I den här artikeln kan du läsa en kort översikt över Microsofts nätverkslastbalansering (NLB) och hur du konfigurerar den på Dell Networking Force10-switchar.
Målsättningar
- NLB – översikt
- NLB – unicast-läge
- NLB – multicast-läge
- Begränsningar för aktivering av NLB på switchar
- Fördelar som fungerar med Microsoft-klustring
- Aktivera och inaktivera VLAN-översvämning
- Konfigurera en switch för NLB
NLB – översikt
Den här funktionen stöds på Dell Networking OS.
Nätverkslastbalansering (NLB) är en klustringsfunktion som Microsoft har implementerat på operativsystemen Windows 2000 Server och Windows Server 2003. NLB använder en distribuerad metod eller mönster för att fördela och balansera belastningen på nätverkstrafiken över en uppsättning servrar som ingår i klustret eller gruppen. NLB kombinerar servrarna i en enda multicast-grupp och försöker använda IP-adresser av standardtyp för multicast eller unicast och MAC-adresser av standardtyp för överföringen av nätverkstrafik. Samtidigt använder tjänsten även en enda virtuell IP-adress för alla klienter som målets IP-adress, vilket gör att servrarna kan ansluta till samma multicast-grupp på ett sätt som är transparent för klienter (klienterna lägger inte märke till att nya servrar läggs till i gruppen). Klienterna använder en IP-adress av klustertyp för att ansluta till servern. NLB-funktionen möjliggör översvämning av trafiken över VLAN-portarna (för unicast-läge) eller en underuppsättning portar i ett VLAN (för multicast-läge) för att undvika överbelastning och effektiva prestanda hos servrar för optimal bearbetning av datapaket.
NLB-funktioner i två lägen, nämligen unicast-läge och multicast-läge. IP-adressen av klustertyp och den tillhörande MAC-adressen av klustertyp är konfigurerade i NLB programmet som körs på Windows Server. När serverns IP-adress i unicast-läget försöker omvandlas till MAC-adressen med hjälp av ARP-programmet avgör switchen om ARP-svaret som erhålls från servern är av NLB-typ. Switchen mappar sedan IP-adressen (IP av klustertyp) med MAC-adressen (MAC-adress av klustertyp). I multicast-läget mappas IP-adressen av klustertyp till en MAC-adress av klustertyp för multicast som är konfigurerad med ett statiskt ARP CLI-konfigurationskommando. När NLB-posten har lärts in vidarebefordras trafiken till alla servrar i det VLAN som motsvarar den virtuella IP-adressen av klustertyp.
Microsofts funktion nätverkslastbalansering är endast tillgänglig i FTOS-versioner 9.3.0.0 och senare.
NLB – unicast-läge
Överväg en exempeltopologi där fyra servrar, S1 till S4, konfigureras som ett kluster eller en farm. Den här uppsättningen servrar är ansluten till en Layer 3-switch, vilken i sin tur är ansluten till slutklienterna. Servrarna innehåller en enda IP-adress (IP-adress av klustertyp 172.16.2.20) och en enda MAC-adress för unicast (MAC-adress av klustertyp 00-bf-ac-10-00-01) för lastbalansering. Eftersom flera portar i en switch inte kan lära sig en enda MAC-adress tilldelas servrarna MAC-adresserna MAC-s1 till MAC-s4 på respektive S1 till S4 utöver MAC-adressen av klustertyp. Alla servrar i klustret tillhör det VLAN som kallas VLAN1.
I unicast-läget för NLB inträffar följande händelsesekvens:
- Switchen skickar en ARP-förfrågan om att omvandla IP-adressen för MAC-adressen av klustertyp.
- ARP-servrarna skicka ett ARP-svar med MAC-adressen av klustertyp i ARP-rubriken och MAC-adressen MAC-s1/s2/s3/s4 (för servrarna S1 till S4) i Ethernet-rubriken.
- Switchen associerar IP-adressen med MAC-adressen av klustertyp med det senaste mottagna ARP-svaret. Anta i det här fallet att det senaste ARP-svaret mottages från tMAC-s4 (förutsatt att ARP-svaret med MAC-s4 mottogs sist). Gränssnittet som är kopplat till servern, S4, läggs till i ARP-tabellen.
- När NLB-funktionen är aktiverad och har lärt sig NLB ARP-posten översvämmas all efterföljande trafik till alla portar i VLAN1.
Med NLB vidarebefordras dataramen till alla servrar så att de kan utföra lastbalansering.
NLB – multicast-läge
Överväg en exempeltopologi där fyra servrar, S1 till S4, konfigureras som ett kluster eller en farm. Den här uppsättningen servrar är ansluten till en Layer 3-switch, vilken i sin tur är ansluten till slutklienterna. De innehåller en enda MAC-adress för multicast (MAC-kluster: 03-00-5E-11-11-11).
