本文解释并简要概述了Microsoft网络负载平衡(NLB)以及在Dell Networking Force10交换机上对其进行设置的方法。
目标
- NLB概述
- NLB单播模式
- NLB多播模式
- 在交换机上启用NLB的限制
- 使用Microsoft群集的好处
- 启用和禁用VLAN扩散性转发
- 为NLB配置交换机
NLB概述
此功能在Dell Networking OS上受到支持。
网络负载平衡(NLB)是Microsoft在Windows 2000 Server和Windows Server 2003操作系统上实现的群集功能。NLB使用分布式方法或模式在作为群集或组一部分的一组服务器上平均分配和平衡网络流量负载。NLB将服务器组合为一个多播组，并尝试使用标准多播IP或单播IP地址以及MAC地址来传输网络流量。同时，它还为所有客户端使用一个虚拟IP地址作为目标IP地址，这使服务器能够以对客户端透明的方式加入相同的多播组（客户端不会注意到向该组添加了新服务器）。客户端使用群集IP地址连接到服务器。NLB功能允许在VLAN端口（适用于单播模式）或VLAN中的部分端口（适用于多播模式）上扩散性转发流量，从而避免服务器过载，并实现服务器的有效性能，以最佳方式处理数据包。
NLB可在两种模式（即，单播模式和多播模式）下工作。群集IP地址和关联的群集MAC地址已在运行于Windows服务器上的NLB应用程序中进行配置。在单播模式下，当使用ARP应用程序尝试将服务器IP地址解析为MAC地址时，交换机会确定从服务器获得的ARP应答是否为NLB类型。然后，交换机将IP地址（群集IP）映射到MAC地址（群集MAC地址）。在多播模式下，群集IP地址映射到使用静态ARP CLI配置命令配置的群集多播MAC地址。在得知NLB条目之后，会将流量转发到与群集虚拟IP地址相对应的VLAN中的所有服务器。
Microsoft网络负载平衡功能仅在FTOS 9.3.0.0及更高版本中才提供。
NLB单播模式
假定有一个拓扑示例，其中四个服务器（即，S1至S4）已配置为群集或场。这组服务器连接到第3层交换机，而第3层交换机又连接到最终客户端。服务器包含用于负载平衡的单个IP地址（IP群集地址为172.16.2.20）和单个单播MAC地址（MAC群集地址为00-bf-ac-10-00-01）。由于交换机的多个端口无法得知单个MAC地址，因此除了分配有MAC群集地址外，服务器S1至S4还相应分配有MAC地址MAC-s1至MAC-s4。群集的所有服务器都属于名为VLAN1的VLAN。
在单播NLB模式下，发生以下一系列事件：
- 交换机发送ARP请求来解析群集MAC地址的IP地址。
- ARP服务器发送ARP响应，其中在ARP头中具有MAC群集地址，在以太网头中具有MAC地址MAC-s1/s2/s3/s4（适用于服务器S1至S4）。
- 交换机将IP地址与具有它所获得的最后一个ARP响应的MAC群集地址相关联。 在这种情况下，假设最后一个ARP应答从tMAC-s4获得（假设MAC-s4的ARP响应是接收到的最后一个响应）。 与服务器S4关联的接口被添加到ARP表。
- 在启用NLB功能的情况下，从得知NLB ARP条目之后，就会在VLAN 1中的全部端口扩散性转发所有后续流量。
借助NLB，数据帧可转发到所有服务器，以便它们执行负载平衡。
NLB多播模式
假定有一个拓扑示例，其中四个服务器（即，S1至S4）已配置为群集或场。这组服务器连接到第3层交换机，而第3层交换机又连接到最终客户端。它们包含单个多播MAC地址（MAC群集：03-00-5E-11-11-11）。
在多播NLB模式下，静态ARP配置命令被配置为将群集IP地址与多播群集MAC地址相关联。
在多播NLB模式下，数据基于使用第2层多播命令指定的端口转发到全部服务器，此命令为配置模式下的mac-address-table static multicast vlan output-range , 命令。
