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Bilanciamento del carico software in Azure Stack HCI

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Azure Stack HCI supporta diversi tipi di servizi di bilanciamento del carico basati su software. Questa unità descrive le funzionalità e l'architettura dei servizi di bilanciamento del carico basati su software e i relativi vantaggi rispetto alle controparti basate su hardware.

Vantaggi del bilanciamento del carico software

I servizi di bilanciamento del carico basati su software offrono i vantaggi seguenti:

• Flessibilità, resilienza, scalabilità e prestazioni superiori.
• Eliminazione dei problemi comuni dei tradizionali servizi di bilanciamento del carico basati su hardware, ad esempio contratti di supporto dai costi elevati e aggiornamenti del firmware che generano interruzioni.
• Riduzione significativa della complessità associata alla configurazione di distribuzioni a disponibilità elevata.

Con il bilanciamento del carico software di Azure Stack HCI, le macchine virtuali che ospitano i componenti di bilanciamento del carico si trovano nella stessa infrastruttura dei carichi di lavoro con carico bilanciato. Questa configurazione implica che i servizi di bilanciamento del carico traggono vantaggio dalle caratteristiche della piattaforma sottostante, come il provisioning rapido, con velocità effettiva elevata e bassa latenza delle operazioni di rete all'interno del cluster.

Funzionalità del bilanciamento del carico software

Il bilanciamento del carico software i di Azure Stack HCI è un modello OAI (Open Systems Interconnect) di livello 4. Il bilanciamento del carico software distribuisce il traffico in arrivo tra le risorse di rete virtuale in un pool back-end in base alle regole definite. Software Load Balancer offre le funzionalità seguenti:

• Bilanciamento del carico del traffico di rete TCP e UDP destinato ad Azure Stack HCI da reti esterne e interne o traffico nord-sud e est-ovest. Sono incluse le reti virtuali basate su Virtualizzazione rete Hyper-V e le reti logiche basate su VLAN.
• Supporto per NAT (Network Address Translation) per il traffico in ingresso e in uscita.
• Miglioramenti delle prestazioni, ad esempio Direct Server Return, probe di integrità basati su host e supporto automatico per la modalità attiva-attiva.
• Integrazione con Switch Embedded Teaming (SET) o Single Root Input-Output Virtualization (SR-IOV).

Architettura del bilanciamento del carico software

Il diagramma seguente illustra i componenti dell'architettura del bilanciamento del carico software di Azure Stack HCI:

L'architettura del bilanciamento del carico software è costituita dai componenti dell'infrastruttura seguenti:

• Controller di rete, che ospita Software Load Balancing (SLB) Manager ed esegue le attività seguenti:

  • Elabora i comandi del bilanciamento del carico provenienti da applicazioni di gestione come PowerShell, Windows Admin Center o Virtual Machine Manager (VMM) che puntano all'API northbound.
  • Effettua il provisioning dei criteri di bilanciamento del carico per la distribuzione nei nodi del cluster Azure Stack HCI e nelle macchine virtuali Software Load Balancer Multiplexer in base ai comandi SLB.
  • Monitora e valuta lo stato di integrità dell'infrastruttura SLB.

• Software Load Balancer Multiplexers, che:

  • Elaborare il traffico di rete in ingresso.
  • Eseguire il mapping di indirizzi IP virtuali (IP) agli indirizzi IP dinamici assegnati alle macchine virtuali del pool back-end.
  • Inoltrare il traffico agli indirizzi IP dinamici corretti.

  I multiplexer usano BGP (Border Gateway Protocol) per annunciare le route VIP nei router perimetrali. I probe BGP Keep Alive notificano ai multiplexer quando uno o più multiplexer generano errori. I multiplexer attivi rimanenti possono ridistribuire il carico in risposta all'errore, fornendo effettivamente il bilanciamento del carico.

• Nodi del cluster Azure Stack HCI che eseguono il ruolo server Hyper-V che ospita le VM del mutiplexer.

• Agente host di bilanciamento del carico software in ogni nodo del cluster Azure Stack HCI che fa parte dell'ambiente del servizio di bilanciamento del carico software. L'agente host SLB è in ascolto per gli aggiornamenti dei criteri SLB dal controller di rete e applica le regole SLB ai commutatori virtuali Hyper-V locali.

• Commutatore virtuale Hyper-V abilitato per SDN, che:

  • Elabora il percorso dati per SLB.
  • Accetta il traffico di rete in ingresso dal multiplexer.
  • Ignora il multiplexer per il traffico di rete in uscita, inviandolo a un router abilitato per BGP usando Direct Server Return.

• Router abilitato per BGP, che:

  • Instrada il traffico in ingresso al multiplexer usando il routing multipath con un costo equivalente.
  • Usa la route fornita dal ruolo Hyper-V ospitato nei nodi del cluster Azure Stack HCI per il traffico di rete in uscita.
  • Resta in ascolto di aggiornamenti delle route per gli indirizzi VIP dal multiplexer di bilanciamento del carico software.
  • Rimuove i multiplexer SLB dalla rotazione SLB se i probe Keep Alive si guastano.

• Strumenti di gestione come PowerShell, Windows Admin Center e VMM in grado di comunicare con l'API northbound del controller di rete e l'infrastruttura corrispondente del servizio di bilanciamento del carico software.

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