(shí)現(xiàn)部署可靠性的一種方式。

除了雙DC部署，5GC容災(zāi)解決方案還提供哪些措施實(shí)現(xiàn)容災(zāi)呢？

部署可靠性

5GC容災(zāi)解決方案支持雙DC部署、互斥部署、NF（Network Function?網(wǎng)絡(luò)功能）分域部署、網(wǎng)絡(luò)雙平面等方式實(shí)現(xiàn)部署可靠性。

互斥部署是指將虛機(jī)部署在不同的物理機(jī)上，從而保證當(dāng)某個物理機(jī)出現(xiàn)異常時，其他虛機(jī)仍能夠提供服務(wù)。簡而言之就是“雞蛋不要放在一個籃子里”。

NF分域部署是指NF部署采用管理域、業(yè)務(wù)域、轉(zhuǎn)發(fā)域分離的方式進(jìn)行。

網(wǎng)絡(luò)雙平面是指5GC NF所有邏輯網(wǎng)絡(luò)接口，都至少有2個不同的物理網(wǎng)絡(luò)平面互為備份。當(dāng)其中一個網(wǎng)絡(luò)平面發(fā)生故障時，另一個網(wǎng)絡(luò)平面能夠接管所有的網(wǎng)絡(luò)流量，保證業(yè)務(wù)不中斷。

架構(gòu)可靠性

5GC容災(zāi)解決方案支持負(fù)荷分擔(dān)和無狀態(tài)特性等方式，從而實(shí)現(xiàn)架構(gòu)可靠性。

負(fù)荷分擔(dān)是指，所有運(yùn)行實(shí)例共同分擔(dān)處理業(yè)務(wù)。當(dāng)部分運(yùn)行實(shí)例異常宕機(jī)時，由其余運(yùn)行正常的實(shí)例共同分擔(dān)處理業(yè)務(wù)，從而保證業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。負(fù)荷分擔(dān)采用N+M冗余方式，即當(dāng)N個實(shí)例可以滿足系統(tǒng)容量的業(yè)務(wù)處理時，再提供M個實(shí)例用于冗余。

上圖是典型的3+1冗余方式，當(dāng)3個實(shí)例可以滿足系統(tǒng)容量的業(yè)務(wù)處理時，再提供1個實(shí)例用于冗余。當(dāng)任何1個運(yùn)行實(shí)例故障時，其他3個運(yùn)行實(shí)例繼續(xù)工作，從而保證系統(tǒng)容量及業(yè)務(wù)處理不受影響。 ? 無狀態(tài)是指微服務(wù)的無狀態(tài)設(shè)計。3GPP 定義了UDSF（Unstructured Data Storage Function，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲功能）用于統(tǒng)一存儲NF的狀態(tài)數(shù)據(jù)（又稱為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，例如移動數(shù)據(jù)等等）。 ? 業(yè)務(wù)邏輯APP隨時可以執(zhí)行彈性、擴(kuò)容、銷毀、重生、遷移操作，這便是計算與存儲分離。無狀態(tài)設(shè)計在實(shí)現(xiàn)架構(gòu)可靠性的同時，也保障了數(shù)據(jù)可靠性。 ?

數(shù)據(jù)可靠性

綠樹成蔭

5GC的NF按無狀態(tài)設(shè)計，在當(dāng)前處理流程完成后，將用戶及會話上下文等狀態(tài)數(shù)據(jù)保存在UDSF中，由UDSF對數(shù)據(jù)進(jìn)行多副本保存。UDSF支持1+1冗余、雙DC部署的容災(zāi)方式，從而保證數(shù)據(jù)可靠性。 ??

資源可靠性

5GC容災(zāi)解決方案支持鏈路檢測、自愈等機(jī)制實(shí)現(xiàn)資源可靠性。

自愈是指：對于持續(xù)出現(xiàn)故障的業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)會進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的多級自愈。根據(jù)用戶的自愈策略配置，系統(tǒng)依次采用重啟容器、重推容器、重啟虛機(jī)、重建虛機(jī)逐級上升的策略進(jìn)行自愈，從而盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)。

鏈路檢測是什么意思呢？5GC容災(zāi)解決方案提出的容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)好以后，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時，又如何觸發(fā)容災(zāi)操作呢？

編輯：黃飛

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