CTM高可用（HA）系統(tǒng)解決方案

2019-11-04 21:23:06

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供稿：網(wǎng)友

　　1 概述
　　
　　隨著光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)，電信運(yùn)營商和大型企業(yè)用戶越來越關(guān)注保護(hù)其光傳輸網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的網(wǎng)元治理系統(tǒng)；同時(shí)對于希望提高員工治理效率的企業(yè)，也逐步熟悉到網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)建設(shè)的必要性。對應(yīng)上述市場需求， Cisco公司為其光傳輸網(wǎng)絡(luò)的Cisco Transport Manager（CTM）治理系統(tǒng)開發(fā)了一套高可用（HA）系統(tǒng)解決方案，使其能為客戶提供高度強(qiáng)壯的治理系統(tǒng)配置，用于保護(hù)客戶的任務(wù)要害型光傳輸網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　CTM的HA解決方案提供了技術(shù)手段可以把治理系統(tǒng)的宕機(jī)時(shí)間降為最低，確保為客戶提供所需要的電信級系統(tǒng)可靠性。而且，由于CTM的HA解決方案是由價(jià)格相對低廉、產(chǎn)品成熟的現(xiàn)有硬件和軟件模塊組成的，可以實(shí)現(xiàn)低的系統(tǒng)總擁有成本和方便客戶利用現(xiàn)有的技術(shù)資源對其進(jìn)行治理和維護(hù)。
　　
　　2 為什么構(gòu)造 HA 基礎(chǔ)框架
　　
　　CTM的HA解決方案采用了高性能和高可靠的ip連接方案，利用為CTM治理服務(wù)器添加智能HA代理的方式，實(shí)現(xiàn)了治理服務(wù)器的故障自動(dòng)檢測和切換，保護(hù)客戶光傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元治理系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。通過雙Sun服務(wù)器主機(jī)以及CTM治理軟件，Oracle 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和VERITAS產(chǎn)品的緊密集成，客戶就可以為其運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)擁有一套功能強(qiáng)大的治理系統(tǒng)組合。由于降低了治理數(shù)據(jù)被破壞的可能性，提高了治理系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的能力，可以大大增強(qiáng)客戶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的安全感，因?yàn)樗麄冎兰词乖诔霈F(xiàn)故障的情況下，CTM治理系統(tǒng)也可以提供不間斷的治理服務(wù)。
　　
　　3 CTM 的 HA 解決方案的優(yōu)勢
　　
　　CTM的HA解決方案提供了在專用軟件出現(xiàn)故障或單點(diǎn)硬件失效時(shí)的治理系統(tǒng)自動(dòng)切換功能，而且客戶無需為其路由器/交換機(jī)設(shè)備重新配置IP地址。
　　
　　·高度強(qiáng)壯的系統(tǒng)配置
　　·電信級的可靠性
　　·減少存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中治理信息被破壞的可能性
　　·多冗余部件預(yù)防單點(diǎn)硬件故障
　　·低系統(tǒng)擁有成本
　　·切實(shí)保護(hù)任務(wù)要害型光傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元治理系統(tǒng)
　　·通過 CTM的智能HA代理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)
　　·HA解決方案實(shí)現(xiàn)的CTM治理系統(tǒng)高可用性帶來了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本的節(jié)省和避免業(yè)務(wù)運(yùn)行的中斷