I multicast-läget för NLB konfigureras ett statiskt ARP-konfigurationskommando för att associera IP-adressen av klustertyp med en MAC-adress av klustertyp för multicast.
Med multicast-läget för NLB vidarebefordras data till alla servrar baserat på den port som anges i Layer 2-kommandot för multicast, vilket är det statiska kommandot mac-address-table static multicast vlan output-range , i konfigurationsläget.
Begränsningar för aktivering av NLB på switchar
- Unicast-läget för NLB använder switchöversvämning för att överföra alla paket till alla servrar som är en del av VLAN-nätverket. När en stor mängd trafik bearbetas kan klustringsprestandan påverkas något. Den här begränsningen gäller för switchar som utför unicast-översvämningar i programvaran.
- Kommandot ip vlan-flooding gäller för alla system och för alla VLAN-nätverk. I de fall där NLB är tillämplig och ARP-svaren innehåller en avvikelse i SHA-ramarna för Ethernet SHA- och ARP-rubriken inträffar en översvämning av paket över det relevanta VLAN-nätverket.
- Det maximala antalet samtidiga kluster som stöds är åtta.
Fördelar som fungerar med Microsoft-klustring
Med Microsoft-klustring kan flera servrar som använder Microsoft Windows representeras av en MAC-adress och IP-adress för att ge en transparent failover eller balansering. Dell Networking OS känner inte igen serverkluster som standard. Det måste konfigureras för att göra det. När en ARP-förfrågan skickas till ett serverkluster skickar antingen den aktiva servern eller alla servrar ett svar, beroende på klustrets konfiguration. Om den aktiva servern skickar ett svar lär sig Dell-switchen den aktiva serverns MAC-adress. Om alla servrar svarar registrerar switchen bara det senaste ARP-svaret och switchen lär sig en servers faktiska MAC-adress. Den virtuella MAC-adressen lärs aldrig in. Eftersom den virtuella MAC-adressen aldrig lärs in vidarebefordras trafiken endast till en server istället för hela klustret och failover och balansering bevaras inte.
För att bevara failover och balansering vidarebefordrar switchen trafiken som är avsedd för serverklustret till alla medlemsportar i det VLAN som är anslutet till klustret. För att säkerställa att det sker måste du konfigurera kommandot ip vlan-flooding på Dell-switchen samtidigt som Microsoft-klustret konfigureras. Serverns MAC-adress anges i Ethernet-ramhuvudet på ARP-svaret, medan den virtuella MAC-adressen som representerar klustret anges i nyttolasten. All trafik som är avsedd för klustret översvämmas sedan ut från alla medlemsportar. Eftersom alla servrar i klustret tar emot trafik bevaras failover och balansering
Aktivera och inaktivera VLAN-översvämning
- De äldre ARP-posterna skrivs över när nyare NLB-poster lärs in.
- Alla ARP-poster som lärs in när funktionen har aktiverats kan tas bort när funktionen avaktiveras och RP2 utlöser en ARP-upplösning. Funktion avaktiveras med kommandot no ip vlan-flooding.
- När en port läggs till i VLAN-nätverket tar porten automatiskt emot om funktionen är aktiverad. Gamla ARP-poster tas inte bort eller uppdateras.
- När en medlemsport tas bort raderas även dess ARP-poster från CAM.
- Portkanaler i VLAN-nätverket tar också emot trafik.
- Konfigurationen påverkas inte av att spara konfigurationen.
- Om funktionen är aktiverad visas den i kommandoutdata show running-config som visar CLI-konfigurationen ip vlan-flooding. Utöver det finns det ingen indikation på att funktionen är aktiverad.
Konfigurera en switch för NLB
Gör följande för att aktivera en switch för unicast-läget för NLB:
.
| Kommando |
Parametrar |
| FTOS# configuration |
Gå till det globala konfigurationsläget. |
| FTOS(conf)# ip vlan-flooding |
Det här anger att all datatrafik som dirigeras av Layer 3-unicast som går igenom en VLAN-medlemsport måste översvämmas över alla medlemsportar i det VLAN-nätverket. Det kan finnas några ARP-tabellposter som går att omvandla via ARP-paket som har ett annat Ethernet MAC SA än MAC-informationen i ARP-paketet. Den här översvämningen av datatrafik för unicast sker endast för paket som använder dessa ARP-poster. |
Gör följande för att aktivera en switch för multicast-läget för NLB:
| Kommando |
Parametrar |
| FTOS# configure |
Gå till det globala konfigurationsläget. |
| FTOS(conf)# arp 192.168.1.1 te 0/10 |
Det här kommandot lägger till en statisk ARP-post för att associera en IP-adress med en MAC-adress för multicast i switchen. Den här inställningen gör att MAC-adressen för multicast mappas till IP-adressen av klustertyp för NLB-läget för switchens funktion. |
| FTOS(conf)# mac-address-table static multicast vlan 1 output- range te 0/1 - 4 |
Associera specifika MAC- eller maskinvaruadresser till VLAN-nätverk |