什么是高可用性防火墙？

高可用性防火墙是一种能够确保网络安全的系统，即使其中一个防火墙设备出现故障时，网络依然能够得到保护。冗余设计使得系统具有持续的安全保障能力，不存在单点故障的情况。这与单一防火墙的架构不同，因为单一防火墙在设备出现故障时会导致长时间的停机时间。

在本文中，您将了解高可用性防火墙系统的运作方式，以及在实施这些系统时需要考虑的重要设计因素。此外，我们还将介绍一些最佳实践，以帮助您最大限度地发挥高可用性架构的优势。

高可用性防火墙的主要特点

高可用性防火墙的核心特性包括：

• 冗余的防火墙设备HA防火墙系统拥有多个防火墙节点，这些节点协同工作，共同提供持续的保护。这种现象也被称为HA集群。
• 自动故障转移如果某个防火墙设备出现故障，系统会自动切换到另一个备用设备。这种无缝的故障转移机制确保了网络的持续保护。HA系统永远不存在单点故障的情况。
• 负载均衡HA系统通过将网络流量分配到多个防火墙上，从而优化性能，确保没有任何一个设备成为性能的瓶颈。
• 有状态故障转移HA防火墙系统能够保持网络连接的状态。如果某个防火墙出现故障，新的防火墙设备可以接替原来的防火墙，继续完成原有的功能。

为什么需要高可用性的防火墙呢？

HA防火墙为企业网络带来了诸多重要好处：

• 提升的保护效果在配置了HA防火墙之后，即使某个设备出现故障，网络仍然能够得到保护。
• 更好的性能HA防火墙系统能够分配网络流量，从而提升性能并避免出现瓶颈现象。
• 减少停机时间通过自动故障转移功能，在设备出现故障时，网络的停机时间会降到最低。
  
  

这些好处对于整个企业来说也具有许多优势。一个强大的HA防火墙配置所带来的好处包括：

• 避免声誉受损长时间的系统停机以及不可靠的系统运行，都会损害企业的声誉。如果支付平台或服务无法正常运行，客户很可能会选择其他解决方案。
• 满足SLA要求客户在购买服务时通常会签署服务水平协议。这些协议中通常包含对系统正常运行时间的要求。HA防火墙有助于实现这些目标。
• 更好的客户关系在日常运营中，HA防火墙能够提升客户的体验。这反过来又有助于增加收入和提高客户满意度。
• 提升的数据安全性防火墙是数据安全架构中不可或缺的一部分。任何停机或不可靠的情况都可能使机密数据面临风险。

什么是主动/被动HA？

高可用性防火墙有多种节点配置方式（或集群模式）。这包括：活跃的/活跃的还有主动/被动HA设置。

主动/被动高可用性系统由两台设备组成：一台是主动设备（即主防火墙），另一台则是被动设备。主动防火墙负责处理网络流量并提供网络服务。而被动设备则处于待机状态。只有当主动设备出现故障时，才会激活高可用性连接。

主动/被动HA的关键点：

• 其中一个设备处于活跃状态，负责处理所有流量。另一个设备则处于被动状态，作为备用设备来使用。
• 这种被动设备只有在主动设备出现故障时才会被激活。
• 故障切换所需的时间通常很短。
• 该被动设备通过心跳连接来接收主动设备的状态信息。这种定期更新方式能够确保防火墙的状态始终得到维护。HA机制确保被动防火墙随时可以接管主动防火墙的工作职责。

那么，防火墙中的N+1冗余机制究竟是什么意思呢？

N+1冗余是一种更为安全的主动式/主动式HA防火墙配置方式。

在主动/主动式配置中，有两台或更多设备始终处于运行状态。活跃的设备会共同分担网络负载。如果某个设备出现故障，另一个活跃的防火墙可以接替其职责，从而确保网络的持续保护。

在N+1冗余架构中，这些主动式设备由冗余的防火墙设备来提供支持。如果某个活跃节点发生故障，那么一个被动防火墙就可以替代它来继续运行。

N+1冗余的关键点：

• 能够进一步防止设备出现故障。
• 支持自动故障转移功能。
• 在任何情况下都能保持网络的正常运行时间。
• 需要比最低需求更多的设备来应对预期的流量。
  
  

这种冗余设计在大型企业网络中非常有用，因为在这样的网络中，网络的可用性至关重要。

N+1架构也是如此。能够实现所有网络节点之间的负载均衡。负载均衡能够优化网络性能，同时降低系统因长时间停机而带来的风险。

维持高可用性的最佳实践

高可用性防火墙能够带来重要的好处。不过，为了实现其最大效果，必须正确地实施和维护这些系统。构建高可用性网络架构的最佳实践包括：

1. 实施战略性冗余设计HA防火墙应该如此操作。重点关注那些至关重要的资产。这些就是那些被日常用于提供企业服务的应用程序和数据存储工具。对于那些具有最高业务价值的关键工作负载来说，应优先考虑冗余性。如果这些领域出现故障，那么对任何企业来说都将带来巨大的损失。

2. 在您的网络架构中引入故障转移机制。所有的HA配置都应包含故障转移机制。这样，在网络出现中断时，防火墙和其他安全工具仍能保持正常运行。此外，这种机制还使得网络流量的管理更加容易。如果网络中的某个部分出现流量中断，故障转移机制会将其流量引导到其他可用的节点上。

3. 请考虑一下地理上的冗余性吧。许多公司都拥有众多活跃的分店或办事处。设计能够保护基础设施的HA系统，这样即使某个本地网络出现故障，基础设施也能得到保障。确保所有网络用户都能通过主动节点获得防火墙保护。

4. 利用负载均衡功能主动/主动式配置，或N+1高可用性配置实现公司网络中的负载均衡功能需要平衡各种流量负载，以确保当某个活跃节点出现故障时，能够实现无缝的故障转移。流量应自动从受损的防火墙节点转移到具有正常覆盖能力的设备上。这样，就可以为服务应用程序提供“保险”，从而提高其容错能力。

5. 请将您的 HA 防火墙与 RPO 目标进行同步配置。大多数公司的恢复点目标（RPO）都控制在60秒以内。请配置您的主动防火墙和心跳连接设置，以符合您所选择的RPO值。在网络出现故障时，较低的RPO值可以最大限度地减少数据丢失的情况——这是采用高可用性系统的关键优势之一。

结论：高可用性防火墙是否适合您的组织使用呢？

高可用性防火墙非常适合那些具备以下特征的公司：

• 依靠持续的运行时间
• 必须确保数据的持续保护。
• 希望将网络安全和负载均衡结合起来使用。
• 风险承受能力较低
  
  

符合这种特性的公司可能会发现，高可用性防火墙是其网络安全策略中不可或缺的组成部分。高可用性意味着网络始终受到保护，即使某个设备出现故障时，网络也能持续正常运行。

得益于自动故障转移、负载均衡以及状态感知型故障转移功能，HA防火墙能够提升网络性能并减少停机时间。这些好处包括改善客户体验、加强声誉管理以及提升网络性能。鉴于这些优势，HA防火墙通常是一种值得投资的网络安全解决方案。