Кампус сүлжээний найдвартай үйл ажиллагааг хангах

Найдвартай байдал гэдэг нь систем өөрийн өгөгдсөн нөхцөл байдалд тодорхой хугацааны туршид доголдолгүйгээр гүйцэтгэж чадах магадлал юм. Ер нь 100% найдвартай систем байх боломжгүй. Гэхдээ маш өндөр түвшинд найдвартай байдлыг хангасан системүүд байж болох бөгөөд, тэдгээрийн зэрэглэл нь таван ес (99.999%-н найдвартай) (99,9999%-н найдвартай) гэх тоогоор илэрхийлэгддэг.
Тухайн системийг найдвартай эсэхийг шинжлэхэд юун түрүүнд системийн хаа нэг хэсэгт доголдол гарснаар систем бүхэлдээ зогсож болох газруудыг авч үздэг. Өөрөөр хэлбэл нэг цэгийн доголдол буюу Single point of failure-г судална. Ингээд тухайн хэсэг доголдох эх шалтгаанууд юу байж болохыг судалж, эдгээр шалтгаануудыг аль болох цөөлөх хэрэгтэй. Бүх шалтгааныг урьдчилан сэргийлэх боломжгүй учраас, тухайн хэсгийн эрсдэлийг дизайны түвшинд багасгах аргыг мөн хэрэглэдэг. Жишээ нь: сүлжээний картыг нэмж суурилуулах, серверээ давхарлаж ажиллуулах гэх мэт шийдвэр байж болно. Аль нэг сүлжээний карт/сервер ажиллахаа байлаа гэхэд, бусад нь идэвхжиж, системийн хэвийн ажиллагаа үргэлжилсээр байна гэсэн үг.
Системийн найдвартай ажиллагааны түвшинг MTBF(Mean time between failure) буюу алдаа хоорондын хугацаа гэдэг үзүүлэлтээр илэрхийлэх нь элбэг. Гэхдээ иймэрхүү үзүүлэлт бол магадлал бодоод гаргасан тоо юм, харин системийн найдвартай ажиллагааг бодитоор үнэлнэ гэдэг өөрөө том асуудал байдаг. Сүлжээний холболтын найдвартай эсэхийг бол нэг картаа сүлжээнээс салгаад үзчихэж болно. Тэгвэл 3 жил тасралтгүй ажиллах ёстой системийн найдвартай байдлыг яаж үнэлэх вэ? Гурван жил ажиллуулж турших уу? Сансрын хөлгийн найдвартай ажиллах эсэхийг сансарт хөөргөж туршина гэвэл асар их зардал гарна гэх мэт. Иймэрхүү тохиолдолд туршилтыг дэд хэсгүүдээр нь маш нарийн хийх ч юм уу, эсвэл хиймэл орчинд туршаад бодит ертөнцөд гаргах нь бий. Гэтэл маш нарийн тооцоолж хийсэн ч, туршилт хийлгүй хөөргөнө гэдэг аз туршсан хэрэг болно. Зургаан естэй систем ч санаанд ороогүй, тооцоологдоогүй үлдсэн жижиг зүйлээс болж осолдсон тохиолдол байдаг.
Цагийн хуваарийн дагуу буюу урьдчилсан байдлаар төлөвлөсөн мөн төлөвлөгдөөгүй буюу гэнэтийн саатлууд гэх ажиллагаагүй байдлыг хоёр ангилдаг. Хуваарийн дагуу сүлжээний ажиллагааг зогсоох нь ихэвчлэн системийн өргөтгөл болоод шинэчлэл, програм хангамжийн мөн системийг дахин ачааллах зэрэг тохиргоонуудтай холбоотой байдаг. Товчхондоо энэ бол урьдчилсан байдлаар төлөвлөсөний дүнд системийн үйл ажиллагааны аюулгүй байдлыг хангасны үр дүнд түр хугацаагаар идэвхгүй болгож буй цогц үйлдэл юм. Харин гэнэтийн сааталын тухайд бол цахилгаан үүсгэвэрийн доголдол, CPU буюу RAM-н хэсгүүдийн гэмтэл (эсвэл техник хангамжийн бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд) хэт халалтын улмаас үүдэлтэй унтралт, сүлжээний холболтын логик болон физик хамааралтай элдэв асуудлууд, аюулгүй байдлын эсрэг чиглэсэн халдлагууд, мөн өөр бусад аппликэйшн, төхөөрөмж болон үйлдлийн системтэй хамааралтай гэнэтийн саатлууд нь цагийн хуваарийн дагуу бус буюу урьдчилсан байдлаар төлөвлөгдөөгүй сааталд тооцогдоно.
