天天看點

高可用性網絡

高可用性網絡

1、  伺服器

 群集:群集由通過輸入/輸出系統互聯的若幹伺服器構成。這些伺服器連接配接到存儲媒體中,由分布資源管理軟體(DRM) 進行管理。其組成部分處在不斷的改進之中:刀片式伺服器,快速InfiniBand I/O技術和更為複雜的DRM軟體,這些部分組合在一起,使得群內建為IT經理們的實用工具

伺服器群集技術最主要的應用即在于網絡負載平衡的功能,網絡負載平衡使用兩台或更多台一起工作的主機計算機組成的群集,為伺服器提供了高可用性和高伸縮性。

    (1).LB:Load Balancing:負載均衡叢集

負載均衡叢集中有一個分發器或者叫排程器,我們将其稱之為Director,它處在多台伺服器的上面,分發器根據内部鎖定義的規則或排程方式從下面的伺服器群中選擇一個以此來響應用戶端發送的請求。

    (2).HA:High Availability 高可用叢集 

高可用叢集是服務的可用性比較高,當我們某台伺服器當機後不會造成我們的服務不可用。其工作模式則是将一個具有故障的服務轉交給一個正常工作的伺服器,進而達到服務不會中斷。一般來說我們叢集中工作在前端(分發器)的伺服器都會對我們的後端伺服器做一個健康檢查,如果發現我們伺服器當機就不會對其在做轉發。

    衡量标準:可用性=線上時間/(線上時間+故障處理時間)

    99%、99.9%、99.99%、99.999%

    (3).HP:Hight Performance 高性能 

高性能的叢集是當某一個任務量非常大的時候,我們做一個叢集共同來完成這一個任務。這種處理方式我們稱為并行處理叢集,并行處理叢集是将大任務劃分為小任務,分别進行處理的機制。一般這樣的叢集用來科學研究與大資料運算等方面的工作。現在比較火的Hadoop就是使用的并行處理叢集。

說明:三種叢集之間的差別 

負載均衡着重在于提供服務并發處理能力的叢集,高可用以提升服務線上的能力的叢集。高性能着重用于處理一個海量任務。

2、  三層裝置

HSRP

    熱備份路由器協定(HSRP)的設計目标是支援特定情況下 IP 流量失敗轉移不會引起混亂、并允許主機使用單路由器,以及即使在實際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護路由器間的連通性。換句話說,當源主機不能動态知道第一跳路由器的 IP 位址時,HSRP 協定能夠保護第一跳路由器不出故障

HSRP:熱備份路由器協定(HSRP:Hot Standby Router Protocol),是cisco平台一種特有的技術,是cisco的私有協定。

VRRP

    VRRP,即Virtual Router Redundancy Protocol。VRRP協定把區域網路内的多個實體網關組織成一個或多個虛拟網關,區域網路内的主機把預設網關靜态配置為這些虛拟網關的IP,主機和外部網絡之間的通信流量由虛拟網關進行轉發。參與建構一個虛拟網關的多個實體網關稱為一個VRRP虛拟組。

VRRP的工作過程如下:

    1. 1.路由器開啟VRRP功能後,會根據優先級确定自己在備份組中的角色。優先級高的路由器成為主用路由器,優先級低的成為備用路由器。主用路由器定期發送VRRP通告封包,通知備份組内的其他路由器自己工作正常;備用路由器則啟動定時器等待通告封包的到來。
    2. 2.VRRP在不同的主用搶占方式下,主用角色的替換方式不同:

      l在搶占方式下,當主用路由器收到VRRP通告封包後,會将自己的優先級與通告封包中的優先級進行比較。如果大于通告封包中的優先級,則成為主用路由器;否則将保持備用狀态。

      l在非搶占方式下,隻要主用路由器沒有出現故障,備份組中的路由器始終保持主用或備用狀态,備份組中的路由器即使随後被配置了更高的優先級也不會成為主用路由器。

    3. 3.如果備用路由器的定時器逾時後仍未收到主用路由器發送來的VRRP通告封包,則認為主用路由器已經無法正常工作,此時備用路由器會認為自己是主用路由器,并對外發送VRRP通告封包。備份組内的路由器根據優先級選舉出主用路由器,承擔封包的轉發功能。

3、  磁盤

Raid即獨立備援磁盤陳列,其思想是将多塊獨立的磁盤按不同的方式組合為一個邏輯磁盤,進而提高存儲容量,提升存儲性能或提供資料備份功能。Raid存儲系統的組合方式根據raid級别定義。

RAID 0

   RAID 0是組建磁盤陣列中最簡單的一種形式,隻需要2塊以上的硬碟即可,成本低,可以提高整個磁盤的性能和吞吐量。RAID 0沒有提供備援或錯誤修複能力,但實作成本是最低的                       

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最大的缺點在于任何一塊硬碟出現故障,整個系統将會受到破壞,可靠性僅為單獨一塊硬碟的1/N          

