Инфраструктура усмерена на апликације. Мрежна архитектура будућности – од спекулације до акције

Током протеклих неколико година, Цисцо је активно промовисао нову архитектуру за изградњу мреже за пренос података у дата центру - Инфраструктура усмерена на апликације (или АЦИ). Некима је то већ познато. А неки су то чак успели да примене у својим предузећима, укључујући и Русију. Међутим, за већину ИТ професионалаца и ИТ менаџера, АЦИ је и даље или нејасан акроним или само одраз будућности.
У овом чланку ћемо покушати да приближимо ову будућност. Да бисмо то урадили, говорићемо о главним архитектонским компонентама АЦИ-ја, а такође ћемо илустровати како се може користити у пракси. Поред тога, у блиској будућности ћемо организовати визуелну демонстрацију АЦИ-ја, на коју се може пријавити сваки заинтересовани информатичар.

Можете сазнати више о новој архитектури мреже у Санкт Петербургу у мају 2019. Сви детаљи су у веза. Пријави се!

praistorija
Традиционални и најпопуларнији модел изградње мреже је хијерархијски модел на три нивоа: језгро -> дистрибуција (агрегација) -> приступ. Дуги низ година овај модел је био стандард, произвођачи су производили различите мрежне уређаје са одговарајућом функционалношћу за њега.
Раније, када је информациона технологија била нека врста неопходног (и, искрено, не увек жељеног) додатка пословању, овај модел је био згодан, веома статичан и поуздан. Међутим, сада када је ИТ један од покретача развоја пословања, а у многим случајевима и самог пословања, статичност овог модела почела је да прави велике проблеме.

Савремено пословање генерише велики број различитих сложених захтева за мрежном инфраструктуром. Успех пословања директно зависи од времена имплементације ових захтева. Кашњење у оваквим условима је неприхватљиво, а класични модел изградње мреже често не омогућава благовремено задовољење свих пословних потреба.

На пример, појава нове сложене пословне апликације захтева од администратора мреже да изврше велики број сличних рутинских операција на великом броју различитих мрежних уређаја на различитим нивоима. Осим што одузима много времена, повећава и ризик од грешке, што може довести до озбиљног застоја ИТ услуга и, као резултат, финансијског губитка.

Корен проблема нису чак ни сами рокови или сложеност захтева. Чињеница је да ове захтеве треба „превести“ са језика пословних апликација на језик мрежне инфраструктуре. Као што знате, сваки превод је увек делимичан губитак значења. Када власник апликације говори о логици своје апликације, администратор мреже разуме скуп ВЛАН-ова, приступне листе на десетинама уређаја које треба подржати, ажурирати и документовати.

Акумулирано искуство и стална комуникација са купцима омогућили су Цисцо-у да дизајнира и имплементира нове принципе за изградњу мреже за пренос података центара података који одговарају савременим трендовима и базирају се, пре свега, на логици пословних апликација. Отуда и назив – Инфраструктура усмерена на апликације.

АЦИ архитектура.
Најисправније је размотрити АЦИ архитектуру не са физичке, већ са логичке стране. Заснован је на моделу аутоматизованих политика, чији се објекти на највишем нивоу могу поделити на следеће компоненте:

1. Мрежа заснована на Некус прекидачима.
2. АПИЦ кластер контролера;
3. Профили апликација;

Погледајмо сваки ниво детаљније - и прећи ћемо од једноставног до сложеног.

Мрежа заснована на Некус прекидачима
Мрежа у АЦИ фабрици је слична традиционалном хијерархијском моделу, али је много једноставнија за изградњу. За организовање мреже користи се модел Леаф-Спине, који је постао општеприхваћен приступ за имплементацију мрежа следеће генерације. Овај модел се састоји од два нивоа: кичме и листа, респективно.

Ниво кичме је одговоран само за перформансе. Укупне перформансе Спине прекидача су једнаке перформансама целог ткива, тако да на овом нивоу треба да се користе свичеви са 40Г или више портова.
Прекидачи кичме повезују се са свим прекидачима на следећем нивоу: Леаф прекидачи, на које су повезани крајњи домаћини. Главна улога Леаф прекидача је капацитет порта.

Дакле, проблеми скалирања се лако решавају: ако треба да повећамо пропусност тканине, додајемо Спине прекидаче, а ако треба да повећамо капацитет порта, додајемо Леаф.
За оба нивоа користе се свичеви серије Цисцо Некус 9000, који су за Цисцо главни алат за изградњу мрежа центара података, без обзира на њихову архитектуру. За слој кичме користе се прекидачи Некус 9300 или Некус 9500, а за Леаф само Некус 9300.
Опсег модела Некус прекидача који се користе у АЦИ фабрици приказан је на слици испод.

АПИЦ (Контролер инфраструктуре апликације) Кластер контролера
АПИЦ контролери су специјализовани физички сервери, док је за мале имплементације могуће користити кластер од једног физичког АПИЦ контролера и два виртуелна.
АПИЦ контролери пружају функције контроле и надзора. Важно је да контролери никада не учествују у преносу података, односно, чак и ако сви контролери кластера покваре, то уопште неће утицати на стабилност мреже. Такође треба напоменути да уз помоћ АПИЦ-а администратор управља апсолутно свим физичким и логичким ресурсима фабрике, а да би извршио било какве промене, више нема потребе за повезивањем на одређени уређај, пошто АЦИ користи једну контролну тачку.