Ихэнх цахим хуудасны хувьд дээрх 2 тохиолдлын аль алинд нь системийн засвар үйлчилгээ бүрэн хийгдэж дуусах хүртэл хугацааг зааж тоолуур тавьдаг нь хэрэглэгчдийнхээ дунд төөрөгдөл үүсэхээс сэргийлж байгаагаас гадна, давхар тэдэнд өөрсдийн найдвартай ажиллагааг харуулж буй хэрэг болох юм. Хэдий тийм ч бодит байдал дээр үнэнхүү найдвартай ажиллагааг хангаж чадахуйц цогц сүлжээ тун цөөхөн байдаг. Учир нь өртөг өндөртэйгээс гадна дээр дурьдсан нэг цэгийн доголдолыг тойрч гарах үүднээс загварчилсан загвар, техник хангамж, програм хангамж, сүлжээ болон үйлдлийн систем, дундын төхөөрөмжүүд, апдэйт шинэчлэлүүдээс салшгүй хамааралтай. Мөн хэрэглэгчдэд хүндрэл учруулахгүйн тулд цагийн хуваарийн дагуу төлөвлөсөн түр сааталыг ажлын бус өдрүүдэд эсвэл ажлын дараах цагаар хэрэгжүүлэх зэргээр төлөвлөж болдог.
Найдвартай ажиллагааг жил, сар болон долоо хоногт тасралтгүй буюу ямар нэгэн сааталгүй ажиллах хугацаагаар нь хэмжидэг. Харин сүлжээний саасекүнд талын бухайд бол мөн адил жил, сар болон долоо хоногт идвэхгүй байсан хугацаагаар нь хэмжидэг байна. Ингээд доорх хүснэгтэд сүлжээний найдвартай ажиллагааны найдвартай ажиллах магадлын саатлыг жил, сар болон долоо хоногт тус тус ангилж харуулсан байна.
Систем жиллагаатай байх бөгөөд найдвартай ажиллаж байх гэдэг нь тусдаа ойлголтууд юм. Систем ажиллагаатай байж болох ч мэдээлэл илгээх боломжгүй байж болно. Энэ тохиолдолд найдвартай байдлыг хангаж чадахгүй. Найдвартай ажиллагааны магадлалыг үргэлжилсэн 9-н цифрээр илэрхийлдэг. Тухайлбал 99.999%-н найдвартай сүлжээг тавдугаар зэрэглэлд хамруулна. Энэ мэт эдгээр 9-н цифрүүдийн тоо нэмэгдэх тоогоор сүлжээний найдвартай ажиллагааны чадамж тэр хэмжээгээр өсч байдаг байна.
Хэдий тийм ч эдгээр томёололуудыг сүлжээний загварчилалд олон ашиглаад байдаггүй аж. Учир нь томёонд оруулахад асуудал гардаг аж. Сүлжээний ажиллагаагүй буюу идэвхгүй байдалыг эсрэгээр нь 0.000001-н магадлалаар тооцоолдогоос гадна эдгээр тоонуудыг ихэвчилэн маркетингийн бичиг баримтанд хавсаргасан нь олон байдаг байна.
Хэрэглээнээ хувьд сүлжээний найдвартай ажиллагааны 99%-н оронд сүлжээний сааталд хамрагдсан үеэр нь тооцоолоход илүү дөхөм байдаг. Ингээд доорх байдлаар томёолж болно.
Дээрх тооцоололын дагуу систем 365 өдөрийн туршид ажиллахдаа ямар нэгэн шалтгааны улмаас дунджаар 9 цаг саатдаг гэж үзэж болно. Өөрөөр хэлбэл энэ 9 цагт хэрэглэгчид системрүү хандалт хийж, сүлжээгээр мэдээлэл дамжуулж чадахгүйд хүрэх юм. Нэн ялангуяа эдгээр сааталууд нь администраторуудад ажиглагдахгүйгээр өнгрөх нь маши их хор хохирлыг араасаа дагуулж болно.
Ийм учраас сүлжээний ажиллагааг байнга хянаж байх хэрэгтэй. Үүнийг мониторинг хийх гэдэг бөгөөд мониторинг хийхэд зориулагдсан тусгай протокол болон програм хангамжууд бий. Энэ тухай 2-р бүлэгт дэлэгрэнгүй дурьдагдах болно.
