Tổng quan về FortiGate High Availability (HA)
FortiGate High Availability (HA) là một tính năng cho phép bạn nhóm hai hoặc nhiều thiết bị FortiGate lại với nhau để tạo thành một hệ thống dự phòng. Mục tiêu chính của HA là đảm bảo tính liên tục của hoạt động (business continuity) bằng cách loại bỏ các điểm lỗi đơn lẻ (single points of failure) trong hạ tầng bảo mật của bạn. Trong trường hợp một thiết bị FortiGate trong nhóm gặp sự cố, thiết bị dự phòng sẽ tự động tiếp quản lưu lượng mạng mà không gây ra sự gián đoạn đáng kể cho người dùng.
Mô tả chi tiết
Khi cấu hình HA, các thiết bị FortiGate trong nhóm sẽ liên tục đồng bộ hóa cấu hình và trong một số chế độ, cả trạng thái kết nối. Điều này đảm bảo rằng khi có sự chuyển đổi dự phòng (failover), thiết bị dự phòng có đầy đủ thông tin để tiếp tục xử lý lưu lượng mạng một cách liền mạch.
Một nhóm HA thường bao gồm:
- Thiết bị chính (Primary/Master): Thiết bị đang hoạt động và xử lý lưu lượng mạng.
- Thiết bị phụ (Secondary/Slave): Thiết bị ở trạng thái chờ (standby) và sẵn sàng tiếp quản khi thiết bị chính gặp sự cố.
Quá trình chuyển đổi dự phòng có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân, bao gồm:
- Lỗi phần cứng (ví dụ: nguồn điện, card mạng).
- Lỗi phần mềm.
- Mất kết nối mạng trên các giao diện quan trọng.
- Can thiệp thủ công của quản trị viên.
Các chế độ hoạt động HA phổ biến trên FortiGate:
FortiGate hỗ trợ nhiều chế độ HA khác nhau, mỗi chế độ có những ưu và nhược điểm riêng. Hai chế độ phổ biến nhất là:
Active-Passive (A-P):
- Chỉ có thiết bị chính hoạt động và xử lý lưu lượng.
- Thiết bị phụ ở trạng thái chờ nóng (hot standby) và sẵn sàng tiếp quản ngay lập tức.
- Cấu hình và (tùy chọn) trạng thái kết nối được đồng bộ hóa.
- Khi có failover, thiết bị phụ sẽ kích hoạt các giao diện của thiết bị chính (sử dụng cùng địa chỉ MAC ảo - Virtual MAC) và tiếp tục xử lý lưu lượng.
- Ưu điểm: Đơn giản trong cấu hình và dễ hiểu. Đảm bảo tính liên tục tốt.
- Nhược điểm: Tài nguyên của thiết bị phụ không được sử dụng cho đến khi có failover.
Active-Active (A-A):
- Cả hai thiết bị (hoặc nhiều thiết bị trong một cluster) đều hoạt động và chia sẻ lưu lượng mạng.
- Lưu lượng có thể được phân phối dựa trên nhiều thuật toán khác nhau (ví dụ: session-based).
- Cấu hình được đồng bộ hóa. Trạng thái kết nối thường không được đồng bộ hóa (session failover có thể gây mất kết nối ngắn).
- Khi một thiết bị gặp sự cố, lưu lượng của nó sẽ được tự động chuyển sang các thiết bị còn lại trong cluster.
- Ưu điểm: Tận dụng tài nguyên của tất cả các thiết bị, tăng hiệu suất tổng thể.
- Nhược điểm: Cấu hình phức tạp hơn. Failover có thể gây ra gián đoạn ngắn cho các phiên đang hoạt động. Yêu cầu các thiết bị phải có cấu hình phần cứng tương đồng.
Đặc điểm nổi bật của FortiGate HA:
- Đồng bộ hóa cấu hình toàn diện: Tự động đồng bộ hóa hầu hết các cài đặt cấu hình giữa các thiết bị trong nhóm HA.
