Evoluzione Backbone Internet Data Center POSTE italiane. Massimiliano Sbaraglia. maggio 2005

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1 Evoluzione Backbone Internet Data Center POSTE italiane maggio 2005

2 Situazione attuale: architettura a margherita L attuale rete Backbone di Poste Italiane è costituita da una architettura a margherita sulla base di più VPN che interagiscono tra loro attraverso una VPN MPLS di Backbone. Sono quindi implementate delle (Virtual Routing Forwarding) a copertura regionale, ognuna delle quali corrisponde ad un Polo Tecnologico che ha funzioni di erogazione di servizi dati all interno della stessa e di instradamento del traffico tra la stessa regionale e la di Backbone. Backbone Poste Italiane

3 Situazione attuale: suddivisione rete in La tipologia appena descritta consente di dividere l intera infrastruttura di rete in diverse sottoreti sulla base di n 10 Poli Tecnologici (POP) attraverso i quali transita tutto il traffico Inter-VPN più la sede di Roma Eur preposta a funzioni di Server Farm (CNED) Backbone MPLS Poste Italiane Polo X Polo Y CNED Roma Eur R1 R2 R1 R2 raccolta raccolta X 10 Poli

4 Situazione attuale: routing tunnel GRE Il protocollo tunnel GRE (Generic Routing Encapsulation) stabilisce uno specifico path all interno di una rete WAN ed incapsula il traffico applicando un nuovo header nel pacchetto IP per assicurare l inoltro verso una specifica destinazione. Mantenendo quindi piena autonomia nella propagazione delle network degli uffici postali e dei poli regionali, attraverso questo protocollo Poste Italiane rappresenta virtualmente un carrier TLC che utilizza ed offre ai propri partner connettività IP garantendo massima indipendenza in termini di protocollo e policy di routing applicati grazie all utilizzo di tunnel GRE che terminano su router di sua proprietà. POLO Y Backbone MPLS Poste Italiane CNED Roma Eur Tunnel GRE CE CE CPE CPE POLO X CE CE Ufficio Postale Ufficio Postale CPE CE CE CPE

5 Backup Management Evoluzione Backbone: Consolidamento Server Farm Il consolidamento della Server Farm viene progettata sulla base di una nuova struttura Backbone attraverso la quale verranno interconnessi gli Internet Data Center di Poste Italiane. Un Data Center è una struttura creata con il compito di fornire servizi verso gli utilizzatori della rete di gruppo Poste Italiane (RdG) ed in opzione verso il mondo internet (divenendo un Internet Data Center), garantendo una serie di requisiti imprescindibili quali: elevata velocità, alta affidabilità, livelli funzionali, sicurezza, scalabilità, modularità, flessibilità e conformità agli standards. Il modello architettura di un Internet Data Center a tre livelli è graficamente indicato con un primo livello definito Hosting in cui vengono collocati i sistemi serventi configurati come backend, application, presentation e front end a seconda di regole e policy di sicurezza, un secondo livello definito Service per l instradamento dei pacchetti ed un terzo livello per gli accessi dalla rete di gruppo Poste Italiane e dal mondo esterno. Access BE Access AL Access PIL Access FE Hosting Layer BackEnd Application Presentation FrontEnd Service Layer Intranet Extranet Internet MAN\WAN Layer

6 Evoluzione Backbone: Data Flow di produzione Internet Data Center

7 Evoluzione Backbone: Data Flow di produzione RdG Data Center

8 Evoluzione Backbone: VDCN rete di trasporto geografico tra Con il termine VDCN (Virtual Data Center Network) si intende la nuova infrastruttura Backbone di Poste Italiane per il trasporto del traffico IP tra i su territorio nazionale, concepita con l intento di offrire una rete specializzata ad elevate prestazioni con l obiettivo di: Specializzazione in erogazione di servizi in funzione della distribuzione di risorse tecnologiche; Predisposizione al Disaster Recovery ed alla Business Continuity; Realizzazione di servizi a valore aggiunto su scala geografica grazie soprattutto all implementazione nativa dell MPLS: Traffic Engineering, VPN, QoS, Accounting. La rete VDCN è una rete IP MPLS organizzata dal punto di vista topologico in modo gerarchico: si articola in un livello di Core a larga banda in tecnologia DWDM Long Distance Fiber Optic per l interconnessioni di IDC/DC ubicati su scala geografica specializzata nella replicazione asincrona dei dati e dei servizi mainframe (Disaster Recovery), in un livello di Concentration sempre a larga banda in tecnologia DWDM Metro per la connessione di IDC/DC su area metropolitana e speciliazzata nella replicazione di dati in modo sincrono (Business Continuity) ed infine in un livello di Service in tecnologia Gigabit Ethernet Metro per la connessione dei centri di Roma quali IDC/DC di Arte Antica, Palazzo dei Congressi (DC Sviluppo) e la sede centrale di Viale Europa Eur.

