Yedeklilik ve Yük Devretme Tasarımları

Yüksek kullanılabilirlik (HA), bir şey arızalansa bile hizmetlerin çalışmaya devam etmesi için bir ağ tasarlamak anlamına gelir. Temel fikir, arızalandığında tüm sistemi durduran herhangi bir bileşen olan tekil arıza noktalarını ortadan kaldırmaktır. HA, yedekliliği (yedek bileşenler) yük devretmeyle (yedek bileşene otomatik geçiş) birleştirerek kesintiler sırasında kritik hizmetleri çalışır durumda tutar.

Tekil arıza noktası (SPOF), yedeği olmayan herhangi bir unsurdur; tek bir yönlendirici, tek bir güç kaynağı veya tek bir internet bağlantısı arızalandığında her şey durur. SPOF'ları belirlemek, HA tasarımının ilk adımıdır. Her kritik bileşen için "bu bozulursa ne olur?" diye sorarsınız. Yanıt "tam kesinti" olan her yere yedeklilik eklersiniz.

Yedeklilik, devralmaya hazır yinelenen bileşenlere sahip olmaktır. Bu, her düzeyde uygulanabilir: yedekli güç kaynakları, yedekli ağ bağlantıları, yedekli anahtarlar ve yönlendiriciler ve yedekli internet bağlantıları. Yedeklilik maliyet getirir ve karmaşıklığı artırır; bu nedenle arızası en büyük zarara yol açacak bileşenlere odaklanılır. Amaç, tek bir arızanın kesintiye neden olmamasıdır.

Yük devretme, arızalanan bir bileşenden yedeğine otomatik geçiştir. Yalnızca yedeklilik yeterli değildir; yedek bileşen hızlı bir şekilde ve ideal olarak insan müdahalesi olmadan devralmalıdır. İyi bir yük devretme hızlı ve kesintisizdir; kullanıcılar bunu neredeyse fark etmez. Bekleyen bir bileşen ile otomatik yük devretmenin birleşimi, gerçek yüksek kullanılabilirliği sağlar.

İki yedeklilik modeli vardır. Etkin-pasif modelinde yedek, birincil bileşen arızalanana kadar boşta bekler ve ardından devralır. Etkin-etkin modelinde her iki birim aynı anda çalışır ve yükü paylaşır; biri arızalanırsa diğeri onun payını üstlenir. Etkin-etkin model kapasiteyi de artırırken etkin-pasif model daha basittir. Her biri farklı gereksinimlere ve bütçelere uygundur.

Varsayılan ağ geçidi yaygın bir SPOF olduğundan, İlk Atlama Yedekliliği Protokolleri (FHRP) yedek bir ağ geçidi sağlar. VRRP (Sanal Yönlendirici Yedeklilik Protokolü) ve Cisco'nun HSRP (Sıcak Beklemeli Yönlendirici Protokolü), iki yönlendiricinin tek bir sanal ağ geçidi IP'sini paylaşmasını sağlar; etkin yönlendirici arızalanırsa bekleyen yönlendirici adresi devralır. Ana bilgisayarlar aynı ağ geçidini kullanmaya devam eder ve bu geçişten haberdar olmaz.

Yedeklilik bağlantılara da uygulanır. Bağlantı birleştirme (LAG, LACP kullanılarak), birkaç fiziksel bağlantıyı hem ek bant genişliği hem de bir bağlantı arızalansa bile çalışmaya devam etme olanağı sağlayan tek bir mantıksal bağlantıda birleştirir. Sunucularda NIC ekip oluşturma, birden fazla ağ kartını birleştirerek kartlardan biri veya kablosu arızalansa bile trafiğin devam etmesini sağlar. Her ikisi de tek bir bağlantının arıza noktası olmasını ortadan kaldırır.

Birçok sorun fizikseldir. Yedekli güç kaynakları, bir güç kaynağı arızalansa bile cihazın çalışmasını sağlar. Bir UPS (Kesintisiz Güç Kaynağı) kısa süreli kesintilerde ekipmanı çalışır durumda tutar; daha uzun kesintilerde ise jeneratör devreye girer. Sıcak değiştirilebilir bileşenler, cihaz kapatılmadan değiştirilebilir. Bunlar kesintilerin çok yaygın nedenleri olan güç ve donanım arızalarına karşı koruma sağlar.

HA, çalışır durumda olma süresindeki "dokuzlar" ile ölçülür. %99,9, yılda yaklaşık 8,8 saat kesintiye; %99,99 yaklaşık 53 dakikaya; %99,999 ("beş dokuz") yaklaşık 5 dakikaya izin verir. İki terim daha önemlidir: RTO (Kurtarma Süresi Hedefi), ne kadar hızlı kurtarma yapmanız gerektiği; RPO (Kurtarma Noktası Hedefi) ise kabul edilebilir veri kaybı miktarıdır. Bu hedefler tasarım seçimlerini belirler.

Yedeklilik ücretsiz veya sınırsız değildir. Yanlış yapılandırılırsa maliyet ve karmaşıklık getirir, ayrıca yeni arıza biçimleri oluşturur. Daha fazla kopya, yönetilecek daha fazla unsur ve yanlış yapılandırma için daha fazla fırsat anlamına gelebilir. Önemli olan, her hizmet için yedeklilik maliyeti ile kesinti maliyetini dengelemek; kritik olanı korurken geri kalanını gereğinden fazla karmaşıklaştırmamaktır.

HA tasarımı sistematik ilerler: kritik hizmetleri haritalayın, her SPOF'u bulun, otomatik yük devretmeyle hedefe yönelik yedeklilik ekleyin ve yük devretmenin gerçekten çalıştığını sınayın. Sınanmamış bir yedek plan değil, yalnızca umuttur. Arızaları düzenli olarak simüle etmek tasarımı doğrular ve boşlukları ortaya çıkarır. İyi uygulandığında yedeklilik ve yük devretme, kaçınılmaz olarak tek tek parçalar arızalansa bile ağın çalışmasını sürdürür.

HA bilginizi sınayın.

Yedeklilik ve yük devretmeyi öğrendiniz. Önemli noktalar:

• HA, tekil arıza noktalarını ortadan kaldırır.
• Yedeklilik yedekler ekler; yük devretme otomatik olarak bunlara geçiş yapar.
• Etkin-etkin yükü paylaşır; etkin-pasif bir bekleyen bileşen tutar.
• VRRP/HSRP yedekli ağ geçidi sağlar; LAG ve NIC ekip oluşturma bağlantı yedekliliği ekler.
• Çalışır durumda olma süresindeki dokuzlar, RTO ve RPO ile ölçün; yük devretmeyi sınayın.