表1：各行業(yè)數據中心故障損失統計表

　　中國目前有將近54萬個數據中心在運營，并正以每年18%的復合增長率高速增長，與數據中心相關的基礎設施建設市場以達到千億的規(guī)模。這么多的數據中心，幾乎天天都會有大大小小的故障出現。可實際這么多的故障并沒有造成多么嚴重的損失，這主要是因為幾乎所有的數據中心都采用了各種冗余備份技術，從而當故障發(fā)生時，業(yè)務能及時切換到正常的運轉層面，維持數據中心的正常運轉。當排查完故障后，再將業(yè)務切回正常運轉的層面。

　　一般數據中心的故障來源有：硬件故障、軟件故障、鏈路故障、電源/環(huán)境故障、資源利用問題、網絡設計問題六個方面。減少這些故障的最簡單方式就是冗余技術，可以通過對設備、鏈路、服務器提供冗余備份，從而將故障對用戶業(yè)務的影響降低到最小。

　　根據數據中心中業(yè)務的網絡層級，可將冗余技術具體分為四大類：

表2：數據中心冗余技術

　　ISO 4~7層冗余技術

　　我們知道OSI協議參考模型定義了7層網絡結構，其中四層以上都屬于應用層，應用層具有區(qū)別各種高層應用和識別內容的能力。數據中心通過引入負載均衡技術，可對數據中心服務器群訪問實現冗余備份，還可以完成網絡加速，流量工程等一系列優(yōu)化功能。數據中心可以采用兩臺負載均衡設備互為冗余備份。設備正常運行過程中可以手動同步配置信息和自動同步會話信息。當一臺設備發(fā)生故障時，另一臺設備可以快速感知設備故障，接管故障設備的業(yè)務，保證故障設備的當前業(yè)務不中斷。

　　網絡層冗余技術

　　數據中心可以引入網絡級的關鍵設備冗余備份技術來減小宕機對整個系統的影響。RFC 3623定義了OSPF 的Graceful Restart標準，GR是網絡設備主備切換時的協議冗余技術，GR冗余技術可以極大的縮短主備切換導致的路由中斷時間。ECMP也是一種路由冗余技術，當路由的某條路徑出現故障時，故障路徑上的流量被重新分布到其他等價路徑。EMCP有很好的收斂速度，在數據中心中，如果是基于純IP架構，那么使用ECMP冗余技術是很好的一個選擇。VRRP全稱Virtual Router Redundancy Protocol（虛擬路由冗余協議），是一種網關冗余技術。VRRP可保證當主機的下一跳設備壞掉時，可以及時的由另一臺設備來代替，從而保持通訊的連續(xù)性和可靠性。

　　鏈路層冗余技術

　　鏈路層的冗余技術主要有：服務器網卡冗余技術；鏈路聚合；環(huán)路監(jiān)測；環(huán)路協議保護等技術。服務器網卡通過冗余技術可將多塊網卡組合起來形成一個網卡組，網卡組內的網卡之間冗余備份，網卡組提供多種運行模式完成用戶的不同需求。鏈路聚合Link aggregation是將兩臺設備間的數條物理鏈路“組合”成邏輯上的一條數據通路，提高鏈路的可用性，提高鏈路帶寬。只要還存在能正常工作的成員，整個傳輸鏈路就不會失效，通過鏈路聚合實現了鏈路冗余。Loopback-detection工作在鏈路層。通過loopback-detection可以及時發(fā)現單端口環(huán)路，減小環(huán)路對數據中心的影響。STP、RRPP、RPR、TRILL等都是鏈路層的環(huán)路保護協議，通過這些協議可以實現鏈路的冗余備份。

　　設備級冗余技術

　　數據中心組網時一般會用到較多的設備。在實際運行過程中，各設備均面臨著軟件異常、硬件故障甚至外界影響（如：供電電路故障、自然災禍）等各種意外的威脅。設備級的冗余設計可以通過關鍵部件冗余，靈活快速的故障偵測和恢復來盡量減小故障造成的影響。

　　目前數據中心的設備多個硬件部件都是支持冗余備份的，比如設備的電源、業(yè)務板、風扇、主控板等等。當一個部件故障時，另外的部件馬上可以工作，并且所有的硬件部件都支持帶電插拔。除了硬件冗余技術，更主要的部分是軟件冗余技術。IRF是一種網絡設備虛擬化技術。通過IRF技術可以容許全局范圍內的跨設備鏈路聚合，提供了全面的鏈路級冗余保護。同時IRF技術還實現了跨設備的三層路由冗余，可以支持多種單播路由協議、組播路由協議的分布式處理，實現了多種路由協議的冗余備份技術。目前很多設備也支持不中斷業(yè)務升級的冗余備份技術，即ISSU，在設備正常運轉的情況下就可以完成軟件升級。軟件冗余技術還包括支持設置主備兩個啟動文件。設備啟動時可以根據優(yōu)先級（主優(yōu)于備）選擇啟動文件，在軟件異常時啟動備用軟件。防火墻設備一般都支持HRP協議，這是實現在主備防火墻設備之間的軟件冗余協議。

　　以上簡單介紹了數據中心各種常用的冗余技術，當然采用冗余技術的同時可能也會增加了網絡的復雜度、增加了運營資金的投入。所以也不能一味的增加冗余設計，過于復雜的冗余設計反而會降低數據中心的可用性，增加數據中心的運營成本。數據中心究竟可采用哪種冗余技術，需要綜合分析，結合自身業(yè)務運營的特點，合理地實施。