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Cómo hacer monitorización de balanceadores de carga WAN

marzo 21, 2019

Cómo hacer monitorización de balanceadores de carga WAN

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Introducción a la Monitorización de Balanceadores de Carga WAN

Ya que los balanceadores de carga son dispositivos activos que pueden ser incluidos en el diseño de una red WAN, cabe preguntarse: ¿Debemos adecuar nuestro esquema de monitorización para incluir algo que pudiera ser llamado Monitorización de balanceadores de carga?

Para responder a esta pregunta podemos partir de que la monitorización WAN se basa en el siguiente hecho: el comportamiento de los enlaces de comunicación incide de forma directa en el rendimiento de las aplicaciones y por lo tanto de toda la plataforma.

Queda clara entonces la necesidad de monitorizar los enlaces; ahora bien, para realizar esta monitorización se requiere conocer toda la arquitectura asociada.

Arquitectura que suele estar compuesta por elementos como dispositivos activos (enrutadores, firewall, módems, etc.), protocolos de comunicación, la tecnología utilizada por los enlaces contratados a un proveedor de servicio, las aplicaciones y servicios que utilizan estos enlaces, etc.

Fundamentados en esta arquitectura, la monitorización WAN plantea como objetivos los siguientes:

Monitorización de los equipos activos involucrados con el tráfico que pasa por cada enlace.

  • Medición de ancho de banda consumido y disponible.
  • Evaluación de los niveles de servicios contratados a proveedor específico.
  • Identificación de los patrones de consumo de ancho de banda; qué aplicación, qué protocolo, qué usuario consumen qué porcentaje de ancho de banda.
  • Monitorización de condiciones de error como número de retransmisiones, pérdida de paquetes, aumento de la latencia, etc.

Por otro lado, la monitorización WAN ha requerido adecuarse a la evolución de la tecnología.

Todos los elementos que han influido en la evolución de las plataformas WAN han implicado retos que la monitorización WAN ha debido enfrentar. Por ejemplo podemos mencionar la tendencia a la nube, las redes definidas por software, el afianzamiento de un modelo centrado en Internet, la variedad en los tipos de servicios provistos por empresas especializadas o el desarrollo de las capacidades administrativas en la asignación de ancho de banda.

El lector interesado en estos retos puede encontrar interesante este artículo sobre los retos supuestos por las implicaciones de SDN y este otro relacionado con el modelo centrado en Internet.

En este punto queda clara entonces la relación entre la monitorización WAN y la arquitectura de la red que se desea monitorizar

Los balanceadores de Carga WAN

Uno de los elementos que han surgido para mejorar el rendimiento de los enlaces de comunicaciones y que pueden formar parte de la arquitectura del diseño WAN son justamente los balanceadores de carga.

El funcionamiento de los mismos parte de establecer un proceso a través del cual el tráfico saliente de una red es distribuido o balanceado entre múltiples enlaces, que pueden ser suministrados por diferentes proveedores de servicio y pueden estar implementados por tecnologías diferentes.

Consideremos este esquema como ejemplo:

Monitorización de balanceadores de carga WAN
Es el diagrama 1 modificado para mostrar capacidades de cada enlace e ilustrar el ejemplo con 10 transmisiones

Resulta simpática la definición que manejan algunos autores cuando indican que un balanceador de carga es el resultado del cruce bienaventurado entre un switch y un enrutador.

Sin embargo, esta idea se queda un poco corta dado que en realidad algunos balanceadores han estado cubriendo funciones de Firewall, Proxy, seguridad e incluso ofreciendo implementaciones de QoS.

En todo caso podemos decir que, en su actividad básica, los balanceadores ofrecen las siguientes ventajas:

  • Establecen un esquema de redundancia a fallo entre los diferentes enlaces.
  • Definen un esquema eficiente de utilización de las capacidades de cada enlace.
  • Ofrecen a los administradores un esquema flexible de trabajo, donde pueden escoger la mejor configuración de balance en función de ciertas condiciones de los enlaces como disponibilidad, rendimiento, latencia, costo o basados en características del tráfico como protocolo, origen, prioridad, etc.

Los protocolos de balanceo que aplican estos dispositivos por lo regular no hacen balanceo paquete a paquete sino que suelen utilizar como elemento de trabajo ¨las conexiones¨.

Entendiéndose entonces que las transmisiones se realizan de forma íntegra por el enlace que se asigna al principio, sea cual sea la carga en cantidad de paquetes o total de bytes que dicha transmisión suponga.

