Questo articolo fornisce una breve panoramica di Bilanciamento carico di rete Microsoft e spiega come configurare tale funzionalità sugli switch Dell Networking Force10.
Obiettivi
- Panoramica di Bilanciamento carico di rete
- Modalità unicast di Bilanciamento carico di rete
- Modalità multicast di Bilanciamento carico di rete
- Limitazioni in caso di abilitazione di Bilanciamento carico di rete sugli switch
- Vantaggi derivanti dall'utilizzo del clustering Microsoft
- Abilitazione e disabilitazione del VLAN flooding
- Configurazione di uno switch per Bilanciamento carico di rete
Panoramica di Bilanciamento carico di rete
Questa funzionalità è supportata sul sistema operativo Dell Networking.
Bilanciamento carico di rete è una funzionalità di clustering implementata da Microsoft sui sistemi operativi Windows 2000 Server e Windows Server 2003. Tale funzionalità utilizza una metodologia distribuita per suddividere equamente e bilanciare il carico del traffico di rete su una serie di server appartenenti al cluster o gruppo. Bilanciamento carico di rete combina i server in un unico gruppo multicast e tenta di utilizzare gli indirizzi IP multicast o IP unicast standard e gli indirizzi MAC per la trasmissione del traffico di rete. Allo stesso tempo, utilizza anche un singolo indirizzo IP virtuale per tutti i client come indirizzo IP di destinazione, consentendo ai server di partecipare allo stesso gruppo multicast in modo trasparente per i client (i client non notano l'aggiunta di nuovi server al gruppo). I client utilizzano l'indirizzo IP del cluster per connettersi al server. La funzionalità Bilanciamento carico di rete consente la trasmissione del traffico sulle porte VLAN (per la modalità unicast) o su un sottoinsieme di porte in una VLAN (per la modalità multicast) in modo da evitare di sovraccaricare e limitare le prestazioni dei server per un'elaborazione ottimale dei pacchetti di dati.
Bilanciamento carico di rete funziona in due modalità: unicast e multicast. L'indirizzo IP del cluster e l'indirizzo MAC del cluster associato vengono configurati nell'applicazione Bilanciamento carico di rete in esecuzione su Windows Server. In modalità unicast, quando viene tentata la risoluzione dell'indirizzo IP del server per l'indirizzo MAC mediante l'applicazione ARP, lo switch determina se la risposta ARP ottenuta dal server sia di tipo Bilanciamento carico di rete. Lo switch esegue quindi il mapping dell'indirizzo IP (IP del cluster) con l'indirizzo MAC (indirizzo MAC del cluster). In modalità multicast, viene eseguito il mapping dell'indirizzo IP del cluster con un indirizzo MAC multicast del cluster configurato utilizzando un comando di configurazione ARP CLI statico. Una volta acquisita la voce di Bilanciamento carico di rete, il traffico viene inoltrato a tutti i server presenti nella VLAN corrispondenti all'indirizzo IP virtuale del cluster.
La funzione Bilanciamento carico di rete Microsoft è disponibile solo nelle versioni FTOS 9.3.0.0 e successive.
Modalità unicast di Bilanciamento carico di rete
Si consideri una topologia di esempio in cui quattro server, da S1 a S4, sono configurati come cluster o farm. Questa serie di server è connessa a uno switch Layer 3, a sua volta connesso ai client finali. I server contengono un singolo indirizzo IP (indirizzo IP-cluster 172.16.2.20) e un singolo indirizzo MAC unicast (indirizzo MAC-cluster 00-bf-ac-10-00-01) per il bilanciamento del carico. Poiché più porte di uno switch non possono acquisire un singolo indirizzo MAC, ai server da S1 a S4 vengono assegnati gli indirizzi MAC rispettivamente da MAC-s1 a MAC-s4, in aggiunta all'indirizzo MAC-cluster. Tutti i server del cluster appartengono alla VLAN denominata VLAN1.
In modalità unicast di Bilanciamento carico di rete, la sequenza di eventi è la seguente:
- Lo switch invia una richiesta ARP per risolvere l'indirizzo IP dell'indirizzo MAC del cluster.
- I server ARP inviano una risposta ARP con l'indirizzo MAC-cluster nell'intestazione ARP e un indirizzo MAC MAC-s1/s2/s3/s4 (per i server da S1 a S4) nell'intestazione Ethernet.
- Lo switch associa l'indirizzo IP con l'indirizzo MAC-cluster con l'ultima risposta ARP ottenuta. Si supponga che in questo caso l'ultima risposta ARP sia ottenuta da MAC-s4 (supponendo che la risposta ARP con MAC-s4 sia l'ultima ricevuta). L'interfaccia associata con il server, S4, viene aggiunta alla tabella ARP.
- Quando la funzione Bilanciamento carico di rete è abilitata, dopo l'acquisizione della voce ARP di Bilanciamento carico di rete, tutto il traffico successivo viene inviato su tutte le porte presenti in VLAN 1.
Con Bilanciamento carico di rete, il frame di dati viene inoltrato a tutti i server affinché venga eseguito il bilanciamento del carico.
Modalità multicast di Bilanciamento carico di rete
Si consideri una topologia di esempio in cui quattro server, da S1 a S4, sono configurati come cluster o farm. Questa serie di server è connessa a uno switch Layer 3, a sua volta connesso ai client finali. Essi contengono un singolo indirizzo MAC multicast (MAC-Cluster: 03-00-5E-11-11-11).
Nella modalità multicast di Bilanciamento carico di rete, viene configurato un comando di configurazione ARP statico per associare l'indirizzo IP del cluster con un indirizzo MAC del cluster multicast.
