Zotavenie zariadení v IP sieti

Spoľahlivosť a doba zotavenia zariadení, čiže čas, za ktorý sa dostane zariadenie zo stavu nečinnosti do činnosti má priamy dopad na celkovú spoľahlivosť siete. Vývoj sieťových protokolov bol založený na vylepšeniach tvoriacich spoľahlivosť na úrovni hardvéru. Rozdelenie technológii, ktoré sa podieľajú na zvyšovaní spoľahlivosti:

• Online insertion and removal (OIR)
• Single line card reload
• High system availability (HSA)
• Route processor redundancy (RPR)
• Route processor redundancy plus (RPR+)
• Stateful switchover (SSO)
• Nonstop forwarding (NSF)

Online Insertion and Removal (OIR)

OIR technológia bola vyvinutá pre možnosť výmeny nefungujúcich častí hardvéru bez ovplyvnenia činnosti daného zariadenia. Napríklad, ak je vložená do systému nová sieťová karta, po detekovaní napätia sa sama inicializuje a začne pracovať. Táto vlastnosť je tiež nazývaná ako horúca záloha. Po analýze a inicializácií novovloženej karty, je karta pripravená na náležitú konfiguráciu.

Horúca záloha na sieťovej karte napríklad umožňuje systému určiť, kedy nastala zmena vo fyzickej konfigurácií jednotky a v prípade poruchy dokáže rozložiť prostriedky na fungujúce jednotky, aby mohli všetky rozhrania adekvátne pracovať.

Všetky potrebné úlohy spojené s výmenou sieťovej karty sú zabezpečené softvérovo. Pri zistení prerušenia činnosti hardvéru sa do softvérového subsystému odošle oznámenie o chybe, na základe ktorej sa systém primerane rekonfiguruje. Inicializačné programy použité počas OIR sú také isté ako pri štarte samotného smerovača. Systémové prostriedky sú pridelené novému rozhraniu tak, aby mohol začať okamžite fungovať. Podobne, po vybraní sieťovej karty zo systému sú priradené prostriedky prázdnemu slotu uvoľnené, alebo je minimálne indikovaná zmena stavu.

Aj keď koncepcia OIR znie jednoducho, je dôležité vedieť aká hardvérová zmena nastala. Popis činností smerovača s funkciou OIR:

1. Smerovač neustále skenuje zmeny v konfigurácií na základnej doske
2. Smerovač inicializuje všetky novovložené rozhrania a ich stav považuje ako nečinný.
3. Smerovač privádza všetky predošlé nastavenia rozhrania na karte späť do stavu, v ktorom boli, keď bola karta odstránená. Akékoľvek novoinštalované rozhrania na karte sú považované ako nečinné.

Vplyv na smerovaciu tabuľku smerovača je taký, že cesty pripojené cez poškodené rozhranie sú vymazané, ako aj dočasná pamäť Address Resolution Protocol (ARP) . Ak je karta znovu vložená do toho istého slotu, z ktorého bola vybraná, alebo ak je na miesto poškodenej karty vložená totožná karta, sú použité informácie z predchádzajúcej inštalácie.

Ak smerovač nepodporuje OIR, odstránené, alebo pridané nové rozhranie by mohlo mať dopad na prenos informácií spracovávaných smerovačom, alebo v horšej situácií sa smerovač sám reštartuje. Preto je dôležité vedieť, či dané zariadenie podporuje OIR, alebo nie, pretože v prípade nevhodnej manipulácie môže dôjsť k nenávratnému poškodeniu sieťovej karty, v horšom prípade celého systému.

Single Line Card Reload

Jediná možnosť ako opraviť zlyhanie sieťovej karty, alebo vážne softvérové chyby pre jednu sieťovú kartu na smerovačoch, ktoré nepodporujú Single Line Card Reload bolo uskutočniť Cbus Complex, ktorý znovu zaviedol každú sieťovú kartu. Čas potrebný na dokončenie Cbus Complex bol často nevyhovujúci, pretože v tomto čase nebolo možné smerovať, alebo prepínať akýkoľvek tok dát.

Single line card reload umožňuje korigovať zlyhanie sieťovej karty na smerovači automatickým znovu načítaním kódu z poškodenej sieťovej karty a počas jej opätovného zavádzania zostávajú všetky fyzické linky a smerovacie protokoly na ostatných sieťových kartách aktívne. Takže single line card reload je významne rýchlejšie ako metóda Cbus Complex, pričom ostatné sieťové karty zostávajú funkčné.

High System Availability

Táto vlastnosť umožňuje pre zvýšenie dostupnosti inštalovať do jedného smerovača dva smerovacie procesory (RP – route processor).

Dva smerovacie procesory v smerovači poskytujú najzákladnejší stupeň zvýšenej dostupnosti systému prostredníctvom takzvanej studenej zálohy. Studená záloha znamená, že ak jeden smerovací procesor zlyhá, druhý smerovací procesor reštartuje smerovač. Takýmto spôsobom sa nemôže stať, že by bol smerovač dlhú dobu v stave nečinnosti a zároveň je výrazne zvýšená dostupnosť systému.

Ak smerovací procesor preberie operácie iného smerovacieho procesora v HSA, prevádzka systému je prerušená. Táto zmena je podobná k vydaniu príkazu na znovu načítanie. Postup pri zistení skutočnosti zlyhania jedného smerovacieho procesora a preberaní činnosti druhým:

1. smerovač zastaví prepúšťanie dátového toku
2. strata informácie o smerovaní
3. strata všetkých spojení

Záložný (slave) smerovací procesor sa stane aktívnym (master), preberie riadenie smerovača a reštartuje ho. Záložný smerovací procesor má vlastný softvérový obraz a konfiguráciu, takže môže pôsobiť ako nezávislý procesor.

Pri procese HSA sa od začiatku zlyhania k prvému vyslaniu paketov odohrávajú nasledovné procesy:

1. identifikácia zlyhania
2. inicializácia pohotovostného smerovacieho procesora
3. nahranie novej konfigurácie do pohotovostného smerovacieho procesora
4. resetovanie a znovu načítanie sieťových kariet
5. nahranie novej konfigurácie do sieťových kariet
6. zistenie dostupných ciest a smerovanie dát
7. konvergencia smerovacích ciest na protokolovej úrovni