　　·HA解決方案由業(yè)界最知名廠商的產(chǎn)品組成-VERITAS，Oracle和Sun
　　
　　3.1 CTM 的 HA 解決方案的配置
　　
　　下面這張拓?fù)鋱D是一個(gè)典型的 CTM HA系統(tǒng)配置的連接示意圖，圖上還顯示了CTM HA系統(tǒng)和與其相關(guān)的路由器/交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系。
　　

　　3.2 HA 系統(tǒng)特性
　　
　　·當(dāng)檢測到出現(xiàn)故障時(shí)，智能 HA代理自動(dòng)對治理系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)
　　·服務(wù)器硬件和磁盤陣列冗余備份
　　·治理系統(tǒng)切換后自動(dòng)與 ONS15000系列被治理設(shè)備進(jìn)行重新連接
　　·服務(wù)器內(nèi)部的啟動(dòng)硬盤 /root文件系統(tǒng)鏡像保護(hù)
　　·服務(wù)器間支持多條心跳檢測線路
　　·當(dāng)主治理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可以實(shí)時(shí)修改服務(wù)器配置
　　·支持治理服務(wù)器間或服務(wù)器與磁盤陣列間的光纖接口
　　·支持對磁盤陣列的 RAID5+0配置進(jìn)行優(yōu)化
　　·對任何外置硬盤的故障可以透明地恢復(fù)
　　·支持冗余的IP接口卡
　　·治理系統(tǒng)切換后自動(dòng)與原有 CTM客戶端進(jìn)行重新連接
　　
　　
　　4 CTM的HA系統(tǒng)的組成模塊
　　
　　Cisco Transport Manager（CTM）做為Cisco公司光傳輸網(wǎng)絡(luò)的電信級網(wǎng)元治理和子網(wǎng)治理系統(tǒng)，運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)的開放式Unix系統(tǒng)平臺(tái)：Sun Solaris8，具有非常高的單系統(tǒng)可靠性。治理系統(tǒng)包含的所有軟件模塊，如CTM服務(wù)器模塊，CTM客戶機(jī)模塊，后臺(tái)Oracle8i數(shù)據(jù)庫模塊，集成接口CTM Gateway/CORBA模塊互相獨(dú)立工作，多個(gè)模塊既可以安裝在一臺(tái)服務(wù)器上，也可以分布式地安裝在多臺(tái)服務(wù)器上，模塊間通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口進(jìn)行互聯(lián)。這種分布式的模塊化體系結(jié)構(gòu)確保了CTM治理系統(tǒng)本身的強(qiáng)壯性和易維護(hù)性。
　　
　　做為電信運(yùn)營商最有價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之一，光傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大且系統(tǒng)復(fù)雜，所以非常依靠于網(wǎng)元治理系統(tǒng)和子網(wǎng)治理系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控管。Cisco公司在規(guī)劃設(shè)計(jì)其光傳輸網(wǎng)絡(luò)整體方案時(shí)，非常重視網(wǎng)絡(luò)治理子系統(tǒng)的開發(fā)，專門為CTM治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)了一套多系統(tǒng)容余備份的高可用方案。使CTM在確保單系統(tǒng)高可靠性的基礎(chǔ)上還支持本地雙機(jī)備份工作模式和異地雙機(jī)備份工作模式，避免了由不可猜測原因造成的單一硬/軟件故障可能導(dǎo)致的治理系統(tǒng)失效，在最大程度上保證了CTM治理系統(tǒng)具有最高等級的高可用性，非常適合在電信運(yùn)營商環(huán)境下采用。
　　
　　CTM多系統(tǒng)容余備份的高可用（HA）方案是Cisco公司聯(lián)合多個(gè)處于業(yè)界領(lǐng)先地位的硬/軟件合作伙伴--Sun公司，Oracle公司和VERITAS公司，共同開發(fā)完成的。
