Gehäuse-Cluster – Übersicht

Vorteile von Chassis-Cluster

• Verhindert den Ausfall einzelner Geräte, der zu einem Verlust der Konnektivität führt.

• Bietet hohe Verfügbarkeit zwischen Geräten bei der Verbindung von Zweigstellen- und Remote-Standortverbindungen zu größeren Unternehmensniederlassungen. Durch die Nutzung der Chassis-Cluster-Funktion können Unternehmen die Konnektivität im Falle eines Geräte- oder Verbindungsausfalls sicherstellen.

Gehäuse-Cluster-Funktionalität

Die Funktionalität des Gehäuse-Clusters umfasst:

• Ausfallsichere Systemarchitektur mit einer einzigen aktiven Steuerungsebene für den gesamten Cluster und mehreren Packet Forwarding Engines. Diese Architektur stellt eine einzelne Geräteansicht des Clusters dar.

• Synchronisierung von Konfigurations- und dynamischen Laufzeitzuständen zwischen Knoten innerhalb eines Clusters.

• Überwachung von physischen Schnittstellen und Failover, wenn die Fehlerparameter einen konfigurierten Schwellenwert überschreiten.

Chassis-Cluster-Modi

Ein Chassis-Cluster kann in einem aktiv/aktiven oder aktiv/passiven Modus konfiguriert werden.

• Active/passive mode: Im aktiven/passiven Modus wird der Transitverkehr über den primären Knoten geleitet, während der Backup-Knoten nur im Falle eines Ausfalls verwendet wird. Wenn ein Fehler auftritt, wird das Backup-Medium primär und übernimmt alle Weiterleitungsaufgaben.

• Active/active mode: Im aktiv/aktiven Modus wird ständig Transitdatenverkehr durch beide Knoten des Clusters geleitet.

Wie funktioniert Chassis-Clustering?

Die Control-Ports der jeweiligen Knoten sind miteinander verbunden, um eine Control Plane zu bilden, die Konfiguration und Kernel-Status synchronisiert, um die hohe Verfügbarkeit von Schnittstellen und Services zu ermöglichen.

Die Data Plane auf den jeweiligen Knoten ist über die Fabric-Ports verbunden, um eine einheitliche Data Plane zu bilden.

Beim Erstellen eines Chassis-Clusters werden die Steuerports der jeweiligen Knoten zu einer Steuerungsebene verbunden, die die Konfiguration und den Kernel-Status synchronisiert, um die Hochverfügbarkeit von Schnittstellen und Diensten zu ermöglichen.

Ebenso wird die Data Plane auf den jeweiligen Knoten über die Fabric-Ports verbunden, um eine einheitliche Data Plane zu bilden.

Der Fabric-Link ermöglicht die Verwaltung der knotenübergreifenden Datenstromverarbeitung und die Verwaltung der Sitzungsredundanz.

Die Software der Steuerungsebene arbeitet im aktiven Modus oder im Backup-Modus. Bei der Konfiguration als Chassis-Cluster sichern sich die beiden Knoten gegenseitig, wobei ein Knoten als primäres und der andere als sekundäres Gerät fungiert, wodurch ein zustandsbehaftetes Failover von Prozessen und Diensten im Falle eines System- oder Hardwareausfalls gewährleistet wird. Wenn das primäre Gerät ausfällt, übernimmt das sekundäre Gerät die Verarbeitung des Datenverkehrs.

Die Data Plane-Software arbeitet im Aktiv/Aktiv-Modus. In einem Chassis-Cluster werden die Sitzungsinformationen aktualisiert, wenn der Datenverkehr eines der beiden Geräte durchläuft, und diese Informationen werden zwischen den Knoten über die Fabric-Verbindung übertragen, um sicherzustellen, dass etablierte Sitzungen bei einem Failover nicht unterbrochen werden. Im Aktiv/Aktiv-Modus ist es möglich, dass Datenverkehr auf einem Knoten in den Cluster eindringt und vom anderen Knoten ausgeht. Wenn ein Gerät einem Cluster beitritt, wird es zu einem Knoten dieses Clusters. Mit Ausnahme von eindeutigen Knoteneinstellungen und Verwaltungs-IP-Adressen haben Knoten in einem Cluster dieselbe Konfiguration.

Zu jedem Zeitpunkt kann sich ein Cluster in einem der folgenden Zustände befinden: "Halten", "Primär", "Sekundär halten", "Nicht zulässig" und "Deaktiviert". Ein Zustandsübergang kann aufgrund jedes Ereignisses ausgelöst werden, z. B. aufgrund von Schnittstellenüberwachung, SPU-Überwachung, Fehlern und manuellen Failovers.

IPv6-Clustering-Unterstützung

Firewalls der SRX-Serie mit IP-Version 6 (IPv6) können in aktiven/aktiven (Failover-) Chassis-Cluster-Konfigurationen bereitgestellt werden, zusätzlich zur bereits bestehenden Unterstützung von aktiv/passiven (Failover-) Chassis-Cluster-Konfigurationen. Eine Schnittstelle kann mit einer IPv4-Adresse, einer IPv6-Adresse oder beidem konfiguriert werden. Adressbucheinträge können eine beliebige Kombination aus IPv4-Adressen, IPv6-Adressen und DNS-Namen (Domain Name System) enthalten.

