Windows Server 2012でのNICチーミング

Windows Server 2012のリリースに伴い、NICチーミングテクノロジーはサーバーオペレーティングシステムの標準機能になりました。 長い間、Windowsプラットフォーム用のネットワークアダプタを結合(グループ化)するためのソリューションは、主に機器サプライヤのサードパーティメーカーによってのみ提供されていました。 Windows Server 2012には、さまざまなメーカーのアダプターを含むネットワークアダプターをグループ化できるツールが含まれています。



NICチーミングを提供するものは何ですか?



NICチーミングテクノロジーは、ロードバランシング/フェイルオーバー(LBFO)とも呼ばれ、Windows Server 2012のすべてのエディションおよびすべてのサーバー操作モード(コア、MinShell、フルGUI)で使用できます。 複数の物理ネットワークアダプターをグループにまとめる(タイミング)と、仮想ネットワークインターフェイスtNICが出現します。これは、オペレーティングシステムの上位レベルのグループを表します。



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アダプターをグループにグループ化すると、主に2つの利点があります。





Windows Server 2012のNICチーミングの機能



Windows Server 2012では、最大32個のイーサネットネットワークアダプターをグループ化できます。 非イーサネットアダプター(Bluetooth、Infinibandなど)のタイミングはサポートされていません。 原則として、たとえばVLANでトラフィックを分離するために、グループに含めることができるアダプターは1つだけですが、明らかに、この場合はフォールトトレランスは提供されません。



グループに含まれるネットワークアダプターのドライバーは、Windows Hardware Qualification and Logo(WHQL)でデジタル署名する必要があります。 この場合、異なるメーカーのアダプターをグループにまとめることができます。これは、Microsoftがサポートする構成です。



1つのグループに含めることができるのは、同じ速度の接続を持つアダプターのみです。



統合されたタイミングとサードパーティのタイミングを同じサーバーで使用することはお勧めしません。 サードパーティのタイミングに含まれるアダプターが通常のOSツールで作成されたグループに追加された場合、構成はサポートされません。



NICチーミングオプション



タイミンググループを作成するとき、いくつかのパラメーターを指定する必要があります(以下で説明します)。そのうちの2つは基本的に重要です:チーム化モードと負荷分散モード。



タイミングモード



タイミンググループは、スイッチ依存モードとスイッチ独立モードの2つのモードで動作できます。



名前が示すとおり、最初のオプション(スイッチに依存)では、グループ内のすべてのアダプターが接続されているスイッチを構成する必要があります。 2つのオプションが可能です。静的スイッチ構成(IEEE 802.3adドラフトv1)、またはリンク集約制御プロトコル(LACP、IEEE 802.1ax)の使用。



スイッチ独立モードでは、グループアダプターを異なるスイッチに接続できます。 多分強調しますが、これは必要ではありません。 単純に、そうであれば、フォールトトレランスはネットワークアダプターレベルだけでなく、スイッチレベルでも提供できます。



バランスモード



タイミングの動作モードを示すことに加えて、トラフィックの分散モードまたはバランシングモードも指定する必要があります。 本質的に、Hyper-Vポートとアドレスハッシュの2つのモードがあります。



Hyper-Vポート Hyper-Vの役割が昇格され、n番目の数の仮想マシン(VM)があるホストでは、このモードは非常に効果的です。 このモードでは、一部のVMが接続されているHyper-V拡張スイッチポートは、タイミンググループのネットワークアダプターにマップされます。 このVMのすべての発信トラフィックは、常にこのネットワークアダプターを介して送信されます。



アドレスハッシュ 。 このモードでは、送信元アドレスと宛先アドレスに基づいてネットワークパケットのハッシュが計算されます。 結果のハッシュは、いくつかのグループアダプターに関連付けられます。 同じハッシュ値を持つ後続のすべてのパケットは、このアダプターを介して転送されます。



ハッシュは、次の値に基づいて計算できます。



ポートベースのハッシュ計算により、トラフィックをより均等に分散できます。 ただし、TCPまたはUDP以外のトラフィックでは、IPアドレスに基づくハッシュが使用され、非IPトラフィックでは、MACアドレスに基づくハッシュが使用されます。



次の表は、グループの動作モードと選択したトラフィック割り当てアルゴリズムに応じた、インバウンド/アウトバウンドトラフィックの分配のロジックを示しています。 この表に基づいて、構成に最適なオプションを選択できます。



アドレスハッシュ Hyper-Vポート
独立したスイッチ
  • 発信トラフィックは、すべてのアクティブなグループアダプター間で分散されます
  • 着信トラフィックは、1つのインターフェース(グループのメインアダプター)のみに到達します。 グループのメインアダプターに不具合が発生した場合、その機能は別のネットワークアダプターに転送され、すべての着信トラフィックはそのネットワークアダプターに向けられます。


