SBC SWe: Висока доступність у хмарі

SBC SWe та віртуалізація: Забезпечення високої доступності у хмарному середовищі

У сучасних телекомунікаційних мережах, де безперервність зв’язку критично важлива,висока доступність (HA) є ключовою вимогою для інфраструктурних компонентів. Ribbon Communications пропонує рішення Session Border Controller Software Edition (SBC SWe), розроблене для віртуалізованих і хмарних середовищ. Ця стаття присвячена архітектурним рішенням та особливостям налаштування SBC SWe для досягнення максимально можливоївідмовостійкості в різних сценаріях.

Архітектура високої доступності SBC SWe

SBC SWe використовує надлишкову архітектуру для забезпечення HA. Основні компоненти HA архітектури включають:

• Активний/Резервний режим: Два екземпляри SBC SWe працюють паралельно. Активний обробляє трафік, а резервний знаходиться в режимі очікування, готовий негайно прийняти управління у випадку відмови активного. Цей підхід, заснований на принципі Active/Standby, забезпечує швидке перемикання при збоях.
• Механізм моніторингу: Постійний моніторинг стану активного SBC SWe для виявлення збоїв. Ефективний моніторинг критично важливий для швидкого виявлення проблем і запуску процедури failover.
• Автоматичне перемикання (Failover): У випадку виявлення збою, відбувається автоматичне перемикання трафіку на резервний SBC SWe. Час перемикання має бути мінімальним, щоб уникнути переривання сервісу.
• Роздільне сховище: Загальна конфігурація та дані сесій зберігаються в роздільному сховищі, доступному обом екземплярам SBC SWe. Це забезпечує безперервність обслуговування при перемиканні. Роздільне сховище усуває необхідність у складній синхронізації конфігурації між екземплярами.

Переваги архітектури HA:

• Мінімальний час простою у випадку збою.
• Автоматичне відновлення сервісу.
• Прозоре перемикання для кінцевих користувачів.
• Спрощене управління та обслуговування.

Реалізація HA в різних хмарних середовищах

SBC SWe може бути розгорнутий в різних хмарних середовищах, включаючи приватні, публічні та гібридні хмари. Кожен сценарій має свої особливості реалізації HA. Вибір хмарного середовища впливає на доступні інструменти та підходи до забезпечення HA.

HA в приватній хмарі (VMware, OpenStack)

У приватній хмарі HA для SBC SWe може бути реалізована з використанням вбудованих механізмів віртуалізації, таких як VMware HA або OpenStack Auto Scaling. Ці механізми забезпечують автоматичне виявлення збоїв віртуальних машин та їх перезапуск на іншому хості. Використання вбудованих інструментів віртуалізації спрощує налаштування та управління HA.

Налаштування VMware HA:

1. Переконайтеся, що VMware HA включено в кластері, де розгорнуті віртуальні машини SBC SWe. VMware HA є базовим компонентом для забезпечення відмовостійкості віртуальних машин.
2. Налаштуйте правила VMware HA для автоматичного перезапуску віртуальних машин SBC SWe у випадку збою хоста. Правила визначають, як VMware HA реагує на різні типи збоїв.
3. Використовуйте анти-афініті правила, щоб Active і Standby SBC знаходились на різних фізичних хостах. Це запобігає одночасному збою обох екземплярів SBC SWe у випадку відмови хоста.
4. Протестуйте перемикання, імітуючи збій хоста або віртуальної машини. Регулярне тестування гарантує працездатність HA.

Рекомендація: Налаштуйте heartbeat мережі між віртуальними машинами SBC SWe для швидкого виявлення збоїв з’єднання.

Налаштування OpenStack Auto Scaling:

1. Створіть групу авто масштабування (Auto Scaling Group) для екземплярів SBC SWe. Auto Scaling Group забезпечує автоматичне масштабування та відновлення екземплярів.
2. Налаштуйте політики масштабування на основі метрик моніторингу (наприклад, завантаження ЦП, використання пам’яті). Політики визначають, коли додавати або видаляти екземпляри.
3. Включіть моніторинг стану екземплярів (Health Checks) для автоматичного виявлення збоїв. Health Checks дозволяють Auto Scaling Group виявляти непрацюючі екземпляри.
4. Протестуйте перемикання, імітуючи збій екземпляра. Необхідно перевірити, що Auto Scaling Group коректно обробляє збої.

Рекомендація: Використовуйте OpenStack Heat для автоматизації розгортання та налаштування Auto Scaling Group.

HA в публічній хмарі (AWS, Azure, Google Cloud)

У публічній хмарі HA для SBC SWe може бути реалізована з використанням сервісів, що надаються хмарними провайдерами, таких як AWS Auto Scaling, Azure Availability Sets або Google Compute Engine Managed Instance Groups. Ці сервіси пропонують масштабованість і відмовостійкість “з коробки”.

