こんにちは、同僚の皆さん！



最近、MicrosoftのKrylatskoyeにあるオフィスで、 System Center 2012 SP1専用のイベントがありました。サービスパックに登場した新しいアイテムの多くがこのイベントで発表されました。 しかし、私の同僚と私はこれらのイベントを分析し、SP1の人々の周りで何が起こっているのかを見て、ネットワーク仮想化のトピック、このテクノロジーの概念は平均的なシステム管理者にはあまり理解されていないという結論に達しました。 テクノロジ自体を意味するのではなく、MS製品にどのように実装されるのか、 Windows Server 2012およびSystem Center 2012 SP1のネットワーク仮想化を担当するテクノロジは何ですか。

最近、ネットワーク仮想化のトピックに関するHabréの投稿がいくつかありましたが、トピックは本当に複雑で重要なので、この問題に特別な注意を払うことにしました。







それで、順番にすべてについて話しましょう。

ネットワーク仮想化

ネットワーク仮想化とは、ネットワークを操作する物理レベルから論理レベルに抽象化できるテクノロジー、つまり仮想化メカニズムです。 ソフトウェアソフトウェアメカニズムのレベルまで。 仮想化も一般的な統合として理解されていますが、ここではわずかに異なる特徴を持っています。 ネットワーク統合とは、一般的な通信環境の上、つまり従来のネットワークアダプターの上に、多数の仮想ネットワークを作成できることを意味します。 このようにして、インフラストラクチャを非常に大量の機器に分散できます。 このソリューションは、中規模企業や複雑な異種インフラストラクチャを備えた大企業よりもプロバイダー向けです。

ただし、仮想ネットワークはもちろん優れていますが、セキュリティはどうでしょうか？ はい、スケーラビリティの問題はクローズドテクノロジーとは言えません。 このため、分離の概念はネットワーク仮想化技術に存在します-簡単に言えば、これは複数の分離されたネットワークが共通の物理チャネル上で動作できるようにするメカニズムであり、チャネルは互いを認識せず、上で動作するかのように動作します専用の物理チャネル。 これは、 BYOIP（Bring Your Own IP）やBYON（Bring Your Own Network）などの一般的なトレンドを実際に実装できるため、非常に重要なポイントです。 これらのアプローチは主にプロバイダーにとって興味深いものであり、 System Center 2012 SP1およびWindows Server 2012 SP1に基づいてクラウドにインフラストラクチャを移行するときに、すべてのネットワークアドレス指定を完全に移行および保存する機能を表します。 （ネットワーク自体とそのコンポーネント-ゲートウェイ、アドレス、仮想アダプター、論理スイッチの作成、特定のパラメーターに応じたネットワークアダプターのポートの分類など）。 しかし、これらはすでに非常に複雑なシナリオなので、今のところ、非常に基本的なことを理解しましょう。Habréの次の投稿で、より複雑なことについてお話しします。

胡のような人

苦労せずに、すべての種類のインフラストラクチャ要素について説明する前に、読者をより困惑させないために、最初に、ネットワーク仮想化とWindows Server 2012およびSystem Center 2012 SP1の機能に関するデバイスのネットワークコンポーネントの回路図に精通することをお勧めします 。







図1.ネットワーク仮想化の概略図



英語名の多くはWSおよびSCでの作業に役立つため、特に削除し始めたわけではありません。 さて、翻訳が添付されている-すべてが明確です。 さて、ダイアグラムを見て、物理層からクライアント層で終わる、このようなネットワークの動作原理を簡単に説明しましょう（この場合、これはVMレベルです）。 一番下のレベルでは、データ転送メディア自体、ハードウェアインフラストラクチャ、物理チャネル、ハードウェア、ネットワークなど、物理的なものがあります。必要なものを呼び出してください。

次に、Hyper-V仮想化ホストがあり、物理ネットワークアダプター上の論理スイッチとアップリンクポートプロファイルという2つの重要な要素が含まれています。 つまり、Hyper-Vホストは、物理環境にアクセスするためのインターフェイスです-一方では、ネットワーク仮想化とVMのインターフェイスの提供-一方では。 論理スイッチは同一の設定を持つHyper-V仮想スイッチのセットであるため、集約内の論理スイッチが論理ネットワークを表すという事実についてお話しできます 。 物事の論理により、論理ネットワークを構成する論理スイッチの構成は、 サイト 、つまり単一の連続したネットワーク空間として分類できます。



しかし、さらに高いレベルまで、ネットワークの仮想化（「ネットワーク」よりも優れている）が私たちから始まります。 次のレベルはVMネットワークです。 仮想マシンネットワークは、すでにネットワークの次のレベルの仮想化を表しています-仮想化のレベルとしての仮想マシンネットワークは、独自のインフラストラクチャを分離できるため、つまり、このレイヤーを使用すると、相互にアクセスできない仮想分離ネットワークを作成できます-ほぼすべてのネットワーク自分を自分の環境の中で唯一の物理的存在として認識しています。

