Anycast

Anycast — bir xil IP manzilni bir nechta geografik yoki tarmoq nuqtasida e’lon qilib, trafikni routing nuqtai nazaridan eng ma’qul tugunga yetkazish usuli.

Anycastda foydalanuvchi bitta IP manzilga ulanadi, lekin shu manzil turli data center, server klaster yoki edge tugunlarda mavjud bo‘lishi mumkin. BGP va ichki routing protokollari paketni eng yaxshi route e’lon qilayotgan nuqtaga olib boradi.

Anycast DNS resolver, CDN, DDoS himoya, authoritative DNS va global servis endpointlarida keng qo‘llanadi.

Manzil modeli

Unicastda bitta IP odatda bitta endpointni bildiradi. Anycastda esa bir xil IP bir nechta endpointda sozlanadi.

Misol:

203.0.113.53
├── Toshkent tuguni
├── Frankfurt tuguni
├── Singapur tuguni
└── Nyu-York tuguni

Har tugun shu prefiksni routing tizimiga e’lon qiladi.

Foydalanuvchi uchun service IP o‘zgarmaydi. Qaysi tugun xizmat ko‘rsatishi routing holatiga bog‘liq.

BGP bilan ishlashi

Global anycast odatda BGP orqali amalga oshiriladi.

Har data center:

• bir xil prefiksni e’lon qiladi;
• o‘z upstream provayderlariga BGP session ochadi;
• local preference, AS_PATH va boshqa atributlar bilan route tarqatadi;
• xizmat ishlamay qolsa e’lonni olib tashlaydi.

Internetdagi routerlar o‘z policy va AS_PATH asosida eng yaxshi route’ni tanlaydi.

“Eng yaqin” tugun har doim geografik jihatdan eng yaqin degani emas. BGP topologiyasi va operator siyosati muhim.

IGP anycast

Bitta tashkilotning ichki tarmog‘ida OSPF yoki IS-IS orqali anycast xizmat yaratish mumkin.

Masalan, bir nechta data centerda bir xil DNS resolver IP loopbackga yoziladi. Har tugun IGPga /32 yoki /128 route e’lon qiladi.

Ichki router eng kichik metrikali tugunni tanlaydi.

Xizmatning holati

Anycast route faqat xizmat haqiqatan ishlayotganida e’lon qilinishi kerak.

Health check:

• TCP port;
• HTTP endpoint;
• DNS query;
• backend holati;
• database;
• lokal load balancer

ni tekshirishi mumkin.

Server ishlamay qolsa, avtomatlashtirish route’ni withdraw qiladi. Aks holda routing tugunni sog‘lom deb biladi, lekin foydalanuvchi xizmat ololmaydi.

Failover

Anycast tuguni yoki unga boradigan route ishlamay qolsa:

1. BGP e’loni olib tashlanadi yoki yo‘l yaroqsiz bo‘ladi.
2. Routerlar boshqa e’lonni tanlaydi.
3. Yangi ulanishlar boshqa tugunga boradi.
4. Mavjud stateful sessiyalar uzilishi mumkin.

Failover tezligi BGP konvergentsiyasi, health check va route propagationga bog‘liq.

Stateless xizmatlar

Anycast stateless yoki qisqa so‘rovli xizmatlar uchun juda mos.

Misollar:

• DNS;
• UDP servis;
• HTTP cache;
• CDN edge;
• NTP;
• DDoS scrubbing.

Har so‘rov boshqa tugunga tushsa ham, xizmat natijasi bir xil bo‘lishi mumkin.

Stateful sessiyalar

TCP sessiya davomida route o‘zgarsa, paketlar boshqa tugunga tushishi mumkin. Yangi tugunda sessiya state’i bo‘lmasa, ulanish uziladi.

Buni kamaytirish uchun:

• routingni barqaror saqlash;
• connection state replikatsiyasi;
• anycast faqat load balancer frontida;
• qisqa sessiyalar;
• backend umumiy storage;
• connection draining

ishlatiladi.

Anycast TCPni ishlata olmaydi degan fikr noto‘g‘ri. Ko‘plab CDN va veb servislar anycast TCP va QUICdan foydalanadi.

Route flapping

Tugun e’loni tez-tez paydo bo‘lib yo‘qolsa, trafik nuqtalar orasida siljiydi.

