Tento článek poskytuje informace o vyrovnávání zatížení sítě Microsoft (NLB) a popisuje, jak ho nastavit na přepínačích Dell Networking Force10.
Cíle
- Přehled funkce NLB
- Režim NLB pro jednosměrové vysílání
- Režim NLB pro vícesměrové vysílání
- Omezení spojená s povolením funkce NLB na přepínačích
- Výhody práce s clusteringem společnosti Microsoft
- Povolení a zakázání přenosu v síti VLAN
- Konfigurace přepínače pro funkce NLB
Přehled funkce NLB
Tato funkce je podporovaná na operačním systému Dell Networking.
Vyrovnávání zatížení sítě (NLB) je clusteringová funkce, kterou společnost Microsoft zavedla na operační systémy Windows 2000 a Windows Server 2003. Funkce NLB využívá distribuovanou metodu, která umožňuje rovnoměrně rozdělit a vyrovnat zatížení síťového provozu napříč servery, které jsou součástí clusteru nebo skupiny. Funkce NLB kombinuje servery do společné skupiny vícesměrového vysílání a snaží se využít standardní IP adresy pro vícesměrové i jednosměrové vysílání a adresy MAC za účelem přenosu síťového provozu. Zároveň také pro všechny klienty využívá společnou virtuální IP adresu jako cílovou IP adresu, díky čemuž lze servery přidat do stejné skupiny pro vícesměrové vysílání takovým způsobem, který je pro klienty transparentní (klienti nemají přehled o přidávání nových serverů do skupiny). Klienti se k serveru připojují pomocí IP adresy clusteru. Funkce NLB umožňuje přenos provozu prostřednictvím portů VLAN (pro režim vícesměrového vysílání) nebo podskupiny portů v síti VLAN (pro režim vícesměrového vysílání), čímž nedochází k přetížení a je zajištěn efektivní výkon serverů pro optimální zpracování datových paketů.
Funkce NLB nabízí dva režimy – režim pro jednosměrové a vícesměrové vysílání. IP adresy clusteru a přiřazené adresy MAC clusteru se konfigurují v aplikaci NLB v systému Windows Server. Když v režimu pro jednosměrové vysílání dochází prostřednictvím aplikace ARP k přeložení adresy IP serveru na adresu MAC, přepínač určí, zda je odpověď aplikace ARP získaná ze serveru typu NLB. Přepínač poté mapuje IP adresu (IP adresa clusteru) pomocí adresy MAC (adresa MAC clusteru). V režimu pro vícesměrové vysílání je IP adresa clusteru mapovaná na adresu MAC clusteru pro vícesměrové vysílání, která je nakonfigurovaná pomocí statického příkazu konfigurace ARP. Jakmile je zjištěna položka NLB, je provoz přesměrován na všechny servery v síti VLAN, které odpovídají virtuální IP adrese clusteru.
Funkce vyrovnávání zatížení sítě Microsoft je dostupná pouze na systému FTOS verze 9.3.0.0 a vyšší.
Režim NLB pro jednosměrové vysílání
Zvažte vzorovou topologii, ve které jsou čtyři servery, konkrétně S1 až S4, nakonfigurované jako cluster nebo farma. Tato sada serverů je připojená k přepínači vrstvy 3, který je zase připojený ke koncovým klientům. Servery obsahují společnou IP adresu (IP adresa clusteru 172.16.2.20) a jednu adresu MAC pro jednosměrové vysílání (adresa MAC clusteru 00-bf-ac-10-00-01) za účelem vyrovnávání zátěže. Jelikož více portů přepínače si nemůže zapamatovat společnou adresu MAC, serverům S1 až S4 jsou kromě clusterových adres MAC odpovídajícím způsobem přiřazeny adresy MAC-s1 až MAC-s4. Všechny servery clusteru náleží síti VLAN s názvem VLAN1.
V režimu NLB pro jednosměrové vysílání dochází ke sledu následujících situací:
- Přepínač odešle požadavek ARP na přeložení IP adres pro adresu MAC clusteru.
- Servery ARP odešlou odpověď ARP prostřednictvím adres MAC clusteru v záhlaví ARP a adres MAC-s1/s2/s3/s4 (pro servery S1 až S4) v záhlaví sítě Ethernet.
- Přepínač pomocí poslední odpovědi ARP, kterou obdrží, přiřadí adresu IP k adrese MAC clusteru. Předpokládejme, že v tomto případě je poslední odpověď ARP získaná z adresy MAC-s4 (odpověď ARP z adresy MAC-s4 je získaná jako poslední). Rozhraní přiřazené k serveru S4 je přidáno do tabulky ARP.
- Pokud je funkce NLB povolená, po zjištění položky ARP funkce NLB je veškerý následující provoz veden všemi porty v síti VLAN 1.
Pomocí funkce NLB je rámec dat přesměrován na všechny servery, aby došlo k vyrovnání zatížení.
Režim NLB pro vícesměrové vysílání
Zvažte vzorovou topologii, ve které jsou čtyři servery, konkrétně S1 až S4, nakonfigurované jako cluster nebo farma. Tato sada serverů je připojená k přepínači vrstvy 3, který je zase připojený ke koncovým klientům. Obsahují společnou adresu MAC pro vícesměrové vysílání (adresa MAC clusteru: 03-00-5E-11-11-11).
V režimu NLB pro vícesměrové vysílání je statický příkaz ARP nakonfigurován tak, aby přiřazoval IP adresu clusteru k adresám MAC clusteru pro vícesměrové vysílání.
