VMWare Routen anhand des IP-HashRouten anhand des IP-Hash

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Grundsätzliches

  • Der virtuelle Switch wählt Uplinks für virtuelle Maschinen anhand der Quell- und Ziel-IP-Adresse jedes Pakets aus.
  • Um den Uplink für eine virtuelle Maschine zu berechnen, unterzieht der virtuelle Switch das letzte Oktett der Quell- und der Ziel-Adresse im Paket einer XOR-Operation
  • Des weiteren nimmt er am Ergebnis eine weitere Berechnung anhand der Anzahl von Uplinks in der NIC-Gruppe vor.
  • Das Ergebnis ist eine Zahl zwischen 0 und der Anzahl von Uplinks in der Gruppe minus 1.
  • Jede virtuelle Maschine kann jeden Uplink in der NIC-Gruppe verwenden, je nach Quell- und Ziel-IP-Adresse.
  • Auf diese Weise kann jede virtuelle Maschine die Bandbreite jedes Uplinks in der Gruppe nutzen.
  • Bei virtuellen Maschinen in einer Umgebung mit vielen unabhängigen virtuellen Maschinen kann der IP-Hash-Algorithmus eine gleichmäßige Verteilung des Datenverkehrs zwischen den Netzwerkkarten in der Gruppe bewirken.
  • Wenn eine virtuelle Maschine mit mehreren Ziel-IP-Adressen kommuniziert, kann der virtuelle Switch für jede Ziel-IP-Adresse einen anderen Hashwert generieren.
  • So können die Pakete verschiedene Uplinks auf dem virtuellen Switch nutzen und einen potenziell höheren Durchsatz erzielen.
  • In Umgebungen mit wenigen IP-Adressen ist es jedoch möglich, dass der virtuelle Switch den Datenverkehr immer über denselben Uplink in einer Gruppe leitet.
  • Wenn auf Ihren Datenbankserver beispielsweise von einem einzigen Anwendungsserver zugegriffen wird, berechnet der virtuelle Switch immer denselben Uplink, da nur ein Quell-Ziel-Paar existiert.

Konfiguration von physischen Switches

  • Damit der IP-Hash-Lastausgleich korrekt funktionieren kann, müssen Sie auf dem physischen Switch einen Etherchannel konfiguriert haben.
  • Mit dem Etherchannel werden mehrere Netzwerkadapter zu einer einzigen logischen Verknüpfung gebündelt.
  • Wenn Ports zu einem Etherchannel gebündelt sind, wird jedes Mal, wenn auf dem physischen Switch über unterschiedliche Ports ein Paket von derselben MAC-Adresse eingeht, die Tabelle des Content Addressable Memory (CAM) auf dem Switch korrekt aktualisiert.
  • Angenommen, der physische Switch empfängt Pakete von der MAC-Adresse A auf den Ports 01 und 02.
  • Der Switch trägt nun 01-A und 02-A in seine CAM-Tabelle ein.
  • Der Switch kann also den eingehenden Datenverkehr auf die korrekten Ports verteilen.
  • Ohne Etherchannel vermerkt der Port zunächst, dass ein Paket von MAC-Adresse A auf Port 01 eingegangen ist.
  • Wenn anschließend ein Paket von MAC-Adresse A über Port 02 eingeht, wird einfach derselbe Eintrag aktualisiert.
  • Das bewirkt, dass der physische Switch den eingehenden Datenverkehr nur an Port 02 weiterleitet und Pakete ihr Ziel eventuell nicht erreichen oder den entsprechenden Uplink überladen.

Einschränkungen und Konfigurationsanforderungen

  • ESXi-Hosts unterstützen die IP-Hash-Gruppierung auf einem einzelnen physischen Switch oder auf gestapelten Switches.
  • ESXi-Hosts unterstützen nur die 802.3ad-Linkzusammenfassung im statischen Modus.
  • Bei vSphere Standard Switches kann nur ein statischer Etherchannel verwendet werden.
  • LACP wird nicht unterstützt.
  • Wenn Sie den IP-Hash-Lastausgleich ohne 802.3ad-Linkzusammenfassung oder umgekehrt aktivieren, kann es zu Störungen im Netzwerk kommen.
  • Beim IP-Hash-Lastausgleich darf ausschließlich die Netzwerkausfallerkennung „Nur Verbindungsstatus“ verwendet werden.
  • Alle Uplinks aus der Gruppe müssen in der Failover-Liste der aktiven Uplinks enthalten sein.
  • Die Listen der Standby-Uplinks und ungenutzten Uplinks müssen leer sein.
  • Die Anzahl der Ports im Etherchannel muss gleich sein wie die Anzahl der Uplinks in der Gruppe.

Überlegungen zum Routen anhand des IP-Hash

Vorteile

  • Gleichmäßigere Verteilung der Last im Vergleich zum Routen anhand des ursprünglichen virtuellen Ports und dem Routen anhand des Quell-MAC-Hash.
  • Begründet durch die Tatsache das der virtuelle Switch den Uplink für jedes Paket berechnet
  • Potenziell höherer Durchsatz bei virtuellen Maschinen, die mit mehreren IP-Adressen kommunizieren

Nachteile

  • Höchste Ressourcennutzung gegenüber allen anderen Lastausgleichsalgorithmen
  • Der virtuelle Switch kennt die tatsächliche Last auf den Uplinks nicht.
  • Erfordert Änderungen am physischen Netzwerk.
  • Komplexe Fehlerbehebung

Quelle