9 Evoluzione Backbone: VDCN rete di trasporto geografico tra Extranet Internet Extranet Internet IDC Nord DR-MF DC Sviluppo Arte Antica 8 F.O. + 8 Gbit/s - FC Service Layer Dark Fiber IDC Centro Congressi DWDM Metro Dark Fiber VDCN IP MPLS POSTE italiane Backbone Long Distance 2,5 Gbit/s DWDM Lambda DC Sud Roma Eur Concentration Layer Pomezia Core Layer

10 Evoluzione Backbone: SAN Extension Per garantire continuita temporale all erogazione dei servizi, si ricorre generalmete a soluzioni orientate alla realizzazione di una SAN (Storage Area Network) geograficamente distribuita. In questa ottica i sistemi di storage interoperano sfruttando un infrastruttura di rete di trasporto dedicata. Le operazioni di data replication, necessarie a garantire un servizio di business continuity e disaster recovery, risultano dunque semplificate nel caso in cui i sistemi, seppur localizzati in aree differenti, siano tra loro interconnessi. Le soluzioni che permettono la realizzazione di architetture di questo tipo vengono denominate SAN Extension. Una SAN Estesa puo essere realizzata ricorrendo a diverse tecnologie. I fattori che ne condizionano la scelta sono generalmente tre e risultano tutti fortemente legati all obiettivo di garantire operativita, efficienza e continuita temporale all erogazione dei servizi applicativi: Recovery time objective (RTO) Recovery point objective (RPO) Disaster radius RTO indica il tempo tollerabile da un organizzazione che puo intercorrere tra un evento disastroso e il ripristino dei servizi interessati.

11 Evoluzione Backbone: SAN Extension RPO rappresenta il livello di aggiornamento dei dati ripristinati in seguito ad un evento disastroso. Esso risulta indicativo dunque del quantitativo massimo di dati che un organizzazione ha preventivato come a rischio in caso di fault. La scelta dei sistemi, la definizione dei processi e l adozione delle tecnologie per una soluzione di SAN extention sono quindi fortemente legati alla rispondenza ai valori di RTO e RPO prefissati dall azienda. Allo stesso tempo sempre in ottica di disaster recovery, per approssimare il valore effettivo di RPO a zero risulta indispensabile analizzare le distanze che intercorrono tra i data center e la tolleranza delle applicazioni alla latenza introdotta dalla rete.

12 Evoluzione Backbone: SAN Extension Le seguenti tecnologie sono impiegate distintamente per l ottimizzazione del valore effettivo di RPO offerto dal servizio di disaster recovery: Tape backup e restore, Periodic replication e backups, Asynchronous replication, Synchronous replication. Il Disaster Radius rappresenta il raggio di estensione dell area geografica interessata da un ipotetico evento disastroso. Esso viene valutato su base statistica in relazione alla conformazione fisica e alla stabilita politica della regione da cui vengono erogati i servizi e/o sono presenti le basi dati. La localizzazione dei data center e dei siti di disaster recovery viene valutata sulla base del calcolo del disaster radius

13 Evoluzione Backbone: SAN Extension Mainframe Allineamento asincrono dati MF Asynchronous Replication Mainframe Disaster Recovery DC Sviluppo Mainframe Dark Fiber Primary Data Center Synchronous Replication IDC Centro DWDM Metro Dark Fiber IDC Nord DR-MF VDCN IP MPLS POSTE italiane Backbone Long Distance 2,5 Gbit/s DWDM Lambda Pomezia DC Sud Secondary Data Center Business Continuity Allineamento DELTA asincrono dati MF Asynchronous Replication Roma Eur Mainframe Allineamento sincrono dati MF

14 Evoluzione Backbone: Asynchronous Replication Con l asynchronous replication le copie di tutte le transazioni completate sul server primario vengono catturate e duplicate sul sistema secondario. Il processo di duplicazione può avvenire automaticamente ogni qual volta avviene un aggiornamento, oppure ad intervalli di tempo predefiniti. È anche possibile mettere i dati in attesa per poi spedirli a blocchi quando il traffico di rete è più ridotto. La replicazione asincrona non richiede tutta la larghezza di banda dell'approccio sincrono e può essere impiegata su distanze maggiori, con una degradazione delle prestazioni minima. Host Local Data Center Remote Data Center Disk I/O Service Time SCSI Write Transfer Ready FCP Data (2kB frames) SCSI Status=good SCSI Write Transfer Ready FCP Data (2kB frames) SCSI Status=good t t t