可以實(shí)現(xiàn)在全系統(tǒng)中不存在任何一個(gè)單點(diǎn)失敗點(diǎn)，使全系統(tǒng)在出現(xiàn)一個(gè)軟件或硬件故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元治理和子網(wǎng)治理的連續(xù)可用。
　　
　　Cisco公司CTM HA方案的特點(diǎn)為：
　　
　　·支持本地系統(tǒng)備份和異地系統(tǒng)備份功能
　　·系統(tǒng)配置極為強(qiáng)壯
　　·使宕機(jī)時(shí)間最小化，符合電信級高可靠性要求
　　·降低治理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息被破壞的風(fēng)險(xiǎn)
　　·容余系統(tǒng)模塊預(yù)防單點(diǎn)硬/軟件故障
　　·低擁有成本
　　·保護(hù)任務(wù)要害型光傳輸網(wǎng)絡(luò)治理系統(tǒng)平臺(tái)的正常運(yùn)行
　　·出現(xiàn)故障時(shí)通過CTM 智能HA代理自動(dòng)恢復(fù)
　　·降低故障造成的營業(yè)損失，減少對業(yè)務(wù)造成的破壞
　　·CTM HA解決方案由業(yè)界最出色廠家的產(chǎn)品組成：VERITAS, Oracle和Sun
　　·下面對CTM HA本地和異地系統(tǒng)備份方案分別進(jìn)行具體介紹。
　　
　　4.1 CTM HA本地系統(tǒng)備份方案
　　
　　4.1.1 本地HA方案的系統(tǒng)配置
　　
　　CTM HA本地系統(tǒng)備份方案由安裝在同一個(gè)網(wǎng)管中心的一組兩臺(tái)1：1互為備份，可自動(dòng)切換工作的CTM治理系統(tǒng)組成。每臺(tái)CTM治理系統(tǒng)除安裝標(biāo)準(zhǔn)的CTM服務(wù)器軟件、Oracle8i后臺(tái)數(shù)據(jù)庫等軟件外還需要安裝CTM智能HA代理軟件和VERITAS公司開發(fā)的雙機(jī)系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫備份軟件。具體需新增的軟件清單如下：
　　
　　·CTM HA Agent 2.1
　　·VERITAS Foundation Suite HA, Solaris, V3.5
　　·VERITAS Cluster Server Oracle8i Agent V2.0.1
　　注：由于一套CTM HA系統(tǒng)中同時(shí)只有一臺(tái)CTM治理服務(wù)器為主用系統(tǒng)，所以每套HA系統(tǒng)只需配置一份CTM軟件和一份CTM HA Agent 2.0軟件；但其它第三方軟件，如Oracle8i數(shù)據(jù)庫軟件和VERITAS雙機(jī)備份軟件，每臺(tái)服務(wù)器都需要配置一份，并需要保證軟件版本和配置的完全相。
　　
　　為配合CTM HA系統(tǒng)的正常工作，每套系統(tǒng)中安裝CTM軟件的兩臺(tái)Sun服務(wù)器的硬件和操作系統(tǒng)配置需要保持完全相同。為實(shí)現(xiàn)服務(wù)器間工作狀態(tài)的相互檢測，還需要在兩臺(tái)Sun服務(wù)器間配置兩條容余備份工作的交叉直連100BASE-T以太網(wǎng)“心跳”檢測線，兩條“心跳”檢測線分別連接到Sun服務(wù)器中加配的兩塊以太網(wǎng)卡，并分別配置獨(dú)立的IP地址。為提高安裝CTM系統(tǒng)的Sun服務(wù)器本身的可用性，還可以考慮采取為Sun服務(wù)器配置鏡像工作的操作系統(tǒng)硬盤、支持RAID5保護(hù)的外置磁盤陣列、N+1保護(hù)的電源、容余備份的網(wǎng)卡等措施。
　　
　　下圖為CTM本地HA方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
　　

　　4.1.2 本地HA方案的工作方式
　　
　　當(dāng)CTM智能HA代理檢測到一個(gè)軟件故障出現(xiàn)時(shí)，它會(huì)對出現(xiàn)故障的軟件進(jìn)程進(jìn)行三次修復(fù)，假如故障還不能恢復(fù)，CTM的智能HA代理會(huì)控制主用治理系統(tǒng)自動(dòng)切換到備份治理系統(tǒng)服務(wù)器；當(dāng)CTM智能HA代理檢測到一個(gè)嚴(yán)重的硬件故障時(shí)，它不會(huì)對故障采取任何修復(fù)操作，將直接啟動(dòng)系統(tǒng)切換。在CTM治理系統(tǒng)切換到備用治理服務(wù)器之前，智能HA代理將關(guān)閉主用服務(wù)器中的所有的激活進(jìn)程，并按順序啟動(dòng)備用服務(wù)器中所有需要的服務(wù)進(jìn)程，整個(gè)過程大致需要5分鐘時(shí)間。
