Azure Stack HCI の物理ネットワーク要件

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適用対象: Azure Stack HCI バージョン 23H2 および 22H2

この記事では、Azure Stack HCI の物理 (ファブリック) ネットワークに関する考慮事項と要件、特にネットワーク スイッチについて説明します。

注意

Azure Stack HCI バージョンの要件は、将来変更される可能性があります。

Azure Stack HCI のネットワーク スイッチ

Microsoft では、以下の「ネットワーク スイッチの要件」セクションで特定された標準とプロトコルに対して Azure Stack HCI をテストします。 Microsoft ではネットワーク スイッチを認定していませんが、ベンダーと協力して、Azure Stack HCI 要件をサポートするデバイスを特定します。

重要

ここに記載されていないテクノロジやプロトコルを使用するその他のネットワーク スイッチも動作する可能性がありますが、Microsoft は Azure Stack HCI での動作を保証できません。また、発生する問題のトラブルシューティングをサポートできないおそれがあります。

ネットワーク スイッチを購入する場合は、スイッチ ベンダーに問い合わせて、デバイスが指定したロールの種類の Azure Stack HCI 要件を満たしていることを確認してください。 以下のベンダー (アルファベット順) は、自社のスイッチが Azure Stack HCI の要件に対応していることを確認しています。

[ベンダー] タブをクリックすると、Azure Stack HCI トラフィックの種類ごとに検証済みのスイッチが表示されます。 これらのネットワーク分類については、 こちらを参照してください。

重要

これらのリストは、ネットワーク スイッチ ベンダーによって変更が通知されると更新されます。

お使いのスイッチが含まれていない場合は、スイッチのベンダーに問い合わせて、スイッチのモデルとスイッチのオペレーティング システムのバージョンが、次のセクションの要件に対応していることを確認してください。

ネットワーク スイッチの要件

このセクションでは、Azure Stack HCI デプロイで使用されるネットワーク スイッチの特定のロールに必須の業界標準を示します。 これらの標準は、Azure Stack HCI クラスターのデプロイにおいて、ノード間に信頼性の高い通信を確保するのに役立ちます。

注意

コンピューティング、ストレージ、管理の各トラフィックに使用されるネットワーク アダプターには、イーサネットが必要です。 詳細については、「ホスト ネットワークの要件」を参照してください。

必須の IEEE 標準と仕様は次のとおりです。

23H2 ロールの要件

要件 管理 ストレージ Compute (Standard) コンピューティング (SDN)
仮想 LANS ✓ ✓ ✓ ✓
優先度フロー制御 ✓
強化された伝送選択 ✓
LLDP ポート VLAN ID ✓
LLDP VLAN 名 ✓ ✓ ✓
LLDP リンク集約 ✓ ✓ ✓ ✓
LLDP ETS の構成 ✓
LLDP ETS の推奨事項 ✓
LLDP PFC の設定 ✓
LLDP の最大フレーム サイズ ✓ ✓ ✓ ✓
最大送信ユニット ✓
ボーダー ゲートウェイ プロトコル ✓
DHCP リレー エージェント ✓

注意

ゲスト RDMA には、コンピューティング (Standard) とストレージの両方が必要です。

標準: IEEE 802.1Q

イーサネット スイッチは、VLAN を定義する IEEE 802.1 Q 仕様に準拠している必要があります。 VLAN は Azure Stack HCI のいくつかの側面に必要であり、すべてのシナリオで必要です。

標準: IEEE 802.1Qbb

Azure Stack HCI ストレージ トラフィックに使用されるイーサネット スイッチは、優先度フロー制御 (PFC) を定義する IEEE 802.1Qbb 仕様に準拠している必要があります。 PFC は、データ センター ブリッジング (DCB) を使用する場合に必要です。 DCB は RoCE と iWARP RDMA の両方のシナリオで使用できるため、802.1 Qbb はすべてのシナリオで必要です。 スイッチ機能またはポート速度をダウングレードせずに、少なくとも 3 つのサービスのクラス (CoS) の優先順位が必要です。 これらのトラフィック クラスのうち少なくとも 1 つは、無損失通信を提供する必要があります。

標準: IEEE 802.1Qaz

Azure Stack HCI ストレージ トラフィックに使用されるイーサネット スイッチは、拡張伝送選択 (ETS) を定義する IEEE 802.1Qaz 仕様に準拠している必要があります。 ETS は、DCB を使用する場合に必要です。 DCB は RoCE と iWARP RDMA の両方のシナリオで使用できるため、802.1Qaz はすべてのシナリオで必要です。

