RESILIENZA DI RETE. PERCHE' PREOCCUPARSENE?

I fuori servizio di rete sono estremamente critici per tutte le aziende. Le aziende private riescono a misurarlo tramite elementi quali la mancata vendite e produttività degli impiegati; secondo un report di Infonet(*), il costo medio del tempo di fuori servizio di una applicazione aziendale è valutato in 10.000 $ al minuto. Per le aziende pubbliche il danno è maggiore e difficilmente misurabile, visto che sono in gioco elementi quali la fiducia del cittadino e lo sviluppo del territorio.

(*) Infonet report, The Consequences of Network Downtime

Ridondanza e resilienza non sono la stessa cosa.

Le reti ridondati spesso duplicano ogni elemento di rete; un apparato è in uso mentre il secondo rimane in riserva. Le reti resilienti sono costituite da apparati di rete che forniscono meccanismi affidabili di superamento dei guasti, sia all'interno del device oppure operando in concerto con altri elementi di rete, così che tutti gli apparati di rete siano utilizzati simultaneamente.

Una rete ridondata non sempre è la più resiliente, anzi gli elementi di ridondanza possono aumentare la complessità e il costo di implementazione. Un rete realmente resiliente fornisce il massimo tempo di continuità di servizio senza richiedere una intera duplicazione.

Come si misura la resilienza?

La disponibilità di rete o resilienza è tipicamente misurata in confronto allo standard del 100 per cento di operatività. Un obiettivo per molte soluzioni di rete è la disponibilità del 99,999%, detta anche dei "cinque 9". Essa rappresenta la percentuale di tempo durante il quale la rete è in servizio con continuità. Il tempo di fuori servizio accettabile dipende dalla applicazione. Una disponibilità a cinque 9 può essere necessaria attraverso la rete end-to-end oppure solamente per risorse condivise, come la dorsale della rete. Le tipologie degli apparati di backup, la presenza di una alimentazione continua, i sistemi di ridondanza N+1, la separazione fisica dei sistemi e le procedure di amministrazione contribuiscono ad ottenere la resilienza di rete a cinque 9.

Cosa influenza la resilienza di rete

La resilienza di rete è la somma di un diversi fattori e costruire una rete con la massima disponibilità comporta :

decrescere la complessità di rete

eliminare i "single point of failure"

determinare il numero ed il tipo di connessioni utilizzate ed i metodi di ripristino impiegati

La complessità di una rete può influire enormemente sulla sua resilienza. Configurazioni fisiche e logiche complesse possono rendere molto difficile la risoluzione di problemi e, quanto meno, allungarne i tempi. Disegni di rete che incorporano completa ridondanza di switch e router sono costosi e senza necessità aumentano la complessità della manutenzione di rete, con un ampio numero di connessioni e di hardware che rimangono dormienti, in attesa del verificarsi di un guasto.

La eliminazione di singoli punti di guasto in una rete contribuisce ad assicurare che il guasto di un apparato non porti al fermo dell'intera rete aziendale. Progettare reti senza colli di bottiglia o "strettoie" significa che il traffico di rete ha più di un percorso attivo per raggiungere la destinazione. I protocolli di routing e di switching forniscono la prima linea di difesa verso i guasti. Tuttavia tempi di ri-convergenza di rete lenti e algoritmi deterministici possono non fornire i tempi di recupero della rete necessari per le nuove applicazioni convergenti.

Pacchetti fuori sequenza e ritardi di rete influiscono notevolmente sulle comunicazioni voce, video e collaborative. Ritardi imprevisti e jitter creano interruzione nei servizi di rete. Determinare le connessioni e i metodi di ripristino da usare richiede una approfondita comprensione della topologia di rete: come sono le connessioni degli switch, quanti link e quanta banda risiede tra il quadro di distribuzione e la dorsale, presenza di connessioni ridondate.Esistono diversi protocollo progettati per aiutare le reti a ri-convergere in seguito al verificarsi di un guasto. Protocolli diversi indirizzano differenti livelli di ripristino. Tuttavia, pochi sono progettati per le applicazioni odierne di Telefonia IP, multicasting o strumenti di collaborazione. Ancora meno vantano tempi di recovery capaci di supportare queste applicazioni. Occorre utilizzare più protocolli per indirizzare la resilienza ai differenti livelli all'interno della rete.

