Tässä artikkelissa kerrotaan lyhyesti Microsoftin verkon kuormituksen tasapainotuksesta (NLB) ja annetaan ohjeet sen käyttöönottoon Dell Networking Force10 -kytkimissä.
Tavoitteet
- NLB:n esittely
- NLB-yksittäislähetystila
- NLB-monilähetystila
- NLB:n käyttöönoton rajoitukset kytkimissä
- Microsoft-klusteroinnin käytön edut
- VLAN-tulvimisen ottaminen käyttöön ja poistaminen käytöstä
- Kytkimen määrittäminen NLB:tä varten
NLB:n esittely
Dell Networking -käyttöjärjestelmä tukee tätä toimintoa.
Verkon kuormituksen tasapainotus (NLB) on klusterointitoiminto, jonka Microsoft on ottanut käyttöön Windows 2000 Server- ja Windows Server 2003 -käyttöjärjestelmissä. NLB käyttää jaettua menetelmää eli kuviota verkkoliikenteen kuorman jakamiseen tasan klusteriin tai ryhmään kuuluvien palvelinten kesken. NLB yhdistää palvelimet yhdeksi monilähetysryhmäksi ja pyrkii käyttämään tavanomaisia monilähetys- tai yksittäislähetys-IP-osoitteita ja MAC-osoitteita verkkoliikenteen ohjaamiseen. Samalla se käyttää yhtä virtuaalista IP-osoitetta kaikkien työasemien kohde-IP-osoitteena, minkä ansiosta palvelimet voivat liittyä samaan monilähetysryhmään työasemille läpinäkyvällä tavalla (työasemat eivät havaitse uusien palvelinten lisäystä ryhmään). Työasemat muodostavat yhteyden palvelimeen klusterin IP-osoitteella. NLB-toiminnon avulla liikenne voidaan ohjata tulvimaan VLAN-porttien (yksittäislähetystilassa) tai VLAN:n porttien aliryhmän (monilähetystilassa) kautta, jotta järjestelmä ei ylikuormitu ja palvelimet käsittelevät tietopaketteja tehokkaasti.
NLB toimii kahdessa tilassa: yksittäislähetys- ja monilähetystilassa. Klusterin IP-osoite ja liitetty klusterin MAC-osoite määritetään Windows Server -palvelimessa suoritettavassa NLB-sovelluksessa. Kun palvelimen IP-osoitetta yritetään ratkaista yksittäislähetystilassa ARP-sovellusta käyttävään MAC-osoitteeseen, kytkin määrittää, onko palvelimesta saatu ARP-vastaus NLB-tyyppiä. Tällöin kytkin yhdistää IP-osoitteen (klusterin IP) MAC-osoitteeseen (klusterin MAC-osoite). Monilähetystilassa klusterin IP-osoite yhdistetään klusterin monilähetyksen MAC-osoitteeseen, joka on määritetty staattisella ARP CLI -kokoonpanokomennolla. Kun NLB-kirjaus on opittu, liikenne välitetään kaikkiin klusterin virtuaalista IP-osoitetta vastaaviin VLAN-palvelimiin.
Microsoftin verkon kuormituksen tasapainotustoiminto on käytettävissä vain FTOS 9.3.0.0 -versiossa ja sitä uudemmissa.
NLB-yksittäislähetystila
Oletetaan, että mallitopologiassa neljä palvelinta (S1–S4) on määritetty klusteriksi. Tämä palvelinjoukko on yhdistetty Layer 3 -kytkimeen, joka puolestaan on kytketty pääteasiakkaisiin. Palvelimissa on kuormantasaukseen yksi IP-osoite (IP-klusteriosoite 172.16.2.20) ja yksi yksittäislähetyksen MAC-osoite (MAC-klusterin osoite 00-bf-ac-10-00-01). Koska useat kytkimen portit eivät voi oppia yhtä MAC-osoitetta, palvelimille määritetään palvelimia S1–S4 vastaavat MAC-osoitteet MAC-s1–MAC-s4 MAC-klusteriosoitteen lisäksi. Kaikki klusterin palvelimet kuuluvat VLAN1-nimiseen VLAN-verkkoon.