  • タグは、これらのパケットが送信されたHyper-Vスイッチポートへのリンクで発信パケットに添付されます。 1つのポートからのすべてのパケットは、同じグループアダプターに転送されます。
  • 特定のHyper-Vポートを宛先とする受信トラフィックは、パケットの送信に使用される同じグループアダプターに送られます

    この港から



静的、LACP
  • 発信トラフィックは、すべてのアクティブなグループアダプター間で分散されます
  • 着信トラフィックはリダイレクトされます

    スイッチに実装されているロードバランシングアルゴリズムに従って



  • タグは、これらのパケットが送信されたHyper-Vスイッチポートへのリンクで発信パケットに添付されます。 1つのポートからのすべてのパケットは、同じグループアダプターにルーティングされます。 グループがHyper-Vスイッチポート割り当てモードになったが、Hyper-Vスイッチに接続されていなかった場合、すべての発信トラフィックは1つのグループアダプターに送信されます
  • 着信トラフィックは、スイッチに実装された負荷分散アルゴリズムに従ってリダイレクトされます






もう1つのパラメーターに注意する必要があります。 デフォルトでは、グループ内のすべてのアダプターがアクティブであり、トラフィックの送信に使用されます。 ただし、アダプターの1つをスタンバイとして指定できます。 このアダプターは、アクティブなアダプターの1つが故障した場合にのみ「ホット」交換として使用されます。



ゲストOSでのNICチーミング



さまざまな理由により、ホストマシンでタイミングを有効にしたくない場合があります。 または、インストール済みのアダプターを通常のOSツールを使用してタイミングに結合することはできません。 後者は、SR-IOV、RDMA、またはTCP Chimneyをサポートするアダプターに当てはまります。 ただし、ホストにそのような物理ネットワークアダプターが複数ある場合は、ゲストOS内でNICチーミングを使用できます。 ホストに2枚のネットワークカードがあると想像してください。 一部のVMに2つの仮想ネットワークアダプターがあり、これらのアダプターが外部タイプの2つの仮想スイッチを介して2つの物理カードに接続され、Windows Server 2012がVM内にインストールされている場合、ゲストOS内でNICチーミングを構成できます。 また、このようなVMは、タイミング、フォールトトレランス、およびスループットの向上の利点を活用できます。 ただし、Hyper-Vが1つの物理アダプターに障害が発生した場合、このVMのトラフィックを別の物理アダプターに転送する必要があることを理解するには、タイミングに含まれる各仮想NICのプロパティでチェックボックスを設定する必要があります。



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PowerShellでは、同様の設定が次のように指定されます。



Set-VMNetworkAdapter -VMName srv4 -AllowTeaming On
      
      







ゲストOSでは、2つのアダプターのみをグループにグループ化でき、グループでは、スイッチ独立+アドレスハッシュモードのみが可能です。



NICチーミングの構成



タイミングは、サーバーマネージャーのグラフィカルインターフェイスまたはPowerShellで構成できます。 サーバーマネージャーから始めましょう。ここでは、ローカルサーバーとNICチーミングを選択する必要があります。



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[タスク]メニューの[チーム]セクションで、[新しいチーム]を選択します。



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作成されたグループの名前を設定し、グループに含まれるアダプターをマークし、タイミングモード(静的、スイッチ独立、またはLACP)を選択します。



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トラフィックのバランスをとるモードを選択します。



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必要に応じて、スタンバイアダプタを指定します。



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その結果、必要なネットワーク設定を設定する必要があるアダプターのリストに新しいネットワークインターフェイスが表示されます。



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さらに、実際のアダプターのプロパティでは、含まれている多重化フィルターを確認できます。



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PowerShellでは、タイミングを伴う操作は、Lbfoという接尾辞が付いた一連のコマンドによって実装されます。 たとえば、グループの作成は次のようになります。



 New-NetLbfoTeam -Name teamSRV1 -TeamMembers LAN1,LAN2 -TeamingMode SwitchIndependent -LoadBalancingAlgorithm TransportPorts
      
      







ここで、TransportPortsは4タプルハッシュを使用したバランシングを意味します。



新しく作成されたネットワークインターフェイスは、デフォルトで動的IPアドレスを使用することに注意してください。 スクリプトで固定IPおよびDNS設定を設定する必要がある場合は、たとえば次のようにこれを実行できます。



 New-NetIPAddress -InterfaceAlias teamSRV1 -IPAddress 192.168.1.163 -PrefixLength 24 -DefaultGateway 192.168.1.1
      
      





 Set-DnsClientServerAddress -InterfaceAlias teamSRV1 -ServerAddresses 192.168.1.200
      
      







したがって、Windows Server 2012の組み込みツールを使用して、ホストまたは仮想マシンのネットワークアダプターをグループ化し、ネットワークトラフィックのフォールトトレランスを確保し、アダプターの帯域幅を集約できるようになりました。



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資料が役に立てば幸いです。

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