Progettare una rete resiliente = resilienza hardware + disegno di rete + protocolli di rete

La resilienza hardware è la capacità della soluzione hardware di rete di rimanere disponibile o attiva durante un guasto. Dispositivi hardware come gli switch router di dorsale necessitano la ridondanza fisica N+1 per l'alimentazione, le schede e le ventole. La capacità di inter-scambiare questi elementi al volo, è critica per consentire un livello base di resilienza di rete.

La complessità del disegno di rete contribuisce positivamente o negativamente alla sua resilienza. Troppe connessioni ridondate e elementi di rete tendono a creare una soluzione che può essere difficile da analizzare in caso di problemi e da manutenere. Poche connessioni o elementi di rete possono creare singoli punti di guasto o colli di bottiglia. La dorsale (core) è il primo obiettivo per la fornitura della affidabilità a cinque 9 ed è ottenibile per la maggior parte delle soluzioni aziendali. Idealmente, gli utenti si connettono a punti di accesso alla rete dotati di connessioni resilienti e ampia disponibilità di banda fino alla dorsale; alla crescita del traffico utente, anche la dorsale deve essere in grado di crescere. Fornendo il più alto grado di disponibilità alla dorsale di rete, tutti gli utenti possono beneficiarne.

I protocolli di rete forniscono un approccio logico per assicurare la resilienza di rete. I protocolli di routing e di switching permettono al traffico di spostarsi intorno ad elementi hardware guasti o giunzioni disconnesse, ma il processo di ri-convergenza dopo un guasto può influire sulle prestazioni dell'applicazione a seconda del protocollo usato.

Protocolli standard quali Virtual Router Redundancy Protocol e Spanning Tree Protocol forniscono metodi di ripristino di rete, ma mancano della tempistica richiesta per assicurare la continuità di soluzioni VoIP.

Split Multi-Link Trunking (SMLT), il protocollo per la resilienza

Le reti tipicamente si basano sullo Spanning Tree Protocol per rivelare guasti a livelli trunk e commutare attorno ad essi. Sfortunatamente, i tempi di ri-convergnza con lo Spanning Tree sono dell'ordine dei 90 secondi o più, a seconda della dimensione della rete ed un tale tempo può avere un notevole impatto su applicazioni che richiedono un ritardo prestabilito, come la Telefonia IP.

Split Multi-Link Trunking è una architettura Nortel che contribuisce ad eliminare singoli punti di guasto e crea percorsi multipli dal quadro di distribuzione agli switch di dorsale.

SMLT consente a due switch residenti nella dorsale di rete di funzionare logicamente come uno, permettendo al quadro di distribuzione e ai punti di accesso di essere collegati doppiamente alla dorsale di rete. Se uno degli switch di dorsale o la connessione è soggetto a guasto, il secondo switch può immediatamente prendere la responsabilità delle sue funzioni.

I test eseguiti da The Tolly Group hanno mostrato, con l'uso di SMLT su Passport 8600, che i tempi di ri-convergenza si attestano tra i 740 ed i 910 ms per tutti i link attivi misurati, indipendentemente dalla direzione del flusso di traffico.

Inoltre, poiché i punti di accesso hanno due connessioni attive, l'ampiezza di banda è raddoppiata, dal quadro di distribuzione fino alla dorsale di rete, senza spese aggiuntive.

Gli switch di aggregazione sono interconnessi utilizzando Inter Switch Trunk (IST), sul qualche essi scambiamo informazioni di indirizzamento e di stato, permettendo una rapida rivelazioni di guasti e di inoltro di modifiche di percorso. Benché SMLT è principalmente disegnato per il Livello 2, fornisce benefici anche al Livello 3. Per ulteriore ridondanda SMLT lavora in congiunzione con Distribuite Multi Link Trunking (DMLT).

In sintesi, SLMT migliora la disponibilità della rete fornendo condivisione del carico tra i link ed un rapido ripristino in caso di guasto ai link.

Routing Switch Passport 8600 - resilienza per la dorsale di rete

Linea Switch BayStack

The Tolly Group Report - Test Passport 8600 e SMLT

Split Multi-Link Trunking Passport 8600 - Technical Brief, Designing a resilient network

Split Multi-Link Trunking - Eliminate single points of failure

FAQ su SMLT