在交换机上启用NLB的限制
- NLB单播模式使用交换机扩散性转发功能将所有数据包传输到作为VLAN一部分的全部服务器。当处理大量流量时，群集性能可能会稍微受到一点影响。此限制适用于在软件中执行单播扩散性转发的交换机。
- ip vlan-flooding命令适用于整个系统和所有VLAN。如果NLB适用且ARP应答包含以太网SHA和ARP头SHA帧的差异，则会在相关VLAN上扩散性转发数据包。
- 支持的最大并发群集数为8。
使用Microsoft群集的好处
Microsoft群集允许使用Microsoft Windows的多个服务器由一个MAC地址和IP地址表示，以便提供透明的故障转移或平衡。默认情况下，Dell Networking OS不能识别服务器群集；您必须将其配置为可识别服务器群集。当ARP请求发送到服务器群集时，根据群集配置，当前服务器或所有服务器将会发送应答。如果当前服务器发送应答，则Dell交换机将得知当前服务器的MAC地址。如果所有服务器都应答，则交换机仅注册接收到的最后一个ARP应答，并且交换机只知道一个服务器的实际MAC地址；永远都不知道虚拟MAC地址。由于永远都不知道虚拟MAC地址，因此仅将流量转发到一个服务器，而不是整个群集，并且不会保持故障转移和平衡。
为了保持故障转移和平衡，交换机将发往服务器群集的流量转发到已连接至群集的VLAN中的所有成员端口。要确保发生这种情况，您必须在配置Microsoft群集时在Dell交换机上配置ip vlan-flooding命令。服务器MAC地址在ARP应答的以太网帧头中给出，而表示群集的虚拟MAC地址在有效负载中给出。然后，发往群集的全部流量都会从所有成员端口中扩散性转发出去。由于群集中的所有服务器都接收到流量，因此故障转移和平衡都会保留下来
启用和禁用VLAN扩散性转发
- 每当得知较新的NLB条目时，就会覆盖较旧的ARP条目。
- 在启用该功能后得知的所有ARP条目都会在禁用该功能时被删除，并且RP2会触发ARP解析。该功能可通过no ip vlan-flooding命令进行禁用。
- 在您将端口添加到VLAN后，如果该功能已启用，该端口将自动接收流量。旧的ARP条目不会被删除或更新。
- 当某个成员端口被删除时，它的ARP条目也会从CAM中删除。
- VLAN中的端口通道也接收流量。
- 保存配置对于配置来说没有任何影响。
- 如果功能已启用，则它会显示在可显示ip vlan-flooding CLI配置的show running-config命令输出中。除此之外，没有启用此功能的迹象。
为NLB配置交换机
要启用交换机以使单播NLB模式正常工作，请执行以下步骤：
。
| 命令 |
“Parameters（参数）” |
| FTOS# configuration |
进入全局配置模式。 |
| FTOS(conf)# ip vlan-flooding |
这指定所有经过VLAN成员端口的第3层单播路由数据流量都需要在该VLAN的所有成员端口进行扩散性转发。可能会存在一些通过ARP包解析的ARP表条目，它们的以太网MAC SA与ARP包中的MAC信息不同。只有使用这些ARP条目的那些包，才会进行这种单播数据流量扩散性转发。 |
要启用交换机以使多播NLB模式正常工作，请执行以下步骤：
| 命令 |
“Parameters（参数）” |
| FTOS# configure |
进入全局配置模式。 |
| FTOS(conf)# arp 192.168.1.1 te 0/10 |
这个命令添加了静态ARP条目，将IP地址与交换机中的多播MAC地址相关联。此设置导致多播MAC地址映射到群集IP地址，以使交换机的NLB模式工作。 |
| FTOS(conf)# mac-address-table static multicast vlan 1 output- range te 0/1 - 4 |
将特定的MAC或硬件地址与VLAN关联 |