Seuraavat tapahtumasarjat tapahtuvat yksittäislähetyksen NLB-tilassa:
- Kytkin lähettää ARP-pyynnön ratkaisemaan klusterin MAC-osoitteen IP-osoitteen.
- ARP-palvelimet lähettävät ARP-vastauksen, jossa MAC-klusteriosoite on ARP-otsikossa ja palvelimien MAC-s1/s2/s3/s4 (palvelimet S1–S4) MAC-osoite on Ethernet-otsikossa.
- Kytkin liittää IP-osoitteen MAC-klusteriosoitteeseen siten, että siihen sisältyy viimeksi saatu ARP-vastaus. Oletetaan, että tässä tapauksessa viimeinen ARP-vastaus on saatu palvelimesta tMAC-s4 (olettaen, että palvelimen MAC-s4 ARP-vastaus on viimeksi saatu vastaus). Palvelimeen S4 liitetty liittymä lisätään ARP-taulukkoon.
- Jos NLB-ominaisuus on otettu käyttöön, kaikki NLB ARP -kirjauksen oppisen jälkeen tuleva liikenne tulvii kaikkiin VLAN 1 -verkon portteihin.
NLB-ominaisuutta käytettäessä tietokehys välitetään kaikkiin palvelimiin kuormantasausta varten.
NLB-monilähetystila
Oletetaan, että mallitopologiassa neljä palvelinta (S1–S4) on määritetty klusteriksi. Tämä palvelinjoukko on yhdistetty Layer 3 -kytkimeen, joka puolestaan on kytketty pääteasiakkaisiin. Niissä on yksi monilähetyksen MAC-osoite (MAC-klusteri: 03-00-5E-11-11-11).
NLB-monilähetystilassa staattinen ARP-määrityskomento määritetään liittämään klusterin IP-osoite monilähetyksen klusterin MAC-osoitteeseen.
NLB-monilähetystilassa tiedot välitetään kaikkiin palvelimiin sen portin perusteella, joka on määritetty Layer 2 -monilähetyskomennolla. Tämä komento on MÄÄRITYS-tilan komento mac-address-table static multicast vlan output-range , .
NLB:n käyttöönoton rajoitukset kytkimissä
- NLB-yksittäislähetystila lähettää kaikki paketit kaikkiin VLAN-verkkoon kuuluviin palvelimiin käyttämällä kytkimen tulvimista. Kun käsiteltävänä on suuri liikennemäärä, se voi vaikuttaa klusterin suorituskykyyn jonkin verran. Tämä rajoitus koskee kytkimiä, jotka suorittavat ohjelmistossa yksittäislähetyksen tulvimisen.
- Ip vlan-flooding -komentoa käytetään koko järjestelmässä ja kaikissa VLAN-verkoissa. Tilanteissa, jossa NLB on käytössä ja ARP-vastausten Ethernet SHA- ja ARP-otsikon SHA-kehykset poikkeavat toisistaan, tapahtuu pakettien tulviminen kyseisessä VLAN-verkossa.
- Enintään kahdeksaa samanaikaista klusteria tuetaan.
Microsoft-klusteroinnin käytön edut
Microsoft-klusteroinnin ansiosta yksi MAC-osoite ja yksi IP-osoite voi edustaa useita Microsoft Windowsia käyttävää palvelimia, mikä mahdollistaa läpinäkyvän vikasietoisuuden tai kuormantasauksen. Dell Networking -käyttöjärjestelmä ei oletusarvoisesti tunnista palvelinklustereita, vaan se on määritettävä tunnistamaan ne. Kun ARP-pyyntö on lähetetty palvelinklusteriin, klusterin määrityksen mukaan vastauksen lähettää joko aktiivinen palvelin tai se saadaan kaikista palvelimista. Jos aktiivinen palvelin lähettää vastauksen, Dell-kytkin oppii aktiivisen palvelimen MAC-osoitteen. Jos kaikki palvelimet vastaavat, kytkin rekisteröi vain viimeksi vastaanotetun ARP-vastauksen. Kytkin oppii tällöin vain yhden palvelimen varsinaisen MAC-osoitteen, eikä virtuaalista MAC-osoiteta opita koskaan. Koska virtuaalista MAC-osoitetta ei koskaan opita, liikenne välitetään vain yhteen palvelimeen koko klusterin sijasta. Tämän vuoksi vikasietoisuus ja kuormantasaus eivät säily.
