ネットワーク コントローラーの高可用性
適用対象: Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Azure Stack HCI バージョン 21H2 および 20H2
このトピックでは、ソフトウェア定義ネットワーク (SDN) のネットワーク コントローラーの高可用性とスケーラビリティの構成について説明します。
データセンターに SDN を展開すると、ネットワーク コントローラーを使用して、RAS ゲートウェイ、ソフトウェア ロード バランサー、テナント通信用の仮想ネットワーク ポリシー、データセンター ファイアウォール ポリシー、SDN ポリシーのサービス品質 (QoS)、ハイブリッド ネットワーク ポリシーなど、多くのネットワーク要素を一元的に展開、監視、管理できます。
ネットワーク コントローラーは SDN 管理の基礎となるため、ネットワーク コントローラーの展開によって、高可用性が提供され、データセンターのニーズに応じてネットワーク コントローラー ノードを簡単にスケールアップまたはスケールダウンできる機能が得られることが重要です。
ネットワーク コントローラーを単一のマシン クラスターとして展開することもできますが、高可用性とフェールオーバーを実現するには、少なくとも 3 台のマシンを含む複数のマシン クラスターにネットワーク コントローラーを展開する必要があります。
注意
ネットワーク コントローラーは、サーバー コンピューターまたは Windows Server 2016 Datacenter Edition が実行している仮想マシン (VM) のいずれかに展開できます。 VM にネットワーク コントローラーを展開する場合は、やはり Datacenter Edition が実行している Hyper-V ホスト上で VM が実行されている必要があります。 ネットワーク コントローラーは、Windows Server 2016 Standard Edition では使用できません。
Service Fabric アプリケーションとしてのネットワーク コントローラー
高可用性とスケーラビリティを実現するため、ネットワーク コントローラーは Service Fabric に依存しています。 Service Fabric では、スケーラブルで信頼性が高く、管理しやすいアプリケーションを構築するための分散システム プラットフォームが提供されています。
Service Fabric ではスケーラブルな分散システムを構築するために必要な機能がプラットフォームとして提供されています。 これにより、複数のオペレーティング システム インスタンスのホスティング、インスタンス間の状態情報の同期、リーダーの選択、障害検出、負荷分散などのサービスが提供されます。
注意
Azure での Service Fabric については、「Azure Service Fabric の概要」を参照してください。
ネットワーク コントローラーを複数のマシンに展開すると、ネットワーク コントローラーは 1 つの Service Fabric クラスター上の 1 つの Service Fabric アプリケーションとして実行します。 一連のオペレーティング システム インスタンスを接続することで、Service Fabric クラスターを構成できます。
ネットワーク コントローラー アプリケーションは、複数のステートフルな Service Fabric サービスで構成されます。 各サービスは、物理ネットワーク管理、仮想ネットワーク管理、ファイアウォール管理、ゲートウェイ管理などのネットワーク機能を担当します。
各 Service Fabric サービスには、1 つのプライマリ レプリカと 2 つのセカンダリ レプリカがあります。 プライマリ サービス レプリカは要求を処理しますが、2 つのセカンダリ サービス レプリカは、プライマリ レプリカが何らかの理由で無効になるか、使用できない状況での高可用性を提供します。
次の図は、5 台のマシンを持つネットワーク コントローラー Service Fabric クラスターを示しています。 ファイアウォール サービス、ゲートウェイ サービス、ソフトウェア負荷分散 (SLB) サービス、仮想ネットワーク (Vnet) サービスの 4 つのサービスが 5 台のマシンに分散されています。 4 つの各サービスには、1 つのプライマリ サービス レプリカと 2 つのセカンダリ サービス レプリカが含まれています。
Service Fabric を使用する利点
ネットワーク コントローラー クラスターに対して Service Fabric を使用する主な利点を次に示します。
高可用性とスケーラビリティ
ネットワーク コントローラーはデータセンター ネットワークの中核をなすため、障害に対する回復性と、データセンター ネットワークが時が経つにつれてアジャイルに変化できるための十分な拡張性を両方備えている必要があります。 これらの機能は、次の特長によって提供されます。
- 高速フェールオーバー。 Service Fabric では非常に高速なフェールオーバーが提供されます。 複数のホットなセカンダリ サービス レプリカを常に使用できます。 ハードウェア障害が原因で 1 つのオペレーティング システム インスタンスが使用できなくなった場合、セカンダリ レプリカの 1 つがすぐにプライマリ レプリカに昇格します。
- 規模の機敏性。 これらの信頼性の高いサービスは、リソースのニーズに応じて数個のインスタンスから数千のインスタンスにすばやく簡単にスケールアップし、その後数個のインスタンスに戻すことができます。
永続ストレージ
ネットワーク コントローラー アプリケーションには、その構成と状態について大きなストレージ要件があります。 また、アプリケーションは計画的および計画外の停止をまたいで使用できる必要があります。 このため、Service Fabric では、レプリケートされるトランザクショナルかつ持続的なストアであるキー値ストア (KVS) が提供されています。
モジュール性
ネットワーク コントローラーは、各ネットワーク サービス (仮想ネットワーク サービスやファイアウォール サービスなど) を個別のサービスとして組み込むモジュール型アーキテクチャで設計されています。
このアプリケーション アーキテクチャには、次の利点があります。
- ネットワーク コントローラーのモジュール性により、ニーズの進化に応じて、サポートされている各サービスの独立した開発が可能です。 たとえば、ソフトウェア負荷分散サービスは、他のサービスやネットワーク コントローラーの通常の動作に影響を与えることなく更新できます。
- ネットワーク コントローラーのモジュール性により、ネットワークの進化に合わせて新しいサービスを追加できます。 既存のサービスに影響を与えることなく、新しいサービスをネットワーク コントローラーに追加できます。
注意
Windows Server 2016 では、ネットワーク コントローラーへのサード パーティのサービスの追加はサポートされていません。
Service Fabric モジュール性では、アプリケーションの開発、展開、およびサービスの容易さを最大化するためのサービス モデル スキーマが使用されています。
ネットワーク コントローラーの展開オプション
System Center Virtual Machine Manager (VMM) を使用してネットワーク コントローラーを展開するには、「SDN ネットワーク コントローラーを VMM ファブリックに設定する」を参照してください。
スクリプトを使用してネットワーク コントローラーを展開するには、「スクリプトを使用してソフトウェア定義ネットワーク インフラストラクチャを展開する」を参照してください。
Windows PowerShell を使用してネットワーク コントローラーを展開するには、「Windows PowerShell を使用してネットワーク コントローラーを展開する」を参照してください。
ネットワーク コントローラーの詳細については、ネットワーク コントローラーに関する記事を参照してください。