Netzwerkcontroller – Hohe Verfügbarkeit

Gilt für Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Azure Stack HCI (Version 21H2 und 20H2)

In diesem Thema erfahren Sie mehr über die Hochverfügbarkeits- und Skalierbarkeitskonfiguration von Netzwerkcontrollern für softwaredefinierte Netzwerke (Software Defined Networking, SDN).

Wenn Sie SDN in Ihrem Rechenzentrum bereitstellen, können Sie den Netzwerkcontroller verwenden, um viele Netzwerkelemente zentral bereitzustellen, zu überwachen und zu verwalten, darunter beispielsweise RAS-Gateways, Softwarelastenausgleich, VNet-Richtlinien für die Mandantenkommunikation, Firewallrichtlinien für Rechenzentren, Quality of Service (QoS) für SDN-Richtlinien oder Hybridnetzwerkrichtlinien.

Da der Netzwerkcontroller die Grundlage der SDN-Verwaltung darstellt, ist es für Netzwerkcontrollerbereitstellungen von entscheidender Bedeutung, hoch verfügbar zu sein und Ihnen die Möglichkeit zu bieten, Netzwerkcontrollerknoten den Anforderungen Ihres Rechenzentrums entsprechend einfach hoch- oder herunterzuskalieren.

Sie können den Netzwerkcontroller zwar als Cluster für einen einzelnen Computer bereitstellen, aber für Hochverfügbarkeit und Failover müssen Sie den Netzwerkcontroller in einem Cluster mit mindestens drei Computern bereitstellen.

Hinweis

Sie können den Netzwerkcontroller entweder auf Servercomputern oder auf VMs bereitstellen, auf denen die Windows Server 2016 Datacenter-Edition ausgeführt wird. Wenn Sie den Netzwerkcontroller auf VMs bereitstellen, müssen die VMs auf Hyper-V-Hosts ausgeführt werden, auf denen auch die Datacenter-Edition ausgeführt wird. Der Netzwerkcontroller ist in der Windows Server 2016 Standard-Edition nicht verfügbar.

Netzwerkcontroller als Service Fabric-Anwendung

Zum Erzielen von Hochverfügbarkeit und Skalierbarkeit verwendet der Netzwerkcontroller Service Fabric. Service Fabric bietet eine Plattform für verteilte Systeme, um skalierbare, zuverlässige und einfach zu verwaltende Anwendungen zu erstellen.

Als Plattform bietet Service Fabric Funktionen, die zum Erstellen eines skalierbaren verteilten Systems erforderlich sind. Diese Plattform bietet Diensthosting auf mehreren Betriebssysteminstanzen. Dabei werden beispielsweise Zustandsinformationen zwischen Instanzen synchronisiert, eine führende Instanz gewählt oder eine Fehlererkennung und ein Lastenausgleich durchgeführt.

Hinweis

Informationen zu Service Fabric in Azure finden Sie unter Übersicht über Azure Service Fabric.

Wenn Sie den Netzwerkcontroller auf mehreren Computern bereitstellen, wird er als einzelne Service Fabric-Anwendung in einem Service Fabric-Cluster ausgeführt. Sie können einen Service Fabric-Cluster erstellen, indem Sie eine Reihe von Betriebssysteminstanzen verbinden.

Die Netzwerkcontrolleranwendung besteht aus mehreren zustandsbehafteten Service Fabric-Diensten. Jeder Dienst ist für eine Netzwerkfunktion zuständig, z. B. die Verwaltung physischer Netzwerke, die Verwaltung virtueller Netzwerke, die Firewallverwaltung oder die Gatewayverwaltung.

Jeder Service Fabric-Dienst verfügt über ein primäres Replikat und zwei sekundäre Replikate. Das primäre Dienstreplikat verarbeitet Anforderungen, während die beiden sekundären Dienstreplikate Hochverfügbarkeit in den Fällen bereitstellen, in denen das primäre Replikat aus irgendeinem Grund deaktiviert oder nicht verfügbar ist.

