CTI論壇(ctiforum)5月21日消息（記者 郭佳):防火墻集群，簡單說就是將多臺防火墻捆綁使用，可以按照需要新增或減少防火墻以調整防火墻集群整體性能。
在網絡建設初期，防火墻設備選型是個非常頭痛的問題。我們必須明確現(xiàn)有網絡中的業(yè)務流量模型以及未來可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)流增長，這樣才能夠準確定位需要購買防火墻的性能指標。
對于當前業(yè)務流量，我們可以通過網管及流量分析軟件來獲取相關信息，但是對于未來業(yè)務增長帶來的流量變化，往往很難預測。誰都不愿意買臺防火墻，結果發(fā)現(xiàn)半年由于業(yè)務增長而無法使用了。那么如何解決呢？傳統(tǒng)的解決辦法通常是預估性能時就高不就低，提前購買較為高端的設備。這樣必然會導致長時間設備資源的浪費，增大了初期投資。“思科下一代防火墻集群”技術正好能夠非常好的解決這個問題。用戶無需購買昂貴的高端設備，只需照顧到現(xiàn)有業(yè)務及短期增長來選擇購買，初期投入非常低。如果業(yè)務流量后期沒有太大的變化，那么完全沒有浪費。如果業(yè)務增長了，并達到設備性能瓶頸。那么只需再購買設備加入集群，提高集群的處理能力即可。實現(xiàn)了非常好的投資保護。
防火墻集群在業(yè)界很早就有這種說法，那為什么叫思科“下一代”防火墻集群?
我們來看一下傳統(tǒng)防火墻的集群，通常有以下幾種方式。
1. 通過負載均衡器來對多臺防火墻進行負載均擔。
在前些年，這種集群方式還比較普遍。通常是由負載均衡器對多臺防火墻進行負載均衡，通過這種方式來解決單臺防火墻瓶頸。這種方式的好處是，能夠通過多臺防火墻同時工作來提高性能。缺點是加入了負載均衡器，導致額外的設備管理及故障點，同時增加了投資。另外多臺防火墻沒有統(tǒng)一管理界面，需要獨立管理，獨立監(jiān)控統(tǒng)計，獨立的排障。
近些年，隨著防火墻性能的提升，防火墻的性能已經達到甚至超過了負載均衡器。如果仍然采用這個方案，可能負載均衡器就成為了性能瓶頸，根本無法起到性能擴展的作用。
2. 無需負載均衡器防火墻直接集群。
之前有些廠家提供了無需負載均衡器，僅僅通過防火墻來組成的集群方案。但這些方案里，往往在流量負載均衡上存在著缺陷。通常是集群里選擇一臺防火墻作為負載均衡器使用（這點借用了防火墻負載均衡的思路）或者是通過組播方式將流量復制到集群內所有防火墻上，然后由各自防火墻進行選擇性處理。這類集群方式，雖然有一定的性能擴展能力，但是不可避免的存在負載均衡性能瓶頸點或者擴展能力很低的問題。
為了解決傳統(tǒng)防火墻集群方式出現(xiàn)的問題，思科推出了下一代防火墻集群。思科的下一代防火墻集群有以下特點：
更經濟的線性彈性性能擴展
思科的下一代防火墻集群通過“無狀態(tài)負載均衡”的方式來實現(xiàn)集群內防火墻的流量負載均擔。
什么是無狀態(tài)負載均衡？傳統(tǒng)的負載均衡器是要記錄會話表的，所以是狀態(tài)負載均衡。而路由器及路由交換機的等價路由或者策略路由、鏈路捆綁都可以實現(xiàn)多鏈路的流量負載均衡，我們稱這種鏈路負載均衡的方式為無狀態(tài)的。很明顯，這種流量分擔的方式的優(yōu)點是轉發(fā)速度快，在單鏈路出現(xiàn)故障時流量切換快。
如下圖，防火墻集群部署在兩臺路由設備中間。流量通過等價路由，策略路由或者鏈路捆綁方式分擔到防火墻。當需要性能擴展時，并聯(lián)新的防火墻在網絡中即可。性能擴展非常方便。