スイッチ機能またはポート速度をダウングレードせずに、少なくとも 3 つの CoS の優先順位が必要です。 さらに、デバイスでイングレス QoS レートの定義が許可されている場合は、イングレス レートを構成しないか、またはエグレス (ETS) レートとまったく同じ値に構成することをお勧めします。

注意

ハイパーコンバージド インフラストラクチャは、同じラック内での East-West レイヤー 2 通信への依存度が高いため、ETS が必要となります。 Microsoft では、DSCP (Differentiated Services Code Point) を使用した Azure Stack HCI のテストを行っていません。

標準: IEEE 802.1AB

イーサネット スイッチは、Link Layer Discovery Protocol (LLDP) を定義する IEEE 802.1AB 仕様に準拠している必要があります。 LLDP は Azure Stack HCI に必要であり、物理ネットワーク構成のトラブルシューティングにも使用できます。

LLDP の Type-Length-Values (TLV) の構成は、動的に有効にする必要があります。 スイッチには、特定の TLV を有効化する以外に、追加の構成は必要ありません。 たとえば、802.1 サブタイプ 3 を有効にすると、スイッチ ポートで使用可能なすべての VLAN が自動的にアドバタイズされます。

カスタム TLV の要件

LLDP を使用すると、組織は独自のカスタム TLV を定義してエンコードすることができます。 これらは、組織固有の TLV と呼ばれます。 すべての組織固有の TLV は、127 という LLDP TLV Type 値で開始されます。 次の表は、どの組織固有のカスタム TLV (TLV Type 127) サブタイプが必要かを示しています。

Organization TLV サブタイプ
IEEE 802.1 ポート VLAN ID (サブタイプ = 1)
IEEE 802.1 VLAN 名 (サブタイプ = 3)
最小 10 VLAN
IEEE 802.1 リンク アグリゲーション (サブタイプ = 7)
IEEE 802.1 ETS 構成 (サブタイプ = 9)
IEEE 802.1 ETS レコメンデーション (サブタイプ = A)
IEEE 802.1 PFC 構成 (サブタイプ = B)
IEEE 802.3 最大フレーム サイズ (サブタイプ = 4)

最大送信ユニット

最大転送単位 (MTU) は、データ リンクを介して送信できる最大サイズのフレームまたはパケットです。 SDN カプセル化には、1514 - 9174 の範囲が必要です。

ボーダー ゲートウェイ プロトコル

Azure Stack HCI SDN コンピューティング トラフィックに使用されるイーサネット スイッチは、Border Gateway Protocol (BGP) をサポートしている必要があります。 BGP は、2 つ以上のネットワーク間でルーティングと到達可能性情報を交換するために使用される標準ルーティング プロトコルです。 BGP の伝達が有効になっているすべてのサブネットのルート テーブルに、ルートが自動的に追加されます。 これは、SDN と動的ピアリングを使用してテナント ワークロードを有効にするために必要です。 RFC 4271: Border Gateway Protocol 4

DHCP リレー エージェント

Azure Stack HCI 管理トラフィックに使用されるイーサネット スイッチは、DHCP リレー エージェントをサポートする必要があります。 DHCP リレー エージェントは、サーバーが別のネットワークに存在する場合に、DHCP サーバーとクライアントの間で要求と応答を転送するために使用される任意の TCP/IP ホストです。 PXE ブート サービスに必要です。 RFC 3046: DHCPv4 または RFC 6148: DHCPv4

ネットワーク トラフィックとアーキテクチャ

このセクションは、主にネットワーク管理者を対象としています。

Azure Stack HCI は、2 層 (Spine-Leaf) や 3 層 (Core-Aggregation-Access) など、さまざまなデータ センター アーキテクチャで機能することができます。 このセクションでは、Azure Stack HCI などのハイパーコンバージド インフラストラクチャのワークロードで一般的に使用される Spine-Leaf トポロジの概念を詳しく説明します。

ネットワーク モデル

ネットワーク トラフィックは、その方向によって分類することができます。 従来の記憶域ネットワーク (SAN) 環境は、トラフィックの向きは主に North-South であり、トラフィックは、レイヤー 3 (IP) 境界を越えて、コンピューティング層からストレージ層に流れます。 ハイパーコンバージド インフラストラクチャは、East-West への依存がより高く、トラフィックの大部分がレイヤー 2 (VLAN) 境界内にとどまります。