V režimu NLB pro vícesměrové vysílání jsou data přesměrována na všechny servery na základě specifikovaných portů pomocí příkazu pro vícesměrové vysílání vrstvy 2, který zní mac-address-table static multicast vlan output-range , a je příkazem režimu CONFIGURATION.
Omezení spojená s povolením funkce NLB na přepínačích
- Režim NLB pro jednosměrové vysílání využívá přepínač za účelem přenosu všech paketů na servery, které jsou součástí sítě VLAN. Pokud je zpracováván velký objem provozu, výkon clusteringu může být lehce ovlivněn. Toto omezení se týká přepínačů, které softwarově vykonávají přenos jednosměrového vysílání.
- Příkaz ip vlan-flooding funguje globálně napříč celým systémem pro všechny sítě VLAN. V případech, ve kterých lze použít funkci NLB a odpovědi ARP obsahují nesrovnalosti v rámci funkce SHA sítě Ethernet a funkce SHA záhlaví ARP, dochází k přenosu paketů přes relevantní síť VLAN.
- Maximální podporovaný počet souběžných clusterů je osm.
Výhody práce s clusteringem společnosti Microsoft
Clustering společnosti Microsoft umožňuje několika serverům, které používají operační systém Microsoft Windows, přiřadit jednu adresu MAC a IP, díky čemuž je možné poskytnout transparentní převzetí při selhání či vyvažování. Operační systém Dell Networking ve výchozím nastavení nedokáže rozeznat serverové clustery. Je třeba ho k tomu nakonfigurovat. Když je požadavek ARP odeslán do serverového clusteru, v závislosti na nastavení clusteru odpověď odešle buď aktivní server, nebo všechny servery. Pokud odpověď odešle aktivní server, přepínač Dell si zapamatuje jeho adresu MAC. Pokud odpoví všechny servery, přepínač zaregistruje pouze poslední obdrženou odpověď ARP a zapamatuje si skutečnou adresu MAC jednoho ze serverů. K zapamatování virtuální adresy MAC nikdy nedojde. Jelikož k zapamatování virtuální adresy MAC nikdy nedojde, provoz je přesměrován pouze na jeden server než na celý cluster a převzetí při selhání nebo vyvažování se neuchovají.
Za účelem uchování převzetí při selhání a vyvažování přepínač přesměruje provoz určený pro serverový cluster na všechny porty sítě VLAN, které jsou ke clusteru připojeny. Abyste zajistili, že k tomu dojde, je ve chvíli nastavování clusteru Microsoft nutné nastavit na přepínači Dell příkaz ip vlan-flooding. Adresa MAC serveru je poskytnuta v záhlaví rámce sítě Ethernet v odpovědi ARP, zatímco virtuální adresa MAC, která představuje cluster, je poskytnuta v datové části. Poté je veškerý provoz určený pro cluster přesměrován ze všech členských portů. Jelikož provoz probíhá všemi servery v clusteru, dojde k uchování převzetí při selhání a vyrovnávání.
Povolení a zakázání přenosu v síti VLAN
- Kdykoliv dojde k zapamatování nových položek NLB, starší položky ARP jsou přepsány.
- Veškeré položky ARP zapamatované až po povolení funkce jsou při jejím opětovném zakázání odstraněny a RP2 spustí přeložení ARP. Funkci lze zakázat pomocí příkazu no ip vlan-flooding.
- Pokud je funkce povolená, port přidaný do sítě VLAN automaticky začne přenášet provoz. U starých položek ARP nedochází k odstranění ani k aktualizaci.
- Jakmile dojde k odstranění členského portu, odstraní se i položky ARP z paměti CAM.
- Kanály portů v síti VLAN také přenášejí provoz.
- Uložení konfigurace ji nijak neovlivní.
- Pokud je funkce povolená, zobrazí se ve výstupu příkazu show running-config, kde se zobrazuje konfigurace příkazového řádku ip vlan-flooding. Kromě toho neexistuje žádný jiný ukazatel toho, že je funkce povolená.
Konfigurace přepínače pro funkci NLB
Chcete-li pro přepínač povolit funkce režimu NLB pro jednosměrové vysílání, proveďte následující kroky:
.
| Příkaz |
Parametry |
| FTOS# configuration |
Zadejte režim globální konfigurace. |
| FTOS(conf)# ip vlan-flooding |
To znamená, že veškerý provoz směrovaných dat jednosměrového vysílání vrstvy 3, který prochází členským portem sítě VLAN, je třeba provést všemi členskými porty dané sítě VLAN. Je možné, že některé položky tabulky ARP, jejichž MAC SA sítě Ethernet se liší od údajů MAC uvnitř paketu ARP, budou vyřešeny prostřednictvím paketů ARP. K tomuto přenosu dat jednosměrového vysílání dochází pouze u paketů, které využívají dané položky ARP. |
Chcete-li pro přepínač povolit funkce režimu NLB pro vícesměrové vysílání, proveďte následující kroky:
| Příkaz |
Parametry |
| FTOS# configure |
Zadejte režim globální konfigurace. |
| FTOS(conf)# arp 192.168.1.1 te 0/10 |
Tento příkaz přidá statickou položku ARP, která v přepínači umožní přiřadit IP adresu k adrese MAC vícesměrového vysílání. Toto nastavení způsobí, že adresa MAC vícesměrového vysílání bude mapována na IP adresu clusteru, aby režim NLB přepínače mohl fungovat. |
| FTOS(conf)# mac-address-table static multicast vlan 1 output- range te 0/1 - 4 |
Přiřazení určitých adres MAC nebo hardwarových adres k sítím VLAN. |