Estimated Time Of Repair (ETR) (өөрөөр Recovery Time Objective (RTO) ч гэдэг ) гэсэн хэмжигдэхүүн байдаг бөгөөд энэ нь сүлжээний найдвартай ажиллагааны хамтаар үргэлж хэрэглэгдсээр ирсэн нэр юм. Сүлжээний найдвартай байдал алдагдаж, гэмтэл сааталд орсон үед түүнийг засварлаж, эргэж хэвийн ажиллагаанд нь орох хүртэл шаардагдах тэр хугацааг ETR буюу Засвар үйлчилгээнд шаардагдах хугацаа гэж нэрлэдэг. Мөн өөр нэгэн хэмжээс байдаг нь Mean Time To Recovery (MTTR) буюу системийн ажиллагаа сэргэх хүртэлх дундаж хугацаа юм. Сүлжээнд гарсан техник болон програм хангамжийн гэмтэлээс шалтгаалаад энэхүү хугацаа янз бүр байдаг ба зарин тохиолдолд бүрэн засварлах боломжгүй байдаг. Тухайлбал дата түр үер болон галын гамшигт өртлөө гэхэд, өөр түүнийг орлох дата төв байхгүй тохиолдолд системийг дахин засварлах аргагүйд хүрч болох юм.
Мэдээллийн найдвартай байдал болоод алдагдалгүй байдал нь сүлжээний найдвартай ажиллагаанаас салшгүй холбоотойн дээр нэн түрүүнд тавигдах ёстой чухал зүйл юм. Ийм учраас сүлжээний администраторууд мэдээллийн аюулгүй байдлыг давхар хянаж байх хэрэгтэйн дээр ялангуяа гэмтэл сааталын үед мэдээллийн аюулгүй байдалыг бүрэн хангах зайлшгүй шаардлагатай. Үйлчилгээний гэмтлийг засаж болох ч гэсэн мэдээллийн алдагдалыг эргэж засаж болох магадлал харьцангуй бага байдаг.
Энэ учраас SLA үйлчилгээний гэрээ нь хувь хүн, байгууллага болон интернэт үйлчилгээ үзүүлэгч байгууллагууд хооронд байгуулагддаг болоод удаж байна.
Байнгын бэлэн ажиллагаатай сүлжээ нь сүлжээн дээрх боломжит бүх замууд болон түлхүүр серверүүдэд тогтмол хандах боломжийг олгодог бөгөөд IP сүлжээний хэрэглээ, тоо хэмжээг ихэсгэх зорилготой маш уян хатан технологи юм. Байнгын бэлэн ажиллагаа гэдэг нь зөвхөн редундант төхөөрөмжүүдийг суурилуулахыг хэлэхгүй. Өөрөөр хэлбэл сүлжээн дээр гарч болох гэмтэл саатал зэрэг тохиолдлуудаас урьдчилан сэргийлэх үүднээс боловсруулсан загварчлалын арга юм.
1 ба 2-р бүрэлдэхүүн хэсгийг гүйцэлдүүлэхэд хялбархан. Учир нь эдгээр элементүүдийг худалдан авч суурилуулдаг. Хэдий сайн тоног төхөөрөмж, технологи байгаад хүмүүсийн бүрэлдэхүүн (туршлагатай, чадварлаг инженерүүд,ажилчид), үйл ажиллагааны бүрэлдэхүүн хэсэг (байгууллагын хараа хяналт,удирдлага), болон хэрэгслийн бүрэлдэхүүн хэсэг (сүлжээний төлөвлөлт,баримтжуулалт) эдгээр гурвын аль нэг нь л хангалтгүй байхад сүлжээн дээр гэмтэл, саатал гарах магадлал үлэмж ихэсдэг.
Сүлжээн дээрх нэг цэгийн догодол (single points of failure)-ийг арилгах зорилготой бөгөөд доорх механизмыг ашигладаг:
Редундант загварчлалын асуудалтай тал нь гэвэл зардал ихээхэн шаардагддаг . Үйлчилгээ үзүүлэгч байгууллагын газарзүйг онцлогийг судлах болон редудант сүлжээг төлөвлөхөд хугацаа их орно. Мөн дээр нь нэмэгдээд өргөтгөл хийх, шинээр багаж төхөөрөмж худалдан авах болон холболт хийхэд хөрөнгө мөнгө хэрэгтэй. Цохмотгол нь ихэвчлэн WAN сүлжээг хамарсан мэдээллийн төвүүд, интернэт худалдааны сайтууд, интернэт үйлчилгээг түгээгч ISP байгууллагуудын сүлжээнд ашиглагддаг.