Die folgende Abbildung zeigt einen Service Fabric-Cluster mit fünf Computern für Netzwerkcontroller. Vier Dienste sind auf die fünf Computer verteilt: Firewalldienst, Gatewaydienst, SLB-Dienst (Softwarelastenausgleich) und VNet-Dienst. Jeder der vier Dienste umfasst ein primäres Dienstreplikat und zwei sekundäre Dienstreplikate.

Vorteile der Verwendung von Service Fabric

Im Folgenden sind die wichtigsten Vorteile der Verwendung von Service Fabric für Netzwerkcontrollercluster aufgeführt.

Hochverfügbarkeit und Skalierbarkeit

Da der Netzwerkcontroller den Kern eines Rechenzentrumsnetzwerks darstellt, muss er sowohl resilient als auch skalierbar genug sein, um langfristig agile Änderungen in Rechenzentrumsnetzwerken zu ermöglichen. Die folgenden Features stellen diese Möglichkeiten bereit:

• Schnelles Failover. Service Fabric bietet ein extrem schnelles Failover. Mehrere sekundäre Dienstreplikate der heißen Ebene sind immer verfügbar. Wenn eine Betriebssysteminstanz aufgrund eines Hardwarefehlers nicht mehr verfügbar ist, wird eines der sekundären Replikate sofort zum primären Replikat heraufgestuft.
• Flexible Skalierung. Sie können diese zuverlässigen Dienste Ihrem Ressourcenbedarf entsprechend einfach und schnell von wenigen Instanzen auf bis zu Tausende von Instanzen hoch- und dann wieder auf einige wenige Instanzen herunterskalieren.

Permanenter Speicher

Die Netzwerkcontrolleranwendung stellt große Speicheranforderungen für Konfiguration und Zustand. Die Anwendung muss auch bei geplanten und ungeplanten Ausfällen verwendbar sein. Zu diesem Zweck stellt Service Fabric einen Schlüssel-Wert-Speicher (Key-Value Store, KVS) bereit, bei dem es sich um einen replizierten, transaktionalen und dauerhaften Speicher handelt.

Modularität

Der Netzwerkcontroller weist eine modulare Architektur auf, wobei jeder der Netzwerkdienste, z. B. der Dienst für virtuelle Netzwerke und der Firewalldienst, als individueller Dienst integriert ist.

Diese Anwendungsarchitektur bietet die folgenden Vorteile.

1. Die Modularität des Netzwerkcontrollers ermöglicht die unabhängige Entwicklung der einzelnen unterstützten Dienste, je nach Bedarf. Beispielsweise kann der Softwarelastenausgleichs-Dienst aktualisiert werden, ohne dass sich dies auf andere Dienste oder den normalen Betrieb des Netzwerkcontrollers auswirkt.
2. Die Modularität des Netzwerkcontrollers ermöglicht das Hinzufügen neuer Dienste, wenn sich das Netzwerk weiterentwickelt. Dem Netzwerkcontroller können neue Dienste hinzugefügt werden, ohne dass sich dies auf vorhandene Dienste auswirkt.

Hinweis

In Windows Server 2016 wird das Hinzufügen von Drittanbieterdiensten zum Netzwerkcontroller nicht unterstützt.

Für die Service Fabric-Modularität werden Dienstmodellschemas verwendet, um bei der Entwicklung, Bereitstellung und Wartung einer Anwendung maximale Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten.

Bereitstellungsoptionen für Netzwerkcontroller

Informationen zum Bereitstellen des Netzwerkcontrollers mithilfe von System Center Virtual Machine Manager (VMM) finden Sie unter Einrichten eines SDN-Netzwerkcontrollers im VMM-Fabric.

Informationen zum Bereitstellen des Netzwerkcontrollers mithilfe von Skripts finden Sie unter Bereitstellen einer Software Defined Networking-Infrastruktur mithilfe von Skripts.

Informationen zum Bereitstellen des Netzwerkcontrollers mithilfe von Windows PowerShell finden Sie unter Bereitstellen des Netzwerkcontrollers mithilfe von Windows PowerShell.

Weitere Informationen zum Netzwerkcontroller finden Sie unter Was ist ein Netzwerkcontroller?