- Đồng bộ hóa trạng thái phiên (Session Synchronization - tùy chọn): Trong chế độ A-P, FortiGate có thể đồng bộ hóa trạng thái của các kết nối đang hoạt động, giúp failover diễn ra liền mạch mà không làm gián đoạn phiên của người dùng.
- Địa chỉ MAC ảo (Virtual MAC): Trong chế độ A-P, các giao diện của nhóm HA sử dụng một địa chỉ MAC ảo duy nhất, giúp việc chuyển đổi dự phòng trở nên trong suốt đối với các thiết bị mạng downstream.
- Giao thức FortiGate Clustering Protocol (FGCP): Giao thức độc quyền của Fortinet được sử dụng để quản lý và đồng bộ hóa các thành viên trong nhóm HA.
- Phát hiện lỗi linh hoạt: Hỗ trợ nhiều phương pháp phát hiện lỗi, bao gồm giám sát giao diện, giám sát đường đi (link monitoring) và giám sát trạng thái hệ thống.
- Chuyển đổi dự phòng tự động: Tự động kích hoạt quá trình failover khi phát hiện lỗi, giảm thiểu sự can thiệp thủ công.
- Hỗ trợ nhiều cấu hình HA: Linh hoạt trong việc triển khai HA với các cấu hình khác nhau, phù hợp với nhiều yêu cầu về hiệu suất và dự phòng.
- Tích hợp với các tính năng FortiGate khác: HA hoạt động liền mạch với các tính năng bảo mật khác của FortiGate như firewall, VPN, IPS, v.v.
Lợi ích của việc triển khai FortiGate HA:
- Tăng cường tính sẵn sàng: Đảm bảo rằng hệ thống bảo mật của bạn luôn hoạt động, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động do lỗi phần cứng hoặc phần mềm.
- Loại bỏ điểm lỗi đơn lẻ: Loại bỏ nguy cơ toàn bộ hệ thống bị ảnh hưởng bởi sự cố của một thiết bị duy nhất.
- Duy trì kết nối liên tục: Đảm bảo người dùng có thể tiếp tục truy cập vào các tài nguyên mạng và ứng dụng quan trọng ngay cả khi có sự cố xảy ra.
- Nâng cao độ tin cậy của hệ thống: Cung cấp một hạ tầng bảo mật đáng tin cậy hơn, giảm thiểu rủi ro gián đoạn dịch vụ.
- Dễ dàng bảo trì và nâng cấp: Cho phép thực hiện bảo trì hoặc nâng cấp trên một thiết bị trong nhóm HA mà không làm gián đoạn hoàn toàn dịch vụ (thực hiện tuần tự).
Các yếu tố cần xem xét khi triển khai FortiGate HA:
- Yêu cầu phần cứng tương đồng: Các thiết bị trong nhóm HA thường phải có cùng model và cấu hình phần cứng tương đương để đảm bảo khả năng tương thích và hiệu suất.
- Kết nối HA: Cần có các giao diện riêng (HA ports) để các thiết bị trong nhóm giao tiếp và đồng bộ hóa với nhau.
- Cấu hình mạng: Cần có cấu hình mạng phù hợp để hỗ trợ địa chỉ MAC ảo và quá trình chuyển đổi dự phòng.
- Kiểm tra failover: Sau khi cấu hình HA, việc kiểm tra quá trình chuyển đổi dự phòng là rất quan trọng để đảm bảo nó hoạt động như mong đợi.
- Quản lý: Quản lý một nhóm HA có thể phức tạp hơn so với quản lý một thiết bị độc lập.
- Chi phí: Triển khai HA đòi hỏi chi phí đầu tư vào ít nhất hai thiết bị FortiGate.
Tóm lại, FortiGate HA là một tính năng mạnh mẽ giúp tăng cường đáng kể tính sẵn sàng và độ tin cậy của hạ tầng bảo mật. Việc lựa chọn chế độ HA phù hợp và cấu hình đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống của bạn có thể chịu đựng được các sự cố và duy trì hoạt động liên tục.
