Programowy moduł równoważenia obciążenia w usłudze Azure Stack HCI

  • 10 min

Rozwiązanie Azure Stack HCI obsługuje różne typy programowych modułów równoważenia obciążenia. W tej lekcji opisano funkcje i architekturę programowych modułów równoważenia obciążenia oraz ich korzyści w porównaniu z ich odpowiednikami opartymi na sprzęcie.

Zalety programowego modułu równoważenia obciążenia

Moduły równoważenia obciążenia oparte na oprogramowaniu zapewniają następujące korzyści:

  • Zwiększ elastyczność, odporność, skalowalność i wydajność.
  • Eliminowanie typowych wyzwań związanych z tradycyjnymi sprzętowymi modułami równoważenia obciążenia, takimi jak kosztowne kontrakty pomocy technicznej i destrukcyjne uaktualnienia oprogramowania układowego.
  • Znacznie zmniejsza złożoność konfigurowania wdrożeń o wysokiej dostępności.

Dzięki programowemu modułowi równoważenia obciążenia usługi Azure Stack HCI maszyny wirtualne, które hostują składniki równoważenia obciążenia, znajdują się w tej samej infrastrukturze co obciążenia ze zrównoważonym obciążeniem. Ta konfiguracja oznacza, że moduły równoważenia obciążenia korzystają z cech podstawowej platformy, w tym szybkiej aprowizacji, z wysoką przepływnością i małymi opóźnieniami w operacjach sieciowych wewnątrz klastra.

Funkcje programowego modułu równoważenia obciążenia

Usługa Azure Stack HCI Software Load Balancer to model Open SystemsConnect (OSI) w warstwie 4 modułu równoważenia obciążenia. Programowy moduł równoważenia obciążenia dystrybuuje ruch przychodzący między zasoby sieci wirtualnej w puli zaplecza zgodnie z zdefiniowanymi regułami. Programowy moduł równoważenia obciążenia oferuje następujące funkcje:

  • Równoważenie obciążenia ruchu sieciowego TCP i UDP przeznaczonego dla usługi Azure Stack HCI z sieci zewnętrznych i wewnętrznych lub ruchu północno-południowego i zachodniego. Te sieci obejmują sieci wirtualne oparte na wirtualizacji sieci funkcji Hyper-V i sieci logiczne oparte na sieci VLAN.
  • Obsługa translatora adresów sieciowych (NAT) dla ruchu przychodzącego i wychodzącego.
  • Ulepszenia wydajności, takie jak bezpośredni zwrot serwera, sondy kondycji oparte na hoście i automatyczna obsługa trybu Active-Active.
  • Integracja z funkcją Set (Switch Embedded Teaming) lub wirtualizacją danych wejściowych z jednym elementem głównym (SR-IOV).

Architektura programowego modułu równoważenia obciążenia

Na poniższym diagramie przedstawiono składniki architektury programowego modułu równoważenia obciążenia usługi Azure Stack HCI:

Diagram depicting the architectural components of an Azure Stack HCI SLB.

Architektura programowego modułu równoważenia obciążenia (SLB) składa się z następujących składników infrastruktury:

  • Kontroler sieci, który hostuje Menedżera równoważenia obciążenia oprogramowania i wykonuje następujące zadania:

    • Przetwarza polecenia modułu równoważenia obciążenia pochodzące z aplikacji do zarządzania, takich jak PowerShell, Windows Administracja Center lub Virtual Machine Manager (VMM), które są przeznaczone dla jego interfejsu API ruchu północnego.
    • Aprowizowanie zasad modułu równoważenia obciążenia na potrzeby dystrybucji do węzłów klastra usługi Azure Stack HCI i maszyn wirtualnych multiplexer programowego modułu równoważenia obciążenia na podstawie poleceń SLB.
    • Monitoruje i ocenia stan kondycji infrastruktury SLB.

  • Programowe moduły równoważenia obciążenia — multipleksery, które:

    • Przetwarzanie przychodzącego ruchu sieciowego.
    • Zamapuj wirtualne adresy IP (VIP) na dynamiczne adresy IP przypisane do maszyn wirtualnych puli zaplecza.
    • Przekaż ruch do prawidłowych dynamicznych adresów IP.

    Multipleksery używają protokołu BGP (Border Gateway Protocol) do anonsowania tras adresów VIP do routerów brzegowych. Sondy BGP Keep Alive powiadamiają multipleksery, gdy co najmniej jeden multiplekser nie powiedzie się. Pozostałe aktywne multipleksery mogą redystrybuować obciążenie w odpowiedzi na awarię, co skutecznie zapewnia równoważenie obciążenia modułów równoważenia obciążenia.

  • Węzły klastra rozwiązania Azure Stack HCI z rolą serwera funkcji Hyper-V hostujące maszyny wirtualne multipleksera.

  • Agenci hosta SLB w każdym węźle klastra usługi Azure Stack HCI, który jest częścią środowiska SLB. Agent hosta SLB nasłuchuje aktualizacji zasad SLB z kontrolera sieci i stosuje reguły SLB do lokalnych przełączników wirtualnych funkcji Hyper-V.

  • Przełącznik wirtualny funkcji Hyper-V z włączoną obsługą sieci SDN, który:

    • Ścieżka danych przetwarza dla SLB.
    • Akceptuje przychodzący ruch sieciowy z multipleksera.
    • Pomija multiplekser dla ruchu sieciowego wychodzącego, wysyłając go do routera z obsługą protokołu BGP przy użyciu funkcji Direct Server Return.

  • Router z obsługą protokołu BGP, który:

    • Kieruje ruch przychodzący do multipleksera przy użyciu routingu wielościeżkowego równego kosztu.
    • Używa trasy udostępnianej przez rolę funkcji Hyper-V hostowaną w węzłach klastra azure Stack HCI dla ruchu wychodzącego sieci.
    • Nasłuchuje aktualizacji tras dla adresów VIP z multipleksera SLB.
    • Usuwa multipleksery SLB z rotacji SLB, jeśli sondy Keep Alive kończą się niepowodzeniem.

  • Narzędzia do zarządzania, takie jak PowerShell, Windows Administracja Center i VMM, które mogą komunikować się z interfejsem API northbound kontrolera sieci i odpowiednią infrastrukturą SLB.