Das Gehäuse-Cluster unterstützt GRE-Tunnel (Generic Routing Encapsulation), die zum Weiterleiten von gekapseltem IPv4/IPv6-Datenverkehr über die interne Schnittstelle gr-0/0/0 verwendet werden. Diese Schnittstelle wird von Junos OS beim Systemstart erstellt und nur für die Verarbeitung von GRE-Tunneln verwendet. Weitere Informationen finden Sie im Benutzerhandbuch für Sicherheitsgeräte der Schnittstelle.

Anwendungsfall für SRX-Chassis-Cluster

Unternehmens- und Service Provider-Netzwerke setzen verschiedene Redundanz- und Ausfallsicherheitsmethoden auf der Netzwerkebene des Kunden-Edge-Netzwerks ein. Da diese Ebene den Eingang oder Peering-Punkt zum Internet darstellt, sind ihre Stabilität und Betriebszeit von großer Bedeutung. Kundentransaktionsinformationen, E-Mail, Voice over IP (VoIP) und Datenverkehr von Standort zu Standort können alle diesen einzigen Einstiegspunkt in das öffentliche Netzwerk nutzen. In Umgebungen, in denen ein Site-to-Site-VPN die einzige Verbindung zwischen Kundenstandorten und dem Standort der Zentrale ist, wird diese Verbindung noch wichtiger.

Traditionell wurden mehrere Geräte mit diskreten Konfigurationen verwendet, um Redundanz auf dieser Netzwerkschicht zu gewährleisten – mit gemischten Ergebnissen. In diesen Konfigurationen verlässt sich das Unternehmen auf Routing- und Redundanzprotokolle, um einen hochverfügbaren und redundanten Kunden-Edge zu ermöglichen. Diese Protokolle erkennen Fehler oft nur langsam und ermöglichen in der Regel nicht die Synchronisierung, die für die ordnungsgemäße Verarbeitung von zustandsbehaftetem Datenverkehr erforderlich ist. Angesichts der Tatsache, dass ein beträchtlicher Teil des Unternehmensdatenverkehrs, der über die Edge (zum/vom Internet oder zwischen Kundenstandorten) übertragen wird, zustandsbehaftet ist, bestand eine ständige Herausforderung bei der Konfiguration dieser Netzwerkebene darin, sicherzustellen, dass der Sitzungszustand nicht verloren geht, wenn ein Failover oder eine Umkehrung auftritt.

Eine weitere Herausforderung bei der Konfiguration redundanter Geräte ist die Notwendigkeit, separate physische Geräte mit unterschiedlichen Konfigurationen zu konfigurieren, zu verwalten und zu warten. Die Synchronisierung dieser Konfigurationen kann auch eine Herausforderung darstellen, da mit zunehmendem Bedarf und zunehmender Komplexität der Sicherheitsmaßnahmen auch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass die Konfigurationen nicht übereinstimmen. In einer sicheren Umgebung kann eine nicht übereinstimmende Konfiguration so etwas Einfaches wie einen Verlust der Konnektivität oder so komplex und kostspielig wie einen totalen Sicherheitsfehler verursachen. Jedes anomale Ereignis am Kunden-Edge kann sich auf die Betriebszeit auswirken, was sich wiederum auf die Fähigkeit auswirkt, Kunden zu bedienen oder möglicherweise die Sicherheit der Kundendaten zu gewährleisten.

Eine Lösung für das Problem der redundanten Kunden-Edge-Konfiguration ist die Einführung einer zustandsbewussten Clustering-Architektur, die es ermöglicht, dass zwei oder mehr Geräte als ein einziges Gerät betrieben werden. Geräte in dieser Art von Architektur sind in der Lage, Sitzungsinformationen zwischen allen Geräten auszutauschen, um ein nahezu sofortiges Failover und eine Umkehrung des zustandsbehafteten Datenverkehrs zu ermöglichen. Ein wichtiger Maßstab für den Erfolg in diesem Bereich ist die Fähigkeit des Clusters, ein Failover durchzuführen und den Datenverkehr wiederherzustellen, während der Status aktiver Sitzungen beibehalten wird.

Die Verwendung der SRX-Chassis-Cluster-Konfiguration, die unter Beispiel: Konfigurieren eines Services Gateways der SRX-Serie als Full-Mesh-Chassis-Cluster beschrieben wird, verringert die Ausfallzeit des Systems.

Geräte in einer effektiven Clustering-Architektur können auch als ein einzelnes Gerät verwaltet werden. die gemeinsame Nutzung einer einzigen Steuerungsebene. Diese Funktion ist von entscheidender Bedeutung, da sie die Betriebskosten reduziert, die mit der Verwaltung mehrerer Geräte verbunden sind. Anstatt separate Geräte mit unterschiedlichen Konfigurationen und Verwaltungsportalen zu verwalten und zu betreiben, können Sie mehrere Geräte, die dieselbe Funktion erfüllen, über einen einzigen Verwaltungspunkt verwalten.

Schließlich haben Geräte in einer Cluster-Konfiguration die Möglichkeit, aktive Schnittstellen zu überwachen, um ihren Servicestatus zu bestimmen. Ein effektiver Cluster überwacht proaktiv alle Umsatzschnittstellen und sollte ein Failover auf Backup-Schnittstellen durchführen, wenn ein Fehler erkannt wird. Dies sollte in nahezu sofortigen Intervallen erfolgen, um die Auswirkungen eines Serviceausfalls (unterbrochene Kundenanrufe usw.) zu minimieren.