Projektowanie niezawodnej sieci
-
- Bronisław Piwowar,
- 01.04.1999
Każda nowocześnie zorganizowana firma jest zainteresowana wysokim poziomem niezawodności swojej sieci komputerowej. Niesprawność sieci obniża poziom produktywności i jakości usług świadczonych przez firmę. Dlatego dobry projektant, a także szef nadzorujący projekt ze strony zamawiającego powinni pamiętać o tym, aby nowo projektowana i budowana sieć charakteryzowała się maksymalną odpornością na niespodziewane przerwy w pracy. Niestety, dość często zapomina się o tym bardzo ważnym wymaganiu i stosuje się produkty sieciowe kiepskiej jakości, przy równoczesnym ignorowaniu najnowszych technik projektowania niezawodności sieci, z którymi ściśle związane jest pojęcie redundancji.
Każda nowocześnie zorganizowana firma jest zainteresowana wysokim poziomem niezawodności swojej sieci komputerowej. Niesprawność sieci obniża poziom produktywności i jakości usług świadczonych przez firmę. Dlatego dobry projektant, a także szef nadzorujący projekt ze strony zamawiającego powinni pamiętać o tym, aby nowo projektowana i budowana sieć charakteryzowała się maksymalną odpornością na niespodziewane przerwy w pracy. Niestety, dość często zapomina się o tym bardzo ważnym wymaganiu i stosuje się produkty sieciowe kiepskiej jakości, przy równoczesnym ignorowaniu najnowszych technik projektowania niezawodności sieci, z którymi ściśle związane jest pojęcie redundancji.
Redundancja i jej znaczenie w projektowaniu niezawodności sieci
Redundancją nazywamy różne techniki podniesienia poziomu niezawodności systemu, polegające - najogólniej mówiąc - na instalowaniu w sieci, oprócz komponentów podstawowych, także komponentów nadmiarowych (czyli redundancyjnych). Uszkodzenie elementu podstawowego powoduje przejęcie jego funkcji przez element nadmiarowy, w rezultacie czego sieć w dalszym ciągu pracuje poprawnie. Może najbardziej zrozumiałym przykładem redundancji jest stosowanie zasilacza nadmiarowego. Należy podkreślić, że redundancja dotyczy zarówno komponentów sprzętowych, jak i programowych.
Poziom redundancji zależy od warunków pracy sieci
Dla projektowanej sieci poziom redundancji zależy od wymagań co do czasu pracy sieci oraz produktywności firmy jako organizacji gospodarczej. Biorąc to pod uwagę można wyróżnić trzy poziomy redundancji:
- redundancja minimalnego poziomu
- redundancja średniego poziomu
- redundancja wysokiego poziomu.
Adres wirtualny IP (Virtual IP Address) - adres IP współdzielony przez dwa routery w czasie stosowania protokołu HSRP.
Adres wirtualny MAC - adres MAC współdzielony przez dwa routery w czasie stosowania protokołu HSRP.
Default gateway - początkowy adres IP o wartości 0.0.0.0 w tablicy routingu wyznacza router zwany default gateway; pakiety przeznaczone do wysłania do sieci o nieokreślonych adresachw tablicy routingu trafiają do tego routera.
Gorący backup (Hot Backup) - oznacza, że fizyczne połączenie istnieje i jest gotowe do uaktywnienia przez STP (Spanning Tree Protocol) bez jakichkolwiek czynności manualnych. Mechanizmy gorący backup i STP są stosowane w odniesieniu do przełączników działających w warstwie 2.
MAC (Media Access Control) - niższa podwarstwa warstwy 2 (Łącza danych) modelu OSI.
Połączenia równoległe (paralelizm) - forma redundancji, odnosząca się do połączeń między routerami działającymi w warstwie 3. Przy połączeniach równoległych (inaczej niż przy Spanning Tree) trasy redundancyjne mogą być użyte do przesyłania ruchu przez sieć.
Protokół HSRP (HotStandby Routing Protocol) - mechanizm protokołu HSRP tworzy grupę routerów (Hot Standby Router Group) z routerem wiodącym (Lead Router), obsługującym wszystkie pakiety wysyłane na adres grupy routerów. Jeśli router wiodący, monitorowany przez pozostałe routery w grupie, ulegnie awarii, to funkcję routera wiodącego przejmuje jeden z pozostałych routerów w grupie.
Redundancja - techniki poprawy niezawodności polegające na instalowaniu w sieci, oprócz komponentów podstawowych, także komponentów nadmiarowych (redundancyjnych). Uszkodzenie elementu podstawowego powoduje przejęcie jego funkcji przez element nadmiarowy; w rezultacie tego sieć w dalszym ciągu pracuje poprawnie. Redundancja dotyczy zarówno komponentów sprzętowych, jak i programowych. Poziom redundancji w projektowanej sieci zależy od wymagań czasu pracy sieci. Można wyróżnić trzy poziomy redundancji: minimalny, średni, wysoki.
Redundancja połączeń - polega na stosowaniu fizycznych połączeń redundancyjnych (dodatkowych względem połączeń podstawowych) dla poprawy poziomu niezawodności sieci.
Redundancja serwerów - wyróżnia się dwie formy redundancji dotyczącej serwerów: redundancja danych przechowywanych w pamięci serwera i redundancja serwera jako całego urządzenia.
Redundancja programowa (Software Redundancy) - redundancja realizowana za pomocą mechanizmów programowych. Jedną z jej form jest Spanning Tree; innym przykładem jest działanie protokołów routingu, automatycznie określających nową ścieżkę dla ruchu, jeśli dotychczasowa ścieżka uległa uszkodzeniu. Mechanizm default gateway również zalicza się do redundancji programowej.
Redundancja sprzętowa - podstawowa metoda redundancji. Polega na użyciu dodatkowych (nadmiarowych) elementów sprzętowych, którymi można zastąpić elementy uszkodzone. Dotyczy to urządzeń, takich jak: zasilacze, wentylatory, przełączniki, routery i huby.
Redundancja ścieżek danych - opiera się na protokołach określających sposób, w jaki dane przesuwają się przez połączenia sieci. Określa, jak wysłać dane przez wiele równoległych tras.
Spanning Tree - mechanizm sprecyzowany w standardzie IEEE 802.1d, automatycznie włączający połączenie redundancyjne, po tym jak połączenie podstawowe zostało uszkodzone, czego użytkownicy sieci mogą w ogóle nie zauważyć, ponieważ proces ten odbywa się bez ich ingerencji.
