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在BIGIP V9系列中,所有的产品均采用了独立的管理CPU支持带外管理。
下面是BIGIP V9系列硬件的体系结构:
如图:在整个BIGIP硬件结构中,分为三个大的部分。
Switch Board:主要负责完成硬件级的二到四层交换加速功能,并且提供BIGIP对外的所有业务流量端口。在Switch Board上,还提供了一个管理用以太网接口和一个Console端口。
HOST: HOST的硬件设备以核心CPU为主。其上运行有两个操作系统,一个是Host OS,主要负责系统管理功能如WEB管理界面、健康检查、SNMP、进程监控等。HOST可以配置一个IP地址,该IP地址在BIGIP管理界面中在Platform->Management IP Address处配置,或者在命令行下通过config命令配置。另外一个是TMM Micro Kernel,TMM Micro Kernel主要负责所有的四-七层交换的业务流量,并控制Switch Board上的所有资源。TMM在启动后,将接管所有的CPU资源和主要的内存资源。所有和应用流量控制相关的IP、VLAN、VS、route、Pool等均配置在TMM Kernel中。TMM通过信令系统与Host OS 通讯。
SCCP: SCCP为一个独立的系统,具备自己的独立的OS、Memory和Flash Disk。在电源接通并打开电源开关的情况下,SCCP即已经启动,并且不受HOST系统重起、挂起等影响。SCCP在正常工作时,运行在Bridge模式下,将所有管理以太网口和Console的连接传递给HOST系统,以对HOST直接进行管理。同时,也可以给SCCP配置自己的独立IP地址和路由。SCCP在配置IP地址后,仅对外提供SSH服务。在重起SCCP的时候,整个系统,包括HOST均会被重新启动。
在配置带外管理的时候,需要配置两个管理地址,一个是Management IP Address主要用于Host,对外提供WEB/SSH方式管理。另外一个是SCCP地址,对外提供SSH服务。通常情况下,建议通过Management IP Address进行设备管理。在出现紧急情况时,可通过SSH方式访问SCCP,然后通过SCCP进入Console或者重新启动设备。
l SCCP地址配置方式:
首先,通过正常方式SSH/Console获得Host的命令行界面。在命令行中输入:
#ssh sccp
进入SCCP之后,执行命令:
sccp#netconfig
然后输入IP地址、Mask和Default Route即可,其他的项目可以不用输入。配置结束后。需要在sccp命令行下执行reboot使配置生效:
sccp#reboot
访问SCCP只能通过管理口ssh2进行连接。
l 如何从SCCP进入Console:
在SCCP命令行中执行命令:
sccp#hostconsh
即可进入console界面。
如何从SCCP进入Host:
在SCCP命令行中执行命令:
sccp#ssh host
即可进入Host的命令行界面。
两台BIGIP之间通过Failover端口方式相连。切换触发信号通过串口线通知对端设备,同时,每台BIGIP通过串口心跳线监控对端设备的状态。
在串口心跳线的结构时,切换流程如下:
l Active 设备负责在心跳线上产生一个高电平
l Backup设备监听对端的高电平
l 当Backup设备监听到对端没有高电平时,将自己转换为Active设备
l Backup设备对外发送ARP广播,将所有的VS和浮动IP对外广播,表明这些地址在自己这端,引发网络流量切换。
在BIGIP的串口心跳线中,主要通过电平方式来通知对端和监控对端状态,在串口心跳线中没有任何的数据信号传输。
由于串口线的长度有限(15M),当两台BIGIP物理位置相距较远的时候。两台BIGIP之间还可以通过网络线连接来实现心跳信号的传递。切换触发信号通过网络通知对端设备,同时,每台BIGIP通过网络连线来监控对端设备的状态。
两台BIGIP之间通过TCP Port 1028进行心跳信号传递。切换的过程如下:
l Acitve设备负责产生心跳信号
l Backup设备监听Active设备的心跳信号
l 当Backup设备在一定时间内没有接收到心跳信号时,则将自己切换为Active
l Backup设备对外发送ARP广播,将所有的VS和浮动IP对外广播,表明这些地址在自己这端,引发网络流量切换。
在配置Network FailSafe的时候,将指定一个VLAN来进行心跳信号传输。这个VLAN通常为两台BIGIP之间的一个独立连接VLAN或者Internal VLAN。
l 关于Active/Backup状态
在默认配置下,两台BIGIP在切换完成后,当Active设备恢复后,不会再次发生切换。而保持原Backup设备的Active状态。但在需要时,也可以通过配置来手工指定某台设备的优先状态为Active或Backup。
在手工设置后,当指定的Active设备恢复后,将自动接管流量。
l 关于切换时的动作
在通常情况下,可以选择BIGIP在故障切换时的Active设备动作。这些动作有以下几种:
Ø Failover:仅发生切换,没有其他的动作
Ø Restart All:先发生切换,然后重起本机所有的进程
Ø Reboot:先发生切换,然后重起整台设备
Ø Restart Service:不切换,仅重起故障进程
根据不同的情况要求,可以针对特定的环境和触发条件选取不同的切换动作。
在设置VLAN FailSafe时,BIGIP将监控每一个配置了VLAN FailSafe的VLAN流量。
切换流程如下:
l Acitve设备发现指定的VLAN没有流量
l 等待配置Fail-Safe Timeout一半的时间
l 试图产生网络流量
l 启动切换流程
l Backup设备监听Active设备的网络信号
l 当Backup设备在设定时间内没有接收到Active设备信号时,将自己转换为Active
l Backup设备对外发送ARP广播,将所有的VS和浮动IP对外广播,表明这些地址在自己这端,引发网络流量切换。
VLAN FailSafe切换时,可选择Reboot,Failover和Restart All三种方式,通常情况下选择Failover方式,切换到备份设备。
在设置GateWay FailSafe时,BIGIP将监控GateWay Pool中的每一个节点。
在配制时可选配Gateway Pool中少于多少个健康节点时发生切换。
BIGIP对自身的硬件板卡和关键部件进行监控,在关键部件发生故障时,也会触发BIGIP切换。
在BIGIP硬件平台上,采用了专门的硬件监控系统来检测整体的硬件运行状态,如CPU,内存等关键部件的运行情况。
BIGIP对自身的关键进程进行监控,当关键进程出现故障无法响应或者无法启动时,将会触发BIGIP切换。
在BIGIP设计中,一些重要的进程均被处于严格的监控中。监控系统一旦发现到这些重要进程产生异常情况。则可以通过预先设置的动作对当时的情况进行处理。这些处理方式包括:切换到备份BIGIP,重起故障BIGIP,重新启动异常进程,不做处理等。