高可用性網 絡建設“三板斧”

業務停滯有可能造成企業業務風險，同時企業對網絡基礎設施的依賴度也越來越高，二者共同推動了對網絡高可用性的需求。對于企業用戶來說，不僅業務流程需要全天候不間斷運行，而且相關應用軟件還要同時支持遍布全球的員工、合作伙伴和客戶。

在這一背景下，企業網絡從單純傳輸數據的功能變成了一條具有融合性的多服務高速公路，在這條“多車道并行”的高速公路上，同時傳輸著數據、語音和視頻等不同內容。此外，來自不同網絡的流量也都會在這條高速公路上匯聚，這些分支網絡應用包括安全掃描裝置、樓宇自動化系統等。由于IP電話已經普及，因此IT部門需要為融合企業網絡這條高速公路提供與傳統程控電話交換系統同樣級別的可用性。

網絡的“停擺”會帶來眾多代價高昂的后果，比如收入的大幅減少、公司形象或聲譽受損等。而當員工無法使用電子郵件、電話或關鍵業務應用軟件時，可想而知工作將會是怎樣的效率。以上所列舉的每一種后果都有可能給業務運營帶來不利影響，甚至將客戶拒之門外。

因此，與業務匹配的網絡技術，能夠讓公司能夠建立起高性能、高可用性的企業網絡，保證業務不間斷，從而提高網絡的經濟效益。企業需要保證網絡具有7×24小時的高可用性。許多企業的管理層都為IT部門定下了一個要求：滿足正常運行時間達到“5個9”。所謂“5個9”是指每年服務中斷的時間不超過6分鐘（99.999%為正常運行時間）。想達到這種級別的正常運行時間，關鍵在于提高設備可用性、網絡可用性和操作可用性。

想提高可用性以滿足正常運行時間達到99.999%的要求，就必須提高網絡產品的可靠性以及可維護性。但是，這種可靠性和可維護性往往會受成本的影響與制約。

很顯然，IT部門希望把精力放在支持最多用戶和最關鍵資源的那些網絡產品上。比如說，接入交換機停運會影響幾十個用戶，而支持運行關鍵業務應用服務器的數據中心交換機停運將影響整個公司，可能還會影響公司客戶。

因此，IT部門需要為網絡架構中的每個部分確定可用性要求，而這種要求涉及到三個方面：設備可用性、網絡可用性以及操作可用性。

第1部 互不干擾的模塊化

設備可用性涵蓋了可靠性和可維護性兩個方面。在設備層面，冗余部件（包括電源、風扇組、控制模塊、接口模塊和交換機結構）消除了最常見的硬件故障隱患。為了提高可維護性，這些部件應該可以現場更換和熱插拔。而在網絡最為關鍵的部分，應該能夠自動、順暢地實現從失效部件到備用部件的切換。在缺少IT人員的遠程辦事處或分支機構，可以現場更換的部件能夠讓未經培訓的本地人員即可更換失效部件，而不必等待IT部門的幫助，從而提高了可維護性。

每個協議之間相互隔離的模塊化網絡設備操作系統對確保網絡穩定性至關重要，因為其提供了軟件組件的功能隔離。實際上，我們需要知道，網絡設備功能越豐富，其對操作系統軟件的依賴性也就越強。在模塊化操作系統中，某類軟件運行失常會被隔離到單一模塊中，操作系統的其余部分依然能夠繼續正常運行，確保其給網絡和用戶帶來的干擾最小。同樣，如果發現某個模塊存在問題，管理員可以輕松重啟該模塊，而不干擾操作系統的其余部分，保證業務正常運轉。

反過來，在沒有實行隔離的整體非模塊化操作系統中，某一部分軟件運行失常有可能會引起整個操作系統崩潰。這就需要重啟整個操作系統，嚴重地影響了可用性。

企業網絡停運中包括已知停運的情況，比如計劃維護和升級引起的停運。不過，既然我們上文已經提到了“5個9”，那么也就意味著這些停運的時間很短。所以，IT部門必須能夠在不停運網絡的情況下執行維護和升級工作。為了保持最高的可用性，部署在企業網絡關鍵部分的網絡設備應該能夠在不影響業務運營的情況下升級軟件，或者在設計網絡時企業就要考慮采用冗余設備以利于升級。

第2部 扁平化的網絡可用性

網絡可用性涵蓋了可靠性以及可維護性的機制及配置。在這其中，簡化網絡架構對提高網絡可靠性來說具有重要意義。

通過精簡傳統架構中的多個交換層，簡化后的網絡所需的設備和連接將會更少。這樣做不僅減少了場地、電力、冷卻和管理成本，還提高了效率。如果結合虛擬化設備和線速性能的話，效果會更加明顯。