Por ejemplo, consideremos el diagrama anterior y supongamos que tenemos 10 conexiones diferentes que transmitir, y supongamos también que cada enlace dispone de una capacidad distinta. Luego de que el balanceador aplique su protocolo de balanceo, podremos terminar con 6 conexiones por el ISP 1, 3 conexiones por el ISP 2 y 1 conexión por el ISP 3.

Monitorización de balanceadores de carga WAN
Es el diagrama 1 modificado para mostrar capacidades de cada enlace e ilustrar el ejemplo con 10 transmisiones

Por supuesto no todo es luz en cuanto a los balanceadores; sus detractores suelen concentrar sus críticas en las consecuencias que presenta el hecho de que los balanceadores son otras ¨cajas¨ que se deben integrar a la plataforma WAN.

Esta nueva caja, comentan los detractores, ofrece un punto central de falla, hace más compleja la plataforma y exige de los administradores el uso de una plataforma propietaria para su administración.

El lector interesado en estos aspectos negativos puede revisar un artículo interesante aquí.

Monitorización de balanceadores de carga

Los que están decididos a utilizar un balanceador de carga o ya tienen uno en su solución WAN deben enfrentar un reto en términos de visibilidad de la plataforma.

El problema de visibilidad de los balanceadores es que, al ser una caja, monitorizarlos solo ofrece visibilidad sobre el tráfico que pasa por ellos y sobre el rendimiento mismo del balanceador.

Monitorizar los balanceadores no ofrecerá visibilidad sobre la última milla de los enlaces que se conecten a él, por lo que la monitorización de los balanceadores debe estar integrada a un esquema más amplio de monitorización WAN.

Por otro lado está el nivel de abstracción que ofrecen estos equipos; al realizar balanceo de las conexiones entre los enlaces, de alguna forma se están integrando todos los enlaces que manejan en otro enlace general no físico que contiene a los anteriores.

Y aunque suman los anchos de banda de cada enlace, para obtener el ancho de banda total disponible, por ejemplo, sí que es cierto que las consolas administrativas de los balanceadores presentan una visión de conjunto.

De hecho, cuando administramos estos equipos naturalmente surge la tendencia a entender todos los enlaces asociados a un balanceador como un todo.

Tomando esto en consideración es sensato pensar que la monitorización realizada tradicionalmente, es decir la monitorización enlace a enlace, queda corta.

Por lo que el software de monitorización debe ofrecer la posibilidad de monitorizar cada enlace pero a la vez debe ofrecer a los usuarios la visión de grupo esperada.

Dicho lo cual, estamos en el punto poder precisar como requerimientos para realizar la monitorización eficiente de enlaces conectados a un balanceador de carga:

  • Realizar monitorización de los balanceadores de carga como dispositivo activo de la red. Podemos utilizar por ejemplo la monitorización SNMP de Pandora FMS para recolectar, almacenar y analizar información sobre el funcionamiento de los balanceadores.
  • Realizar monitorización de cada enlace de forma individual, determinando por ejemplo variables como latencia, cantidad de paquetes perdidos, cumplimiento de los niveles de servicio contratado, ancho de banda, lista de aplicaciones, lista de usuarios, lista de protocolos, etc.

En este enlace el lector podrá encontrar información asociada al cálculo de ancho de banda realizado por Pandora FMS.

  • Adecuar la identificación del tráfico a la forma en que el balanceador establece los esquemas de balanceo. Por ejemplo, si tenemos un balanceador utiliza las direcciones IP de origen y destino además de la identificación de los puertos, pues sería de mucha utilidad que podamos adecuar nuestra plataforma de monitorización para que realice este mismo tipo de identificación.
  • Conformar un grupo con los enlaces conectados a un balanceador de carga de manera de obtener estadísticas del grupo.
  • Establecer procesos de monitorización y optimización bien integrados entre la herramienta de monitorización y las herramientas de administración de los balanceadores de tráfico.

Al final del día la idea es adaptar nuestro esquema de monitorización WAN para facilitar la toma de decisiones de configuración del esquema de balanceo, apoyar la ejecución de planes de crecimiento en cuanto a enlaces y anchos de banda y evaluar el servicio otorgado por cada proveedor, todo esto a la luz de la monitorización integral de nuestra plataforma y aplicaciones.

Por supuesto, les invitamos a conocer toda la potencialidad de Pandora FMS, especialmente en el mundo de las redes LAN y WAN, visitando este apartado de nuestra página web.

Además les animamos a compartir sus experiencias o inquietudes con respecto a los balanceadores de carga y monitorización WAN, dejándonos sus comentarios.


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