重要

サイト内のすべてのクラスター ノードを物理的に同じラック内に配置し、同じ Top-of-Rack (ToR) スイッチに接続することを強くお勧めします。

Azure Stack HCI の North-South トラフィック

North-South トラフィックには次のような特徴があります。

  • トラフィックは ToR スイッチからスパインに流れるか、スパインから ToR スイッチに流れる。
  • トラフィックは物理ラックから出ていくか、レイヤー 3 境界 (IP) を越える。
  • 管理 (PowerShell、Windows Admin Center)、コンピューティング (VM)、サイト間ストレッチ クラスター トラフィックが含まれます。
  • 物理ネットワークへの接続にイーサネット スイッチを使用する。

Azure Stack HCI の East-West トラフィック

East-West トラフィックには次のような特徴があります。

  • トラフィックは ToR スイッチとレイヤ 2 境界 (VLAN) 内に残ります。
  • 同じクラスター内のノード間のストレージ トラフィックまたはライブ マイグレーション トラフィックと、同じサイト内の (ストレッチ クラスターを使用している場合) が含まれます。
  • 次の 2 つのセクションで説明するように、イーサネット スイッチ (スイッチ) または直接 (スイッチレス) 接続を使用可能

スイッチの使用

North-South トラフィックでは、スイッチを使用する必要があります。 Azure Stack HCI に必要なプロトコルをサポートするイーサネット スイッチを使用することに加え、最も重要なのはネットワーク ファブリックの適切なサイズ設定です。

イーサネット スイッチがサポートできる「非ブロッキング」ファブリック帯域幅を理解し、ネットワークのオーバーサブスクリプションを最小化 (または可能であれば排除) することが不可欠です。

一般的な輻輳ポイントとオーバーサブスクリプション (パス冗長性に使用されるマルチシャーシ リンク集計グループなど) は、サブネットと VLAN を適切に使用することで排除できます。 また、「ホスト ネットワークの要件」も参照してください。

ネットワーク ベンダーまたはネットワーク サポート チームと協力して、実行しようとするワークロードに合わせてネットワーク スイッチのサイズが適切に設定されていることを確認してください。

スイッチレスの使用

Azure Stack HCI では、クラスター内の各ノードがクラスター内のすべてのノードに冗長接続している限り、すべてのクラスター サイズの East-West トラフィックのスイッチレス (直接) 接続をサポートしています。 これは "フルメッシュ" 接続と呼ばれます。

フルメッシュ スイッチレス接続を示す図

インターフェイス ペア Subnet VLAN
管理ホスト vNIC 顧客固有 顧客固有
SMB01 192.168.71.x/24 711
SMB02 192.168.72.x/24 712
SMB03 192.168.73.x/24 713

注意

ネットワーク アダプターの必要数に合わせてクラスターが 3 つのノードより大きくなるほど、スイッチレス デプロイの利点は減少していきます。

スイッチレス接続のメリット

  • East-West トラフィックでは、スイッチを購入する必要はありません。 North-South トラフィックではスイッチが 1 つ必要です。 これにより、資本支出 (CAPEX) コストが削減できますが、クラスター内のノード数によって異なります。
  • スイッチがないため、ホストの構成を行うだけで済み、必要な構成手順の潜在的な数を減らすことができます。 このメリットは、クラスターのサイズが大きくなるにつれて減少します。

スイッチレス接続のデメリット

  • IP とサブネットのアドレス指定スキームには、より綿密な計画が必要です。
  • 提供されるのはローカル ストレージ アクセスのみです。 管理トラフィック、VM トラフィック、および North-South アクセスを必要とするその他のトラフィックでは、これらのアダプターを使用できません。
  • クラスター内のノードの数が増加していくと、ネットワーク アダプターのコストがネットワーク スイッチを使用するコストを超過する可能性があります。
  • 3 つのノード クラスターを大幅に超えて拡張することはできません。 ノードの数が増えると、追加のケーブル接続と構成が必要になり、それはスイッチを使用する複雑さを超える可能性があります。
  • クラスターの拡張は複雑であり、ハードウェアとソフトウェアの構成を変更する必要があります。

次の手順