Natijalar:

• sessiya uzilishi;
• cache samaradorligi pasayishi;
• route dampening;
• monitoringda beqarorlik;
• foydalanuvchi kechikishining o‘zgarishi.

Health check threshold va hysteresis noto‘g‘ri failoverni kamaytiradi.

Load balancing

Anycast trafikni tugunlar orasida routing asosida taqsimlaydi.

Bu teng taqsimot kafolati emas.

Bir tugunga ko‘p trafik tushishi mumkin, chunki:

• uning BGP yo‘li ko‘proq operator uchun afzal;
• yirik provayder barcha mijozni shu yo‘lga yuboradi;
• AS_PATH qisqaroq;
• peering joylashuvi;
• local preference.

Capacity rejalashtirish real trafik o‘lchoviga tayanadi.

DNS anycast

Authoritative DNS serverlar anycastdan keng foydalanadi.

Afzalliklari:

• foydalanuvchiga yaqin javob;
• global mavjudlik;
• DDoS yukini tarqatish;
• bitta IP bilan ko‘p tugun;
• regional uzilishdan himoya.

DNS so‘rov qisqa va odatda stateless bo‘lgani uchun anycastga mos.

CDN

CDN foydalanuvchini anycast orqali yaqin edge tugunga olib borishi mumkin.

Edge:

• TLS sessiyani yakunlaydi;
• cache’dan kontent beradi;
• origin serverga ulanadi;
• WAF va DDoS himoya qiladi;
• routingga qarab foydalanuvchini boshqa point of presence’ga oladi.

DNS asosidagi geo-routing va anycast birga ishlatilishi mumkin.

DDoS himoya

Bir anycast IPga kelgan hujum trafik global tugunlarga taqsimlanadi.

Afzalliklari:

• hujum bitta data centerga jamlanmaydi;
• zararli trafik manbaga yaqin joyda tozalanadi;
• katta umumiy sig‘im;
• route orqali scrubbing centerga yo‘naltirish.

Anycast DDoSni avtomatik yo‘q qilmaydi. Har tugunda filtering va yetarli capacity kerak.

Routing policy

Anycast tugunlar bir xil prefiksni e’lon qilsa ham, policy farq qilishi mumkin.

Boshqaruv usullari:

• AS_PATH prepend;
• BGP community;
• provider local preference;
• selective announcement;
• more specific prefix;
• MED;
• peering tanlovi.

Bunday siyosat trafikni ma’lum regionga yaqinlashtiradi yoki ortiqcha yuklangan tugundan uzoqlashtiradi.

Prefix hajmi

Global BGPda juda kichik prefikslar filtrlanishi mumkin.

IPv4da ko‘p operatorlar /24dan uzun prefikslarni qabul qilmaydi. IPv6da amaliy limit ko‘pincha /48 atrofida.

Anycast e’loni internet operatorlari qabul qiladigan prefix lengthga mos bo‘lishi kerak.

Anycast va multicast

Anycastda packet bir guruhdagi bitta eng ma’qul tugunga boradi.

Multicastda packet guruhdagi ko‘p qabul qiluvchiga nusxalanadi.

Broadcast esa lokal domenning barcha qurilmalariga yetkaziladi.

Geografik yaqinlik

Routing yo‘li fizik masofani to‘liq ifodalamaydi.

Toshkentdagi foydalanuvchi ba’zan yaqin region o‘rniga uzoqroq tugunga tushishi mumkin, agar:

• provayder peeringi uzoq regionda;
• local preference boshqa;
• route leak;
• tugun e’loni filtrlangan;
• BGP konvergentsiyasi tugamagan.

Latency monitoring va looking glass routingni tahlil qilishda ishlatiladi.

Diagnostika

Anycast muammosida quyidagilar tekshiriladi:

• qaysi tugun prefiksni e’lon qilmoqda;
• BGP AS_PATH;
• route visibility;
• health check;
• route withdraw;
• latency;
• packet loss;
• tugun capacity;
• stateful session;
• RPKI;
• prefix filter;
• DNS yoki HTTP service holati.

Bir regiondagi foydalanuvchi noto‘g‘ri tugunga tushsa, faqat geografik xarita emas, uning provayderidan ko‘rinayotgan BGP route tekshiriladi.

Bog‘liq tushunchalar

BGP, Routing, Unicast, Multicast, CDN, DNS, Edge, Health check, Route withdrawal, DDoS, Point of Presence