在此方案中數(shù)據(jù)流的均衡，依靠對端交換機或路由器的鏈路捆綁算法或者等價路由、策略路由算法來完成。當出現(xiàn)鏈路故障出現(xiàn)流量異步時，思科下一代集群利用自有的防火墻尋回算法，自動將流量送回有對應會話的火墻進行處理。同時，如果對端路由設備鏈路負載均擔算法不夠均勻（當然通�？梢酝ㄟ^調整無狀態(tài)負載均擔的算法避免這個問題的出現(xiàn)）。群內防火墻也可以按照設定，自動負載均衡到其他防火墻，解決了負載均衡不均的問題，使方案近乎完美。
整個方案使用無狀態(tài)負載均衡的方式，分擔流量到集群內每臺防火墻，沒有負載均衡性能瓶頸。集群處理性能隨著加入防火墻的數(shù)量實現(xiàn)了線性增長。
更靈活的防火墻多活冗余
為了避免在防火墻出現(xiàn)故障時造成的業(yè)務影響，通常我們都會選擇冗余部署。傳統(tǒng)的防火墻冗余方式使用兩臺防火墻主備冗余或者雙活方式。思科的“下一代防火墻集群”可以很容易將原來的兩臺防火墻的雙活模式擴展為三活、四活到最大8臺設備同時工作在主用狀態(tài)。
我們以8臺舉例，群內每臺防火墻都是主用狀態(tài)，防火墻之間使用8備8方式。任何1臺防火墻的會話，均勻的備份到其他防火墻上。如果這臺防火墻出現(xiàn)故障，7臺防火墻同時幫忙處理這臺防火墻的業(yè)務流量，能夠實現(xiàn)無縫切換，不會有業(yè)務影響。
在添加火墻到集群或者從集群剔除過程中，同樣業(yè)務沒有影響。并且可以實現(xiàn)無縫防火墻軟件升級。
借鑒思科成熟的VPC技術，“思科下一代防火墻集群”技術實現(xiàn)了集群內多個防火墻的多鏈路捆綁，我們稱之為“跨機箱鏈路捆綁”技術(scEC: span-clustering EC)。它能夠把集群內多個防火墻的鏈路捆綁在一個Ethernet Channel，通過這種方式防火墻集群可以與對端路由交換機的VPC或者VSS對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流全路的“設備及鏈路多虛一”，從而避免了生成樹影響。
下圖是下一代防火墻集群與思科數(shù)據(jù)中心交換機Nexus的VPC互聯(lián)的方案：
更完備的單點管理方式
當多臺防火墻部署集群時，為了方便管理，通常維護人員都希望能夠通過一個管理界面統(tǒng)一管理群內所有防火墻。“思科下一代防火墻集群”非常好的實現(xiàn)了統(tǒng)一管理。這其中包括了單點配置、單點查看各種統(tǒng)計信息、日志。另外，能夠實現(xiàn)基于群的故障查詢，例如，群內抓取數(shù)據(jù)包，查看群內數(shù)據(jù)包處理流程，會話查詢等等。完全像管理一個防火墻一樣方便。
“思科下一代防火墻集群”能夠對防火墻的吞吐、新建會話、并發(fā)連接、NAT連接進行性能擴展。能夠提供更高的多活冗余方式，實現(xiàn)單臺設備故障的無縫切換。同時能夠提供非常完美的統(tǒng)一管理。
集群適用于大部分防火墻部署場景，包括當前的熱點“雙活數(shù)據(jù)中心”的安全部署，能夠通過集群對多個數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一提供安全保護。
利用“思科下一代防火墻集群技術”，我們在初期采購時，可以按照現(xiàn)有業(yè)務需求，采購兩臺防火墻，將兩臺組成集群。在享受到集群給部署帶來的統(tǒng)一管理，快速無縫切換的好處的同時。還能夠在后期業(yè)務增長，現(xiàn)有防火墻性能不夠時，通過購買新的防火墻動態(tài)加入集群，提高防火墻集群的擴展能力。降低了TCO的同時也極大提高了ROI，是非常好的防火墻部署方式的選擇。