Cisco-оос боловсруулсан Cisco Nonstop Forwarding(NSF) болон Stateful Switchover(SSO) технологиудын тусламжтайгаар гэмтэл саатлын үед холболтыг солихгүйгээр өгөгдлийг дамжуулж болохоос гадна Border Gateway Protocol (BGP)-ийн хэрэглээг өргөжүүлж болно.
Cisco IOS IP Service Level Agreements (SLA) болон Object Tracking гэсэн техник аргачлалуудыг
Ашиглаад сүлжээнд гарсан саатлыг илрүүлж, редундант төхөөрөмжүүдийг ажиллуулах боломжтой. Object Tracking нь сүлжээн дээрх тодорхой нэг объёктыг ажиглах боломжийг олгодог.
Мөн fast routing convergence,server load balancers зэрэг сүлжээний байнгын бэлэн байдлыг өргөжүүлэхэд хэрэгтэй технологиуд бас бий. Firewall stateful failover нь гэмтэл саатлын үед хэрэглэгч болон аппликэйшнүүдийг төхөөрөмжийн галт ханаар дамжин өнгөрөхөд нь тусалдаг.
Редундант тоног төхөөрөмжүүд, холболтууд болоод онцгой технологиуд нь Байнгын бэлэн ажиллагааны ердөө эхлэл хэсэг нь юм. Prepare, Plan, Design, Imlement, Operate, and Optimize (PPDIOO) (Бэлтгээд, Төлөвлөөд, Загварчлаад, Хэрэгжүүлээд, Ажиллуул, эцэст нь Оновчтой шийдвэр гаргах) гэсэн ерөнхий агра зүйн хувьд авч үзвэл хүний оролцоо хамгийн чухал үүрэгтэй. Мөн ажилчин , бие бүрэлдэхүүний туршлага, чадвар ч гэсэн Байнгын Бэлэн Ажиллагааны нэг хэсэг нь болно. Тоног төхөөрөмжүүд зөв тохируулагдсан байх ёстой. Найдвартай, бат бөх холболт болон конфигурацийн хувьд тэдгээрийг ажиллуулах болоод зөрчлийн учрыг олоход хялбар байдаг.
Үргэлжилсэн болон давтагддаг процесууд нь Байнгын Бэлэн Ажиллагааны хувьд чухал үүрэгтэй. PPDIOO арга зүйн хувьд үргэлжилсэн процессыг сайжруулах нь байнгын бэлэн ажиллагааг хангахад ихээхэн тус болдог бөгөөд байгууллагууд энэхүү процессыг хэрэгжүүлж, цаг ямагт сайжруулж байх нь чухал.
Тоног төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсэг болоод үйлчилгээг байгууллагын зүгээс хянаж шалгаж байх хэрэгтэй. Алдааг тойрон гарах процесс зөв хэрэгжсэнээр, сүлжээний тоног төхөөрөмжид саатал гарсан ч үйлчилгээ цааш үргэлжилж байх болно.Хэрэв тоног төхөөрөмжид мониторинг хийхгүй бол, алдаа гэмтлийг илрүүлэх болон саатал гарсан редундант төхөөрөмжийг солих үед дараа дараагийн төхөөрөмжид саатал үүсэх юмуу эсвэл цахилгаан тасрах магадлалтай. Серверийн хүрэлцээ болоод сүлжээний хэт ачааллаас болж тоног төхөөрөмжийн ажиллагаа удааширдаг. Мөн сүлжээгээр дамжин өнгөрч буй пакетуудын гээгдэл, хоцрогдол зэргийг хянах нь ч мөн чухал. Эдгээр үзүүлэлтүүд үйл ажиллагаа зогсох эхний шинж тэмдгүүд байж болох бөгөөд SLA-ын чадамжийг бууруулснаар үйлчилгээ, холболтонд нөлөөлж эхэлнэ.
Сүлжээний-түвшин, Системийн-түвшний уян хатан байдал болон сүлжээний хяналт нь Байнгын Бэлэн Ажиллагааг түгээхэд шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Түүнчлэн Байнгын Бэлэн Ажиллагаа нь сүлжээний бүх түвшинд яригдах болно.