ネットワーク上に仮想マシンがあり、 仮想ネットワークアダプターを使用してネットワークと通信します 。 実際、管理と展開の問題（ System Center 2012 VMM SP1 ）の観点から、 ポートプロファイルがあり、それらは仮想マシンのネットワークアダプターの上に適用され、必要なネットワーク設定を設定します。



要するに、これがどのように機能するかです。次に、VMM 2012 SP1の革新が作業にどのように役立つかを詳しく見てみましょう。

VMMコンポーネント

次に、上記のすべての観点からVMM 2012 SP1のコンポーネントを見てみましょう。



したがって、VMMでの出現順に：



1） 論理ネットワーク -VMMのコンテキストでは、論理ネットワークは、VMネットワークをさらに作成するための前提条件です。つまり、ホストネットワークの仮想化を使用し、仮想分離ネットワークを「スライス」できる単一の連続ネットワークスペースとして提示するメカニズムです。 。 VMM 2012 SP1でのネットワーク仮想化について話すときは、まず最初にこのオブジェクトを作成します。







図2. VMM 2012 SP1の論理ネットワーク



ネットワーク自体の仮想化メカニズムはWindows Server 2012で規定されていたため、12番目のサーバーは、悪名高いVLAN方式なしでネットワークの仮想化を可能にするMSの唯一のOSですが、エンドユーザーが仮想ネットワーク内でこの方式を使用できるようにします。 チップ自体はネットワークアダプターのドライバーレベルでサポートされているため、物理アダプター自体でアクティブにすることを忘れないでください。 その上に仮想スイッチを割り当てます 。







図3. Windows Server 2012での仮想化のためのネットワークフィルタードライバーのアクティブ化



次に、論理ネットワーク自体を作成します。ドライバーで簡単に操作した後、ネットワークの仮想化を使用してそれらを分離できます。







図4.分離されたVMネットワークが後で作成される可能性がある論理ネットワークの作成



2）ネットワークの仮想化を実装するための最も単純な構成で、無限の数の（形容的に）分離されたグリッドを「カット」するために必要なのは、 VMネットワークのレンダリングだけです。 これは基本的に、論理ネットワークの上に構築され、VM間でデータを交換するためのネットワークインフラストラクチャとして提供される論理ネットワークのオブジェクトです。 B、今、私たちは専用の隔離されたインフラストラクチャのために隔離された仮想ネットワーク（VMネットワーク）を作成できます。







図5. SC VMM 2012 SP1でのVMネットワークの作成



ご覧のように、分離はIPv4アドレスとIPv6アドレスに選択的にまたは同時に適用されます。 分離せずにネットワークを作成することも可能です-この場合、VMネットワークの領域は論理ネットワークの領域と一致します-VMネットワークのこれらの構成は、VMMインフラストラクチャオブジェクトとプライベートクラウドへのアクセスを提供するために使用されます。



3）さらにVMMでは、別の興味深いコンポーネントに出会います-これらはMACアドレスプールです。 このメカニズムは、インフラストラクチャの管理と展開の観点から興味深いものです。 言うのは簡単です-各機器メーカーは、デバイスに割り当てるMACアドレスの独自のプールを持っています。 通常、同じハードウェアベンダー内で同様のドライバーとコンポーネントが使用されるため、サーバーカテゴリに必要なコンポーネントを含め、Hyper-Vクラスターをゼロから展開するタスクを自動化できます。 デル、IBM、HPの3つの機器ベンダーがあるとします。







図6. MACアドレスプール



サーバーグループごとに展開イメージを準備することにより、ホストの構成解除の可能性を排除できます。また、MACアドレスのおかげで、イメージが必要なドライバーとコンポーネントが展開先の機器と一致することを保証します。



4）さらにVMMには、 ロードバランサーなどの要素があります。これらは、ハードウェアまたは仮想インフラストラクチャ要素で、仮想で実行される必要なサービスに耐障害性と帯域幅の両方を提供できます。車。 言い換えれば、通常のバランサーです。 デフォルトでは、Microsoft NLBでの動作をサポートしています（そして誰が疑うでしょう！？）が、サードパーティのバランサーのサポートはプロバイダーを通じて提供されます-Citrix NetScalerをインストールして使用できるとしましょう。 覚えておいてください-バランサーを使用する前に、プロバイダーをインストールしてVMMサーバーでそれを操作し、サービス（VMM）を再起動する必要があります。 また、バランサーへのアクセスの詳細も必要になります。







