Балансировка нагрузки Клиентов на основе единого IP-адреса

Механизм горизонтального масштабирования (балансировка) позволяет распределить нагрузку подключений клиентов на несколько ФПСУ-IP.

Рассмотрим схему, при которой VPN-клиенты, клиенты для ФПСУ или клиенты PKI, подключаются через один коммутатор к VPN-шлюзам, ФПСУ-IP. В этой схеме требуется обеспечивать равномерное распределение нагрузки между пятью VPN-шлюзами, а также реализовать отказоустойчивость — если один из шлюзов выйдет из строя, оставшиеся должны автоматически взять на себя его нагрузку, продолжая беспрерывное обслуживание клиентов.

Данная схема позволяет равномерно распределять нагрузку, все VPN-шлюзы обрабатывают трафик в равной степени, что предотвращает перегрузку отдельных узлов и оптимизирует использование ресурсов. Обеспечивается высокая отказоустойчивость, в случае выхода из строя одного из шлюзов его трафик автоматически перераспределяется на другие работающие шлюзы, минимизируя влияние на клиентов. Добавляется гибкость и масштабируемость, схема легко расширяется за счет добавления новых VPN-шлюзов при необходимости увеличения пропускной способности или нагрузки. Данная конфигурация становится надежной, сбалансированной и отказоустойчивой VPN-инфраструктурой, гарантирует стабильную работу и высокую доступность сервиса для всех клиентов.

Для реализации схемы балансировки принципиальным является:

1. Агрегация каналов (Port-Channel)

Все физические интерфейсы на коммутаторе, соединяющие его с VPN-шлюзами, объединены в один логический интерфейс, называемый Port-Channel.

Port-Channel действует как единый высокоскоростной канал для передачи данных, обеспечивая увеличенную пропускную способность и повышенную отказоустойчивость за счет автоматического перераспределения трафика в случае сбоя одного из физических интерфейсов.

2. Единый IP-адрес для всех VPN-шлюзов

Все пять VPN-шлюзов настроены с одинаковым IP-адресом на интерфейсах, подключенных к коммутатору. Этот IP-адрес используется для обслуживания всех подключений клиентов. Данная схема, основанная на использовании единого IP-адреса (Anycast IP), позволяет коммутатору автоматически направлять трафик к любому доступному VPN-шлюзу, обеспечивая распределение нагрузки.

3. Балансировка нагрузки

Коммутатор использует алгоритмы хеширования для равномерного распределения трафика между физическими интерфейсами, входящими в Port-Channel. Хеширование может осуществляться на основе различных параметров пакетов, таких как IP-адреса источника и назначения. Это обеспечивает равномерное распределение нагрузки между всеми VPN-шлюзами, исключая возможность перегрузки одного из них.

4. Мониторинг состояния и отказоустойчивость

Коммутатор постоянно отслеживает доступность каждого VPN-шлюза. Мониторинг может быть реализован с помощью таких механизмов, как IP SLA, BFD или LACP. Если один из шлюзов выходит из строя (например, перестает отвечать на запросы), коммутатор автоматически исключает его из Port-Channel. Это гарантирует, что трафик будет перенаправлен на оставшиеся работающие шлюзы, обеспечивая беспрерывное обслуживание клиентов.