采用冗余路徑來連接網絡設備，不僅是為了提升帶寬，而且其還能夠提供備用路徑，以防端口、鏈路或設備出現故障。采用虛擬化設備來設計企業網絡，能夠在設備之間實現冗余，減少網絡中邏輯設備的數量，從而提高操作可用性。

一旦網絡主鏈路出現故障，合適的網絡協議結合冗余路徑，就可以提供快速故障切換和恢復的機制。以前我們經常見到企業局域網架構使用生成樹協議（STP）來提供主/備冗余路徑。不過，STP需要至少30秒的時間來解決鏈路故障。

另一方面，多路徑協議能夠提供冗余路徑、亞秒級故障切換以及可充分利用的鏈路容量。多路徑協議與虛擬化網絡設備結合使用起來，還能提供分布在冗余設備間的冗余路徑，從而提高可靠性。

虛擬化設備還可以從其他方面提高可用性。利用虛擬化設備，我們可以建立起單一的路由控制層，這個控制層貫穿于從接入層到聚合層和核心層。這類架構就不需要STP。

除此之外，路由設備還需要能夠支持更具確定性的流量，從而讓IT部門可以主動發現潛在問題。這類路由設備的部署還能夠縮小故障范圍，進一步提高網絡可用性。

在采購中，IT部門要選擇能夠保證整個網絡擁有穩定吞吐量和流量控制的網絡設備。這個規則尤其適用于企業網絡關鍵業務。在網絡核心層中，接入過多流量的設備可能會把擁堵問題擴散到整個網絡。這種情況最終會導致流量傳輸中斷、響應變慢以及無法優先傳輸關鍵業務應用等問題。

最后，可用性最重要的一個方面就是能夠保護網絡安全。訪問控制功能讓IT部門能夠嚴格控制接入網絡的權限以及訪問權限等內容。這種功能還能夠讓IT部門執行反病毒、打補丁等威脅管理政策，防止突如其來的問題滲透到企業網絡內部。

第3部 自動化的操作可用性

只有一小部分網絡停運事件是由硬件或軟件故障引起的，而絕大部分問題（60%到80%）要歸因于人為錯誤引起的意外事件。研究表明，配置不當、未授權變更和操作人員失誤是網絡出現非計劃停運的最常見根源。IT部門需要一套高可用性的網絡基礎設施，從而不但可以從產品上盡量減少硬件和軟件故障，還可以緩解甚至防止人為錯誤所帶來的影響，并提供審計跟蹤記錄，以便從這些事件中吸取教訓。

人為失誤是導致網絡停運的罪魁禍首，而解決這一問題使得企業還能夠收獲額外的益處：簡化并自動化日常操作和維護。有些網絡產品會附帶有減少復雜性、實現任務自動化的流程和工具，IT部門可以選擇這種產品。

此外，所有網絡基礎設施和安全平臺上都使用同一種網絡操作系統，將有助于部署軟件的新功能和新版本。較為先進的操作系統往往會擁有靈活的腳本功能，利用這些智能化、可定制的腳本，IT部門可以為操作系統進行編程，以便實現定制化和自動化需求，防止常見的操作錯誤及其他人為失誤。為了避免由于配置變更所導致的問題，操作系統應包括回滾功能，以便取消變更，讓配置回到之前沒有問題的版本。這種腳本不但可以自動檢測和診斷性能問題，還提供了持續改進功能，讓工程師們可以藉此識別問題，

為了增強腳本功能，操作系統往往還會提供一套內置工具和技術，讓技術人員可以自主交付定制化的網絡智能和支持服務。這種操作系統能夠由此實現支持步驟的自動化，并且讓用戶可以事先了解平臺運行情況，從而提高了網絡可用性，降低了操作成本。

這種合理的方法不僅最大限度消除了人為失誤所帶來的影響，還大幅減少了IT配置、操作和管理方面的開銷：讓IT部門能夠以統一的方式來配置和管理每項功能，并且使用統一的工具監控、管理和更新多個設備；配置和維護任務的自動化，縮短了人為失誤引起的停運時間。

結論

合理的網絡技術可以增加企業的經濟效益，讓IT部門能夠建立起業務不間斷運營所需要的高可用性通信基礎設施，同時降低資本和運營開支。結合網絡產品的冗余性和彈性，將為IT部門帶來極大的靈活性，使得企業能夠將高可用性融入到網絡的方方面面。最終的理想狀態是，企業受益于容易預測的網絡行為和更長的正常運行時間，而IT部門則受益于操作的簡化。