Jotta vikasietoisuus ja kuormantasaus säilyisivät, kytkin välittää palvelinklusteriin tulevan liikenteen klusteriin liitetyn VLAN-verkon kaikkiin jäsenportteihin. Voit varmistaa tämän määrittämällä ip vlan-flooding -komennon Dell-kytkimessä samanaikaisesti Microsoft-klusterin määrittämisen kanssa. Palvelimen MAC-osoite on ARP-vastauksen Ethernet-kehyksen otsikossa, kun taas klusteria koskeva virtuaalinen MAC-osoite on hyötykuormassa. Kaikki klusteriin tuleva liikenne tulvii nyt kaikista jäsenporteista. Koska kaikki klusterin palvelimet vastaanottavat liikennettä, vikasietoisuus ja kuormantasaus säilyvät.
VLAN-tulvimisen ottaminen käyttöön ja poistaminen käytöstä
- Vanhat ARP-kirjaukset korvataan aina, kun uusia NLB-kirjauksia opitaan.
- Kaikki ominaisuuden käyttöönoton jälkeen opitut ARP-kirjaukset poistetaan, kun ominaisuus poistetaan käytöstä ja RP2 käynnistää ARP-ratkaisun. Ominaisuus poistetaan käytöstä no ip vlan-flooding -komennolla.
- Kun portti lisätään VLAN-verkkoon, portti vastaanottaa automaattisesti liikennettä, jos ominaisuus on otettu käyttöön. Vanhoja ARP-kirjauksia ei poisteta eikä päivitetä.
- Kun jäsenportti poistetaan, myös sen ARP-kirjaukset poistetaan CAM-taulusta.
- Myös VLAN-verkon porttikanavat vastaanottavat liikennettä.
- Määrityksen tallennus ei vaikuta määritykseen.
- Jos ominaisuus on otettu käyttöön, se poistetaan käytöstä show running-config -komentotulosteella, joka näkyy ip vlan-flooding -komentorivimäärityksessä. Tämän lisäksi toiminnon käyttöönotosta ei ole mitään merkkiä.
NLB-kytkimen määrittäminen
Ota yksittäislähetyksen NLB-toimintatilan kytkin seuraavasti:
.
| Komento |
Parametrit |
| FTOS# configuration |
Siirry yleiseen määritystilaan. |
| FTOS(conf)# ip vlan-flooding |
Tämä määrittää, että kaiken Layer 3 -yksittäislähetyksen reititetty VLAN-jäsenportin kautta kulkevan tietoliikenteen on tulvittava kaikkiin kyseisen VLAN-verkon jäsenportteihin. Jotkin ARP-taulukon kirjaukset voidaan ratkaista sellaisten ARP-pakettien kautta, joiden Ethernet MAC SA poikkeaa ARP-paketin sisällä olevista MAC-tiedoista. Tämä yksittäislähetyksen tietoliikenteen tulviminen tapahtuu vain ARP-kirjauksia käyttävissä paketeissa. |
Ota monilähetyksen NLB-toimintotilan kytkin käyttöön seuraavasti:
| Komento |
Parametrit |
| FTOS# configure |
Siirry yleiseen määritystilaan. |
| FTOS(conf)# arp 192.168.1.1 te 0/10 |
Tämä komento lisää staattisen ARP-kirjauksen, joka liittää IP-osoitteen kytkimen monilähetyksen MAC-osoitteeseen. Tämä asetus yhdistää monilähetyksen MAC-osoitteen kytkimen NLB-toimintatilan klusterin IP-osoitteeseen. |
| FTOS(conf)# mac-address-table static multicast vlan 1 output- range te 0/1 - 4 |
Tiettyjen MAC- tai laitteisto-osoitteiden liittäminen VLAN-verkkoihin |