15 Evoluzione Backbone: Synchronous Replication La replicazione sincrona ha il vantaggio di recuperare i dati in tempi particolarmente brevi. In questo sistema i dati vengono duplicati in tempo reale da un sistema primario a un sito secondario. Con questo metodo tutti i sistemi vengono copiati simultaneamente. La replicazione sincrona si svolge come un processo a due fasi, nel quale i dati che vengono aggiornati sul server primario devono essere duplicati sui siti secondari prima che si possa procedere con la transazione successiva. Questo assicura che i dati siano identici tra tutte le copie ad ogni istante. (RPO uguale a 0). L'obiettivo della replicazione sincrona è garantire una perdita di dati praticamente nulla in caso di guasto e un tempo di recovery, dopo l'insorgere di un problema, estremamente breve. Host Local Data Center Remote Data Center SCSI Write Transfer Ready Disk I/O Service Time FCP Data (2kB frames) SCSI Write Transfer Ready FCP Data (2kB frames) Two Round Trips per write SCSI Status=good SCSI Status=good Response from local controller (initiator) returned after remote (target) responds t t t

16 Evoluzione Backbone: SAN Extension Open Allineamento asincrono dati Open Asynchronous Replication OPEN Disaster Recovery DC Sviluppo OPEN Dark Fiber Primary Data Center IDC Centro Synchronous Replication DWDM Metro Dark Fiber OPEN IDC Nord DR-MF VDCN IP MPLS POSTE italiane Backbone Long Distance 2,5 Gbit/s DWDM Lambda DC Sud Allineamento DELTA asincrono dati OPEN Asynchronous Replication Roma Eur Allineamento sincrono dati Open Secondary Data Center Business Continuity

17 Evoluzione Backbone: Sistemi di replicazione mediante un infrastruttura Backbone in Fibra Ottica e trasporto IP Increasing Distance Data Center Campus Metro Regional National Fiber Optic Dark Fiber CWDM DWDM Sync Sync (2Gbps) Sync (2Gbps lambda) BB_Credit Limited SONET/SDH Sync (1Gbps+ subrate) Async Sync (Metro Eth) Async (1Gbps+) Fiber Channel over IP Async (< OC-12/STM4) Async (< OC-12/STM4) Async (< DS3/E3)

18 Evoluzione Backbone: Raccolta 1^ fase Il backbone Poste Italiane si trasforma con l evoluzione dell infrastruttura da 10 Poli tecnologici con funzione di raccolta di tutti gli uffici postali e centri direzionali e di instradatore del traffico attraverso una VPN MPLS di Backbone, ad una rete dedicata per l erogazione di servizi attraverso strutture specializzare quali Internet Data Center in quantità di n 3 centri nazionali rispettivamente ubicati al nord, al centro ed al sud. Essi saranno i focal point di raccolta di tutti gli uffici postali e centri direzionali, predisposti per l accesso alla rete di gruppo (RdG Intranet) come pure per l accesso al mondo esterno quale Internet dedicato ad utenze free/mobili ed Extranet dedicato ad i partner di Poste Italiane. NORD Backbone CENTRO Backbone SUD raccolta NORD 1 NORD 2 CENTRO 1 CENTRO 2 raccolta SUD 1 SUD 2

19 Evoluzione Backbone: Raccolta 2^ fase Durante la prima fase le attuali regionali secondo una logica territoriale faranno capo ad uno dei Data Center di Poste Italiane Nord, Centro, Sud. Successivamente verrà realizzata una regionale per il nord, una per il centro ed una per il sud, ciascuna configurata in modo da poter routare il traffico IP partente dai rispettivi uffici postali e centri direzionali, diretto al proprio Data Center di pertinenza. NORD Backbone CENTRO Backbone SUD raccolta raccolta NORD CENTRO SUD

20 Evoluzione Backbone: Backup In caso di Fault del link primario è prevista una rete di Backup attraverso la quale è possibile garantire il normale flusso dei dati tra gli uffici postali ed i Data Center con un meccanismo in cui la regionale Nord comunica il il DC Sud, la regionale Centro comunica con il DC Sud e la regionale Sud comunica con il DC Nord. NORD Backbone CENTRO Backbone SUD Backup NORD Backup SUD Backup CENTRO NORD CENTRO SUD

21 Evoluzione Backbone: Accessi Internet ed Extranet Front End Layer Vlan Ingress VPN Extranet VPN Concentration FW di accesso Switch L2/L3 Vlan Ingress VPN Internet VPN Concentration Vlan DMZ FW Extranet Vlan DMZ FW Internet Egress Layer Vlan VPN EXTRANET Vlan VPN INTERNET Egress Layer R1 R2 R1 R2 MAN MAN VPN EXTRANET VPN INTERNET

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