図7. Citrix NetScaler Balancerの登録



5）バランサー自体は便利ですが、この場合は効果がありません。 しかし、 VIP（仮想IP）プロファイル （仮想IPアドレスとバランサーの組み合わせ）を使用し、サービスの展開およびスケーリング時にそれらを使用する場合、このツールは優れています。 つまり、VIPプロファイルは、VMMテンプレートから展開されたときにサービスが受け取る仮想IPアドレスです。 このアドレスは、サービスのすべてのインフラストラクチャコンポーネント（Webサーバー、DBMSなど）を非表示にするため、サービスとテンプレートをデプロイし、VIPプロファイルでバランサーを使用する際に、アクセシビリティとスケーラビリティの問題を解決するためにサービス内にファームとクラスターを編成できます必要なサービスコンポーネントをオンザフライで（VMの形で）作成し、すぐにそれらを作業用の共通プールに追加します。VIPテンプレートは基本的に外部環境のIPアドレスを仮想化するため、ユーザーの発信元のチャネル 好意を持っています。



6） 論理スイッチについて詳しく説明する前に、以下の図を見てみましょう。







図8. VMMで論理スイッチを作成するための要件



私たちが見ていることから、誰も論理的なスイッチを与えてくれないことがわかります-いくつかの特定の条件があります：



a）最初に、論理ネットワークとVMネットワークを作成する必要があります。これはすでにわかっています。

b）次に、Windows Server 2012のHyper-V仮想スイッチ拡張機能を使用するかどうかを理解する必要があります。使用する場合は、VMMにプロバイダーを登録してそれらを使用する必要があります。 ここでは、スイッチの高度な機能のメカニズムについて説明しています-サードパーティのアドオンによるトラフィックや追加機能のフィルタリング。

c）WS2012またはサードパーティのインテリジェントリダイレクトソリューションに基づいて以前のシナリオを使用する予定がない場合は、ネイティブポート（ポート）と仮想マシンのポートをさらに照合するためのプロファイルを作成する以外に選択肢はありませんお互いに。 このメカニズムは、ネットワークアダプタードライバーの設定と、ドライバーの実際の機能との要件の一致に実際に要件を課します。 つまり、トラフィックをその種類（サービス、通信、SANトラフィック、およびその他の種類）で論理的に分離し、それらに接続されているHyper-Vホストアダプター（物理アダプター）の設定と動作を一致させるメカニズムとして、ネットワークの観点からこれらの設定を適用できます）VM内の仮想アダプターのポートプロファイルを使用します。 言い換えると、これはスイッチからホストへのトラフィックを論理的に分離し、これまたはそのタイプのトラフィックを処理するために特定の構成を物理アダプターに割り当てるメカニズムであり、仮想マシンでは、同じメカニズムを使用してVM内の仮想アダプターのプロパティを決定し、それらをプロパティと一致させますホストアダプタ-結果-自動ポート割り当て。







図9.アップリンクプロファイルの作成



ご覧のとおり、ネイティブポートプロファイルを作成する場合、プロファイルのタイプと実際のスコープを選択できます。 アップリンク-仮想スイッチを提供するネットワークアダプターで使用するため、および仮想アダプタープロファイル-実際には仮想マシンアダプターのレベルで動作します。 プロファイルスコープは、論理ネットワークレベルで割り当てられます。



そして、ここで最も興味深くつながりのある瞬間が来ます。 もう1つのコンポーネント、ポート分類（ポート分類）があります。これは、実際には、ネイティブポートのプロファイルをグループ化するためのメカニズムです。 つまり、たとえば低速でさまざまなタイプのトラフィック用にさまざまなポートプロファイルを作成し、これらのポートをさらに「低速」分類に結合します。 また、論理スイッチを作成するとき、すぐにその中のチャネルを指定して外部に移動し（アップリンク）、必要なすべてのプロファイルを含むポート分類をすぐに設定します。 プロファイルは論理ネットワークに拡張されるため、そのスコープは論理スイッチのスコープも決定します。 ポート分類は、VMMでクラウドを作成するときにも使用されます。



7）そして、VMMの最後のコンポーネントメカニズムはゲートウェイです。 ゲートウェイは、その名前が示すように、異種の分離されたネットワークを単一の連続ネットワークに接続するように設計されています。 言い換えれば、これらはネットワークとその境界のレベルでのリモートアクセスと対話のメカニズムです。 VMMのゲートウェイコンポーネントも、サードパーティのゲートウェイツールとプロバイダーを使用します。 ゲートウェイは、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれかです。 ゲートウェイは、VPNメカニズムを使用して操作をサポートすることもできます。 ゲートウェイでは、ハイブリッドクラウドスクリプトを使用して、ハイブリッドWindows Azure VMネットワークを作成することもできます。 そして、それがよりシンプルで主に-ゲートウェイを使用して、通常のツールを使用して仮想隔離ネットワークまたは仮想ネットワークをクライアントの外部ネットワークに接続できます（ハードウェアが機能および相互作用メカニズムと同一である場合）。



親愛なる同僚たち！

これで、ネットワーク仮想化の概念に関する話は終わりましたが、これは今日のみです。

将来的には、これらすべてのコンポーネントとサードパーティのコンポーネントを複合体で使用するための、より複雑なシナリオとオプションについて話す予定です。

引き続きご期待ください！



よろしく

消防士

ジョージ・A・ガジエフ



情報インフラ専門家

マイクロソフト株式会社