Налаштування AWS Auto Scaling:

1. Створіть групу Auto Scaling Group для екземплярів SBC SWe. Auto Scaling Group управляє життєвим циклом екземплярів SBC SWe.
2. Налаштуйте політики масштабування на основі метрик Amazon CloudWatch. CloudWatch надає моніторинг продуктивності та стану екземплярів.
3. Використовуйте Elastic Load Balancer (ELB) для розподілу трафіку між екземплярами SBC SWe. ELB забезпечує розподіл навантаження та автоматичне виявлення збоїв.
4. Налаштуйте перевірки працездатності (Health Checks) в ELB для автоматичного виявлення збоїв. Health Checks дозволяють ELB виявляти непрацюючі екземпляри та перенаправляти трафік на здорові.
5. Розмістіть екземпляри в різних зонах доступності (Availability Zones) для забезпечення географічної надмірності. Розміщення в різних зонах доступності захищає від збоїв в одній зоні.

Рекомендація: Використовуйте AWS CloudFormation для автоматизації розгортання та налаштування AWS Auto Scaling.

Налаштування Azure Availability Sets:

1. Створіть Availability Set для віртуальних машин SBC SWe. Availability Set гарантує, що віртуальні машини будуть розміщені на різних фізичних серверах і доменах збою.
2. Розмістіть віртуальні машини в Availability Set для захисту від збоїв обладнання та обслуговування. Availability Set захищає від запланованих і незапланованих простоїв.
3. Використовуйте Azure Load Balancer для розподілу трафіку між віртуальними машинами. Azure Load Balancer розподіляє вхідний трафік між екземплярами SBC SWe.
4. Налаштуйте перевірки працездатності в Load Balancer для автоматичного виявлення збоїв. Перевірки працездатності дозволяють Load Balancer виявляти непрацюючі екземпляри та перенаправляти трафік.

Рекомендація: Використовуйте Azure Resource Manager (ARM) templates для автоматизації розгортання та налаштування Azure Availability Sets.

Налаштування Google Compute Engine Managed Instance Groups:

1. Створіть Managed Instance Group для екземплярів SBC SWe. Managed Instance Group управляє групою ідентичних віртуальних машин.
2. Налаштуйте політики автоматичного відновлення та масштабування. Політики визначають, як Managed Instance Group реагує на збої та зміни навантаження.
3. Використовуйте Google Cloud Load Balancing для розподілу трафіку між екземплярами. Google Cloud Load Balancing забезпечує розподіл трафіку та автоматичне виявлення збоїв.
4. Налаштуйте перевірки працездатності в Load Balancing для автоматичного виявлення збоїв. Перевірки працездатності дозволяють Load Balancing виявляти непрацюючі екземпляри та перенаправляти трафік.
5. Розмістіть екземпляри в різних зонах для забезпечення географічної надмірності. Розміщення в різних зонах знижує ризик втрати сервісу через збої в одній зоні.

Рекомендація: Використовуйте Google Cloud Deployment Manager для автоматизації розгортання та налаштування Google Compute Engine Managed Instance Groups.

HA в гібридній хмарі

У гібридній хмарі HA для SBC SWe може бути реалізована з використанням комбінації підходів, що застосовуються в приватних і публічних хмарах. Важливо забезпечити зв’язність між приватною і публічною хмарами з використанням VPN або виділених каналів зв’язку. Надійний зв’язок між хмарами є ключовим фактором для забезпечення HA в гібридному середовищі.

Налаштування роздільного сховища

Роздільне сховище є критично важливим компонентом HA архітектури SBC SWe. Воно повинно забезпечувати доступність і консистентність даних для обох екземплярів SBC SWe. Вибір рішення для роздільного сховища безпосередньо впливає на продуктивність і надійність HA.

Варіанти роздільного сховища:

• Network File System (NFS): Традиційне рішення для роздільного сховища. Підходить для невеликих і середніх розгортань.
• Server Message Block (SMB): Протокол розподілу файлів, що використовується в Windows мережах. Альтернатива NFS, особливо в середовищах Windows.
• iSCSI: Протокол для доступу до блочних пристроїв зберігання по IP мережі. Забезпечує більш високу продуктивність, ніж NFS і SMB.
• Об’єктне сховище (AWS S3, Azure Blob Storage, Google Cloud Storage): Рішення для зберігання неструктурованих даних в хмарі. Підходить для зберігання великих обсягів даних, таких як записи викликів.
• Кластерні файлові системи (GlusterFS, Ceph): Розподілені файлові системи, що забезпечують високу доступність і масштабованість. Підходять для великих і вимогливих розгортань.

Рекомендації щодо налаштування роздільного сховища:

• Виберіть рішення, що відповідає вимогам по продуктивності, доступності та масштабованості. Враховуйте поточні і майбутні потреби.
• Забезпечте резервування сховища і захист від втрати даних. Використовуйте RAID, реплікацію або інші механізми для захисту даних.
• Налаштуйте права доступу для забезпечення безпеки. Обмежте доступ до сховища тільки необхідним компонентам.
• Регулярно виконуйте резервне копіювання даних. Регулярне резервне копіювання дозволяє відновити дані в разі серйозних збоїв.

