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