Con la modalità multicast di Bilanciamento carico di rete, i dati vengono inoltrati a tutti i server in base alla porta specificata utilizzando il comando multicast Layer 2, ovvero il comando mac-address-table static multicast vlan output-range , nella modalità di configurazione.
Limitazioni in caso di abilitazione di Bilanciamento carico di rete sugli switch
- La modalità unicast di Bilanciamento carico di rete utilizza lo switch flooding per trasmettere tutti i pacchetti a tutti i server che fanno parte della VLAN. Durante l'elaborazione di un elevato volume di traffico, le prestazioni di clustering potrebbero subire conseguenze di ridotta entità. Questa limitazione si applica agli switch che eseguono l'unicast flooding nel software.
- Il comando ip vlan-flooding si applica a livello globale in tutto il sistema e per tutte le VLAN. Nei casi in cui sia applicabile Bilanciamento carico di rete e le risposte ARP contengano una discrepanza nei frame SHA dell'intestazione ARP e SHA Ethernet, si verifica un flooding di pacchetti sulla relativa VLAN.
- Il numero massimo di cluster simultanei supportati è otto.
Vantaggi derivanti dall'utilizzo del clustering Microsoft
Il clustering Microsoft consente a più server che utilizzano Microsoft Windows di essere rappresentati da un indirizzo MAC e da un indirizzo IP per fornire funzionalità di failover o bilanciamento trasparente. Il sistema operativo Dell Networking non riconosce i cluster di server per impostazione predefinita e deve essere appositamente configurato a tale scopo. Quando viene inviata una richiesta ARP a un cluster di server, la risposta viene inviata dal server attivo o da tutti i server, a seconda della configurazione del cluster. Se è il server attivo a inviare una risposta, lo switch Dell acquisisce l'indirizzo MAC del server attivo. Se rispondono tutti i server, lo switch registra solo l'ultima risposta ARP ricevuta e acquisisce l'indirizzo MAC effettivo di un unico server. L'indirizzo MAC virtuale non viene mai acquisito. Poiché l'indirizzo MAC virtuale non viene mai acquisito, il traffico viene inoltrato a un unico server anziché all'intero cluster e le funzionalità di failover e bilanciamento non vengono mantenute.
Per mantenere le funzionalità di failover e bilanciamento, lo switch inoltra il traffico destinato al cluster di server a tutte le porte membro della VLAN connessa al cluster. Per essere certi che ciò accada, è necessario configurare il comando ip vlan-flooding sullo switch Dell al momento della configurazione del cluster Microsoft. L'indirizzo MAC del server viene fornito nell'intestazione del frame Ethernet della risposta ARP, mentre l'indirizzo MAC virtuale che rappresenta il cluster viene fornito nel payload. Tutto il traffico destinato al cluster viene quindi diretto a tutte le porte membro. Poiché tutti i server del cluster ricevono il traffico, le funzionalità di failover e bilanciamento vengono preservate
Abilitazione e disabilitazione del VLAN flooding
- Le voci ARP meno recenti sono sovrascritte ogni volta che vengono acquisite voci di Bilanciamento carico di rete più recenti.
- Tutte le voci ARP acquisite dopo l'abilitazione della funzione vengono eliminate quando la si disabilita e RP2 attiva una risoluzione ARP. La funzione viene disattivata con il comando no ip vlan-flooding.
- Quando viene aggiunta una porta alla VLAN, la porta riceve automaticamente il traffico se la funzione è abilitata. Le voci ARP precedenti non vengono eliminate o aggiornate.
- Quando una porta membro viene eliminata, anche le relative voci ARP vengono eliminate dal CAM.
- Anche i canali delle porte della VLAN ricevono il traffico.
- La configurazione non subisce alcun impatto a seguito del salvataggio.
- Se abilitata, la funzione viene visualizzata nell'output del comando show running-config, che mostra la configurazione CLI ip vlan-flooding. A parte ciò, non esiste alcuna indicazione dell'abilitazione di questa funzionalità.
Configurazione di uno switch per Bilanciamento carico di rete
Per abilitare uno switch al funzionamento in modalità unicast di Bilanciamento carico di rete, procedere come segue:
.
| Comando |
Parametri |
| FTOS# configuration |
Accedere alla modalità di configurazione globale. |
| FTOS(conf)# ip vlan-flooding |
Consente di specificare che tutto il traffico dati unicast Layer 3 diretto a una porta membro della VLAN deve essere trasmessa a tutte le porte membro di tale VLAN. Potrebbero esserci alcune voci della tabella ARP che vengono risolte tramite pacchetti ARP, in cui le informazioni Ethernet MAC SA erano diverse alle informazioni MAC all'interno del pacchetto ARP. Il flooding di questo traffico dati unicast si verifica solo per i pacchetti che utilizzano queste voci ARP. |
Per abilitare uno switch al funzionamento in modalità multicast di Bilanciamento carico di rete, procedere come segue:
| Comando |
Parametri |
| FTOS# configure |
Accedere alla modalità di configurazione globale. |
| FTOS(conf)# arp 192.168.1.1 te 0/10 |
Questo comando aggiunge una voce ARP statica per associare un indirizzo IP con un indirizzo MAC multicast nello switch. Grazie a questa impostazione, viene eseguito il mapping dell'indirizzo MAC multicast con l'indirizzo IP del cluster per la modalità di funzionamento di Bilanciamento carico di rete dello switch. |
| FTOS(conf)# mac-address-table static multicast vlan 1 output- range te 0/1 - 4 |
Associa gli indirizzi MAC o hardware specifici alle VLAN |