RAID 1

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 RA

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RAID 1示意圖

ID 1稱為磁盤鏡像,原理是把一個磁盤的資料鏡像到另一個磁盤上,也就是說資料在寫入一塊磁盤的同時,會在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像檔案,在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修複性上,隻要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用,甚至可以在一半數量的硬碟出現問題時系統都可以正常運作,當一塊硬碟失效時,系統會忽略該硬碟,轉而使用剩餘的鏡像盤讀寫資料,具備很好的磁盤備援能力。雖然這樣對資料來講絕對安全,但是成本也會明顯增加,磁盤使用率為50%

RAID 1多用在儲存關鍵性的重要資料的場合。

RAID 5

RAID5:分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構

  從它的示意圖上可以看到,它的奇偶校驗碼存在于所有磁盤上,其中的p0代表第0帶區的奇偶校驗值,其它的意思也相同。RAID5的讀出效率很高,寫入效率一般,塊式的集體通路效率不錯。因為奇偶校驗碼在不同的磁盤上,是以提高了可靠性。但是它對資料傳輸的并行性解決不好,而且控制器的設計也相當困難。RAID 3 與RAID 5相比,重要的差別在于RAID 3每進行一次資料傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說,大部分資料傳輸隻對一塊磁盤操作,可進行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”,即每一次寫操作,将産生四個實際的讀/寫操作,其中兩次讀舊的資料及奇偶資訊,兩次寫新的資料及奇偶資訊。

RAID 6

RAID6:帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結構

  名字很長,但是如果看到圖,大家立刻會明白是為什麼,請注意p0代表第0帶區的奇偶校驗值,而pA代表資料塊A的奇偶校驗值。它是對RAID5的擴充,主要是用于要求資料絕對不能出錯的場合。當然了,由于引入了第二種奇偶校驗值,是以需要N+2個磁盤,同時對控制器的設計變得十分複雜,寫入速度也不好,用于計算奇偶校驗值和驗證資料正确性所花費的時間比較多,造成了不必須的負載。我想除了軍隊沒有人用得起這種東西。

RAID 10 

RAID10:高可靠性與高效磁盤結構

  這種結構無非是一個帶區結構加一個鏡象結構,因為兩種結構各有優缺點,是以可以互相補充,達到既高效又高速的目的。大家可以結合兩種結構的優點和缺點來了解這種新結構。這種新結構的價格高,可擴充性不好。主要用于資料容量不大,但要求速度和差錯控制的資料庫中。

4、  鍊路

1、  lan

STP

        STP(Spanning Tree Protocol,生成樹協定)是IEEE為了避免二層鍊路環路而提出來的技術,在解決二層環路的同時能提供鍊路備援,STP适用于任何拓撲,環形拓撲和Mesh拓撲都能勝任。不過,STP的收斂時間較慢,通常是30秒,特殊情況下要到50秒,難以适應目前資料網絡中業務的需要。

RSTP

        為了提高STP的收斂速度,IEEE提出了RSTP标準,即快速STP,RSTP相對于STP,大大加快了收斂時間,鍊路up/down的情況下可以達到幾百毫秒的收斂速度

MSTP

        MSTP,即多執行個體STP的出現解決備援鍊路使用率低的問題。MSTP中,一組VLAN使用一個STP執行個體,每個STP執行個體使用和RSTP相同的處理規則。在MSTP中,端口的阻塞是邏輯上的,隻對某些STP執行個體進行阻塞,一個端口可能對一個STP執行個體阻塞,但對另一個STP執行個體是可以轉發的。合理的使用MSTP,可以做到鍊路的負載分擔。而且,因為映射到一個MSTP執行個體的VLAN可以靈活控制,并且引入了域的概念,使得MSTP在部署時有很好的擴充性

2、  wan

1、  浮動靜态路由

        靜态路由是指由使用者或網絡管理者手工配置的路由資訊。當網絡的拓撲結構或鍊路的狀态發生變化時,網絡管理者需要手工去修改路由表中相關的靜态路由資訊。靜态路由資訊在預設情況下是私有的,不會傳遞給其他的路由器。當然,網管員也可以通過對路由器進行設定使之成為共享的。靜态路由一般适用于比較簡單的網絡環境,在這樣的環境中,網絡管理者易于清楚地了解網絡的拓撲結構,便于設定正确的路由資訊。

        浮動靜态路由是一種特殊的靜态路由,通過配置一個比主路由的管理距離更大的靜态路由,保證網絡中主路由失效的情況下,提供備份路由。但在主路由存在的情況下它不會出現在路由表中。浮動靜态路由主要用于拔号備份.

2、  Backup接口

backup接口     【鍊路一緻,隻用一條】

指令 standby  

主鍊路工作,備份鍊路不工作。

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3、  Mp  multppp 端口捆綁

         MP是Multi-Link PPP的縮寫,是将多個實體鍊路的PPP捆綁在同一個邏輯端口,旨在增加鍊路的帶寬,隻要是支援PPP的實體鍊路都可以啟用MP,互相捆綁在同一個邏輯端口Dialer口。MP允許将IP等網絡層的封包進行碎片處理,将碎片的封包通過多個鍊路傳輸,同時抵達同一個目的地,以求彙總所有鍊路的帶寬