　　
　　在CTM治理系統(tǒng)出現(xiàn)自動(dòng)切換后，新的主用CTM治理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)中的Cisco ONS 15000系列光傳輸設(shè)備進(jìn)行連接，同步網(wǎng)元設(shè)備中的治理數(shù)據(jù)和告警信息，確保在系統(tǒng)切換過程中出現(xiàn)的告警信息不丟失。同時(shí)CTM客戶機(jī)軟件和上層OSS系統(tǒng)也可以與新的主用CTM治理服務(wù)器進(jìn)行連接，恢復(fù)所有網(wǎng)元治理和子網(wǎng)治理相關(guān)的操作。
　　
　　4.1.3 虛擬IP地址
　　
　　在安裝/配置CTM HA方案時(shí)，需要為兩臺(tái)主備用的CTM治理服務(wù)器配置一個(gè)虛擬的IP地址。網(wǎng)絡(luò)中所有CTM客戶機(jī)，上層OSS系統(tǒng)和光傳輸網(wǎng)元設(shè)備都通過這個(gè)虛擬IP地址與主用的CTM治理服務(wù)器進(jìn)行通信，而各CTM治理服務(wù)器上的真實(shí)IP地址將被隱藏。當(dāng)出現(xiàn)主用CTM治理服務(wù)器切換到備用CTM治理服務(wù)器的情況時(shí)，備用治理服務(wù)器不但能接管主用服務(wù)器的所有職能，還將接管這個(gè)虛擬IP地址用于與被治理網(wǎng)元設(shè)備和其它治理模塊進(jìn)行通信且切換發(fā)生后所有通信連接都將自動(dòng)恢復(fù)。
　　
　　4.2 CTM HA異地系統(tǒng)備份方案
　　
　　4.2.1 異地HA方案的系統(tǒng)配置
　　
　　CTM異地HA方案是在本地HA方案的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除保留原有本地HA方案中的所有硬軟件要求外，通過增加配置VERITAS公司開發(fā)的異地系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫備份模塊實(shí)現(xiàn)不同治理中心的CTM治理系統(tǒng)間1：1的容余備份。在不同治理中心的CTM治理系統(tǒng)既可以是單機(jī)系統(tǒng)，也可以是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本地HA方案的容余系統(tǒng)。
　　
　　為實(shí)現(xiàn)CTM治理系統(tǒng)異地HA方案，需要在異地間互為容余備份的每臺(tái)CTM治理服務(wù)器中配置下列相關(guān)控制軟件：
　　
　　·CTM HA Agent 2.1
　　·VERITAS Global Cluster Manager, Solaris, Disaster Recovery Option V3.5
　　·VERITAS Volume Replicator, Solaris, V3.5
　　·VERITAS Foundation Suite HA, Solaris, V3.5
　　·VERITAS Cluster Server Oracle8i Agent V2.0.1
　　注：由于一套CTM 異地HA系統(tǒng)中同時(shí)只有一臺(tái)CTM治理服務(wù)器為主用系統(tǒng)，所以每套HA系統(tǒng)只需配置一份CTM軟件和一份CTM HA Agent 2.0軟件；但其它第三方軟件，如Oracle8i數(shù)據(jù)庫軟件和VERITAS雙機(jī)備份軟件，每臺(tái)服務(wù)器都需要配置一份，并需要保證軟件版本和配置的完全相同。
　　
　　在異地的兩套主備用CTM治理系統(tǒng)間進(jìn)行的治理信息同步和數(shù)據(jù)庫復(fù)制是通過VERITAS Volume Replicator軟件建立的一個(gè)TCP通道（RLINK）實(shí)現(xiàn)的。
　　
　　下圖為CTM異地HA方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，
其中每個(gè)異地節(jié)點(diǎn)均為一套實(shí)施了本地HA保護(hù)的雙機(jī)系統(tǒng)：
　　