Важливо: Оптимізуйте продуктивність мережі між SBC SWe і роздільним сховищем для мінімізації затримок.

Моніторинг та управління HA

Для забезпечення ефективної роботи HA архітектури SBC SWe необхідно налаштувати систему моніторингу та управління, яка дозволить оперативно виявляти і усувати проблеми. Ефективний моніторинг є ключем до підтримки високої доступності.

Інструменти моніторингу:

• Simple Network Management Protocol (SNMP): Стандартний протокол для моніторингу мережевих пристроїв. Підходить для базового моніторингу.
• Syslog: Протокол для збору системних журналів. Дозволяє аналізувати події та виявляти проблеми.
• REST API: Інтерфейс для програмного доступу до даних моніторингу. Дозволяє інтегрувати SBC SWe з іншими системами моніторингу.
• Ribbon EMS (Element Management System): Централізована система управління та моніторингу для продуктів Ribbon Communications. Переважне рішення для управління продуктами Ribbon.

Метрики моніторингу:

• Завантаження ЦП.
• Використання пам’яті.
• Завантаження мережі.
• Кількість активних сесій.
• Затримка обробки викликів.
• Стан HA (активний/резервний).
• Стан роздільного сховища.

Рекомендація: Налаштуйте оповіщення для критичних метрик, щоб оперативно реагувати на проблеми.

Управління HA:

• Автоматичне перемикання (Failover).
• Ручне перемикання (Switchover).
• Відновлення після збою (Recovery).
• Оновлення програмного забезпечення (Software Upgrade).
• Резервне копіювання та відновлення конфігурації (Backup and Restore).

Важливо: Розробіть чіткі процедури для управління HA і навчіть персонал.

Тестування HA

Регулярне тестування HA є необхідною умовою для забезпечення надійної роботи SBC SWe. Тестування повинно включати імітацію різних сценаріїв збоїв, таких як:

• Збій віртуальної машини.
• Збій хоста.
• Збій мережі.
• Збій роздільного сховища.
• Збій програмного забезпечення.

Тестування повинно проводитися в контрольованому середовищі, максимально наближеному до виробничого. Важливо документувати результати тестування і використовувати їх для поліпшення HA архітектури. Документування результатів дозволяє виявляти слабкі місця і покращувати процедури HA.

Особливості налаштування SBC SWe для HA

Налаштування SBC SWe дляHigh Availability вимагає особливої уваги до наступних аспектів:

Синхронізація конфігурації:

Конфігурація активного і резервного SBC SWe повинна бути ідентичною. Використання роздільного сховища для зберігання конфігурації є рекомендованим підходом. Автоматизуйте процес синхронізації конфігурації, щоб уникнути помилок.

Синхронізація даних сесій:

Для забезпечення безперервності обслуговування при перемиканні необхідно синхронізувати дані сесій між активним і резервним SBC SWe. Це може бути реалізовано з використанням механізму session replication. Вибір методу session replication залежить від вимог до продуктивності та доступності.

Налаштування Keepalive:

Механізм Keepalive використовується для моніторингу стану активного SBC SWe. Важливо правильно налаштувати параметри Keepalive, щоб забезпечити своєчасне виявлення збоїв. Занадто короткий інтервал Keepalive може призвести до помилкових спрацьовувань, а занадто довгий – до пізнього виявлення збою.

Налаштування пріоритетів:

Активному SBC SWe повинен бути призначений більш високий пріоритет, ніж резервному, щоб забезпечити його вибір в якості активного після перезавантаження. Правильне налаштування пріоритетів важливо для автоматичного відновлення після збою.

Налаштування маршрутизації:

Маршрутизація трафіку повинна бути налаштована таким чином, щоб трафік направлявся на активний SBC SWe. Це може бути реалізовано з використанням DNS, Load Balancer або інших механізмів. Вибір механізму маршрутизації залежить від архітектури мережі та вимог до продуктивності.

Рекомендації щодо забезпечення високої доступності

На закінчення, наведемо кількарекомендацій щодо забезпечення високої доступності для SBC SWe в хмарному середовищі:

• Використовуйте надлишкову архітектуру з активним і резервним екземплярами SBC SWe.
• Розміщуйте екземпляри SBC SWe в різних зонах доступності або на різних хостах для захисту від збоїв обладнання.
• Використовуйте роздільне сховище для зберігання конфігурації та даних сесій.
• Налаштуйте автоматичне перемикання (Failover) і резервне копіювання.
• Налаштуйте систему моніторингу та управління для оперативного виявлення і усунення проблем.
• Регулярно тестуйте HA.
• Дотримуйтесь рекомендацій щодо налаштування SBC SWe для HA.

Впровадження цих рекомендацій дозволить забезпечитивисоку доступність SBC SWe в хмарному середовищі і гарантувати безперервну роботу телекомунікаційних сервісів. Регулярний аналіз і оптимізація конфігурації HA дозволяє підтримувати високий рівень доступності в довгостроковій перспективі.