Dispositivos redundantes
As redes actuais são de alta tecnologia e, na maioria dos casos, de alta velocidade. Todos os projectos de WAN (Wide Area Network) necessitam ter uma ligação alternativa em caso de qualquer tipo de falha na ligação principal. Um cenário simples será o de ter uma única ligação T1 para cada escritório remoto ou filial se ligar à sede da empresa. E se essa ligação cair? Como continuar as operações nessas circunstâncias?
Criação de redundância é a forma mais comum de aumentar a disponibilidade. Primeiro devemos garantir que há redundância no núcleo do router; CPUs redundantes, fontes de alimentação e ventoinhas podem ser adicionados aos routers e switches montados em rack. Com CPUs redundantes pode-se forçar um failover numa placa enquanto se actualizar a segunda, ao invés de ter que desligar completamente o router para efectuar a actualização.
O objectivo das topologias redundantes é eliminar as interrupções da rede causadas por um único ponto de falha. Todas as redes necessitam de redundância para maior fiabilidade e isto é conseguido através de um equipamento fiável e projectos de rede que são tolerantes a falhas e defeitos e as redes devem ser projectadas de modo a convergirem rapidamente contornando a falha.
A redundância de rede é um conceito simples de entender; se existir um ponto único de falha e ele falhar, então não há nada a fazer. Se forem colocados métodos de acesso secundários (ou mesmo terciários), então, quando a principal ligação falhar, existirá uma forma alternativa de interligar os recursos e manter a empresa operacional.
O ponto crítico é que os equipamentos de rede altamente fiáveis são caros porque são projectados para não falharem e isso geralmente inclui coisas como duas fontes de energia, os CPUs de reserva e sistemas de disco redundantes.
Um sistema altamente disponível pode ser construído a partir de produtos de rede menos caros mas esses componentes podem não ter as fontes de alimentação redundantes ou outras características dos equipamentos de alta fiabilidade e, portanto, eles podem falhar com mais frequência do que os equipamentos mais caros. No entanto, se o projecto da rede geral tiver em consideração o facto de que o equipamento pode falhar, então o utilizador final ainda será capaz de aceder à rede, mesmo se algo falhar.
Redundância de comutação
Uma das técnicas básicas de alta disponibilidade é o uso de switches redundantes. Dois switches podem ser configurados como um router virtual e ser usados como gateway. Um dos switches é automaticamente seleccionado como o router activo. Se esse switch falhar, o segundo automaticamente responde às solicitações dos clientes para o endereço do gateway virtual.
Devem sempre ser tidas em consideração as ligações LAN dos routers e a atribuição do gateway padrão da LAN. Para melhores resultados deve ser criada uma rede redundante através da instalação de dois switches tornando-os o gateway padrão. Dessa forma, se o router falhar completamente (como numa quebra de energia ), o endereço do gateway padrão ainda está intacto, e o switch pode tomar a decisão de encaminhamento no lugar do router. Na figura seguinte está uma ligação LAN redundante onde os routers estão ligados e os switches tomam as decisões de encaminhamento no caso em que o router com a atribuição de gateway padrão está em falha.
Múltiplas portas Ethernet
Na figura seguinte, cada servidor tem duas interfaces Ethernet. Neste exemplo, uma interface é ligada a um dos switches e outra interface é ligada ao outro. Se uma interface falhar, o computador ainda está ligado à rede.
Topologias redundantes
Numa topologia de rede redundante os dispositivos de rede estão ligados com muitas interligações redundantes entre os nós da rede. Numa verdadeira topologia em malha cada nó tem uma ligação com todos os outros nós na rede e o nível de redundância pode ser medido pela disponibilidade da rede. As topologias de rede redundantes são concebidos para assegurar que as redes continuam a funcionar na presença de pontos únicos de falha. A fiabilidade é aumentada pela redundância.
Numa rede redundante se um router falhar a ligação seria mantida pelo encaminhamento do tráfego através de uma ligação redundante. Além disso, cada router deve ter dois ou mais pontos, ou "pernas", com o qual manter a redundância.
A figura a seguir mostra o esquema de um projecto extremamente comum; filiais precisam ligar-se a uma sede onde estão localizados recursos centralizados, tais como aplicações financeiras, planeamento de recursos empresariais (ERP), bases de dados, servidor de ficheiros arquivos e assim por diante.
Geralmente, o router é o gateway padrão das redes, para onde são enviados todos os pacotes que não têm destino local. O router precisa tomar uma decisão de encaminhamento e desde que a ligação principal esteja a funcionar, decide enviar através dessa ligação. Se a ligação principal cair, e se tudo estiver correctamente configurado, é utilizada a ligação alternativa. Isto proporciona aos sites remotos um novo caminho para alcançar os recursos necessários para continuar as operações.
O núcleo ou espinha dorsal (backbone) de uma rede geralmente lida com a maior parte do tráfego e assim, se ele vai abaixo, isto provavelmente vai afectar a maioria dos utilizadores. Se existir redundância no router principal e o equipamento estiver ligado e pronto para entrar em funcionamento automaticamente quando ocorrer um problema, pode reduzir-se uma interrupção de horas de trabalho manual a um processo automatizado que leva apenas alguns segundos. Isso é Alta Disponibilidade, onde um router idêntico ao principal deve estar pronto para assumir em caso deste falhar.
Isto significa que a próxima camada, o agregador de switches, tem que ter uma ligação para cada router, o que também fornece alguma redundância para as próprias ligações e isso permite que se coloque cada router principal em diferentes localizações geográficas.
A figura seguinte mostra uma solução mais comum para uma grande empresa.
Aqui há várias filiais que se ligam a uma localização central. Ligações redundantes fornecem uma solução alternativa ao fracasso do principal elo de ligação WAN e proporcionam aos sites remotos o acesso aos recursos centrais.