Сүлжээний түвшний уян хатан чанар нь төхөөрөмж болон холболтын цомхотголтой хамт байгууллагддаг. Холболтын хувьд хоёр төхөөрөмжийн хооронд хэд хэдэн холболт үүсгэж болдог. Хэрэв шаардлагатай гэж үзвэл адил хос холболтыг хийж болно. Өөрөөр хэлбэл нэг шугамд нь гэмтэл гарсан үед нөгөөх нь орлоно гэсэн үг. Эдгээр редундант холболтууд нь хүлээлтийн горимд шилжиж чаддаг, тухайлбал нэг холболт нь идэвхитэй ажиллагаатай байх үед хоёр дахь холболт нь spanning-tree, эсвэл load-balancing горимоор хаагдсан байдаг.
Сүлжээний түвшин дэх байнгын бэлэн ажиллагааны өөр нэг элемент нь конвергенци юм.Холболтонд саатал гарч редундант холболт нөхцөл байдалд тохируулан ажиллаж эхлэх үед фрейм эсвэл пакетууд үйлчилгээ зогссон тодорхой агшинд гээгдэх болдог. Энэ тохиолдолд 802.1D STP-ээс илүү RSTP протоколыг сонгох нь үр дүнтэй. Мөн OSPF эсвэл EIGRP болон удаан гэгддэг RIP протоколууд ч конвергенцийн хурдыг ихэсгэж чаддаг.
Мөн хяналт хийхэд Syslog, SNMP-ийг ашиглаж болно. SNMP-ийн хувьд зарим нэг элементийг хянаж чаддаггүй. Тухайлбал төхөөрөмж хоорондын гарсан gateway буюу гарцтай холбоотой алдааг хянадаггүй бөгөөд ийм тохиолдолд төхөөрөмж хоорондын холболтыг шалгадаг IP SLA протоколыг ашиглах нь зүйтэй.
Сүлжээний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь нөхөн сэргээгдэх хугацааны хувьд харилцан адилгүй:
Цомхотголыг зөв зохистой хийх нь байнгын бэлэн ажиллагааг баттай болгоход тун чухал. Гол нь хэтэрхий их цохмотголыг хийж нарийн төвөгтэй эсвэл зардал ихтэй сүлжээний загварыг зохих эсвэл байнгын бэлэн ажиллагааг хангаж чадахааргүй жижиг сүлжээг бий болгохын аль аль нь тохиромжгүй явдал юм.
Нийтийн жишгээр гол цөм болоод нэвтрүүлэх түвшингүүд нь редундант свичүүдээр байгуулагдаж, бусэд төхөөрөмжүүдтэй шаардлага гэсэн бүх холболтоор холбогдсон байхыг чухалчилдаг. (Зураг 2.3)
Түүнчлэн хуваарилагч свичүүд үндсан свичүүдтэй салангид холбогдох нь холболтын тэгш байдлыг бууруулж, үндсэн түвшин дэхь портуудын тоог цөөрүүлдэг бөгөөд хангалттай хэмжээний цомхотголыг түгээж чадахгүйд хүрнэ. Хэрэв холболт эсвэл үндсэн свичүүдийн аль нэгэнд саатал гарвал үйлчилгээ үзүүлж чадахгүйд хүрнэ.
Хуваарилагч свичүүдийг үндсэн свичүүдтэй нэмэлт холболт хийж өгснөөр тоног төхөөрөмж болоод холболтод гарсан саатлыг тойрон гарах боломжийг нээж өгнө.
Зураг 2.5-д үзүүлснээр голд буй хуваарилагч свичүүд дээр нэмээд гуравдахь свичийг нэмж оруулсан байна. Энэ нэмэлт свич нь сүлжээний загварт шаардлагагүй, хэрэгцээгүй мөн эмх цэгцгүй байдлыг бий болгосон байна. Эндээс доорх асуулдуудыг тавьж үзье:
Энэ нь байнгын бэлэн ажиллагааны нэг чухал элемент юм. Нэг цэгийн доголдол ихивчлэн Access түвшний свичүүд дээр гардаг бөгөөд холбогдсон бусад төхөөрөмжнүүдэд нөлөөлдөг. Энэхүү доголдлыг 1-3 секундын дотор арилгахын тулд 2-р түвшний SSO эсвэл 3-р түвшний Cisco NSF боло н SSOхослолыг хэрэглэж болно.