Сада пређимо на једну од главних компоненти АЦИ-а - профиле апликација.
Мрежни профил апликације је логична основа АЦИ-ја. Профили апликације су ти који дефинишу политике интеракције између свих сегмената мреже и описују саме сегменте мреже. АНП вам омогућава да апстрахујете од физичког слоја и, у ствари, замислите како треба да организујете интеракцију између различитих сегмената мреже са тачке гледишта апликације.

Профил апликације се састоји од група веза (групе крајњих тачака - ЕПГ). Група везе је логичка група хостова (виртуелних машина, физичких сервера, контејнера, итд.) који се налазе у истом безбедносном сегменту (не мрежа, већ безбедност). Крајњи домаћини који припадају одређеном ЕПГ-у могу се одредити на основу великог броја критеријума. Следеће се обично користе:

• Физички порт
• Логички порт (група портова на виртуелном прекидачу)
• ВЛАН ИД или ВКСЛАН
• ИП адреса или ИП подмрежа
• Атрибути сервера (име, локација, верзија ОС-а, итд.)

За интеракцију различитих ЕПГ-ова, обезбеђен је ентитет који се зове уговори. Уговор дефинише однос између различитих ЕПГ-ова. Другим речима, уговор дефинише коју услугу један ЕПГ пружа другом ЕПГ-у. На пример, креирамо уговор који омогућава проток саобраћаја преко ХТТПС протокола. Затим се овим уговором повезујемо, на пример, ЕПГ Веб (група веб сервера) и ЕПГ Апп (група сервера апликација), након чега ове две терминалне групе могу да размењују саобраћај преко ХТТПС протокола.

Слика испод описује пример успостављања комуникације између различитих ЕПГ-ова путем уговора унутар истог АНП-а.

У АЦИ фабрици може постојати неограничен број профила апликације. Поред тога, уговори нису везани за одређени профил апликације; они се могу (и треба) користити за повезивање ЕПГ-ова у различитим АНП-овима.

У ствари, свака апликација која захтева мрежу у овом или оном облику описана је сопственим профилом. На пример, горњи дијаграм приказује стандардну архитектуру апликације на три нивоа, која се састоји од Н броја екстерних приступних сервера (Веб), сервера апликација (Апп) и ДБМС сервера (ДБ), а такође описује правила интеракције између њих. У традиционалној мрежној инфраструктури, ово би био скуп правила написаних на различитим уређајима у инфраструктури. У АЦИ архитектури, ова правила описујемо у оквиру једног профила апликације. АЦИ, користећи профил апликације, знатно олакшава креирање великог броја подешавања на различитим уређајима тако што их све групише у један профил.
На слици испод приказан је реалнији пример. Профил апликације Мицрософт Екцханге направљен од више ЕПГ-ова и уговора.

Централно управљање, аутоматизација и надзор је једна од кључних предности АЦИ-ја. АЦИ Фацтори ослобађа администраторе досадног посла око креирања великог броја правила на разним прекидачима, рутерима и заштитним зидовима (док је класична метода ручне конфигурације дозвољена и може се користити). Подешавања за профиле апликације и друге АЦИ објекте се аутоматски примењују у целој АЦИ фабрици. Чак и када се сервери физички пребацују на друге портове фабричких прекидача, нема потребе за дуплирањем подешавања са старих прекидача на нове и брисањем непотребних правила. На основу критеријума за чланство у ЕПГ-у домаћина, фабрика ће аутоматски извршити ова подешавања и аутоматски очистити неискоришћена правила.
Интегрисане АЦИ безбедносне политике се примењују као беле листе, што значи да је оно што није експлицитно дозвољено подразумевано забрањено. Заједно са аутоматским ажурирањем конфигурација мрежне опреме (уклањањем „заборављених” неискоришћених правила и дозвола), овај приступ значајно повећава укупан ниво безбедности мреже и сужава површину потенцијалног напада.

АЦИ вам омогућава да организујете мрежну интеракцију не само виртуелних машина и контејнера, већ и физичких сервера, хардверских заштитних зидова и мрежне опреме треће стране, што АЦИ чини јединственим решењем у овом тренутку.
Цисцо нови приступ изградњи мреже података заснован на логици апликације не односи се само на аутоматизацију, безбедност и централизовано управљање. Такође је модерна хоризонтално скалабилна мрежа која испуњава све захтеве савременог пословања.
Имплементација мрежне инфраструктуре засноване на АЦИ омогућава свим одељењима предузећа да говоре истим језиком. Администратор се руководи само логиком апликације, која описује потребна правила и везе. Као и логиком апликације, њоме се руководе власници и програмери апликације, служба за безбедност информација, економисти и власници предузећа.

Тако Цисцо спроводи у пракси концепт мреже дата центара следеће генерације. Желите да видите ово сами? Дођите на демонстрације Инфраструктура усмерена на апликације у Санкт Петербургу и сада ради са мрежом дата центара будућности.
Можете се пријавити за догађај по ссылке.

Извор: ввв.хабр.цом