设备对接NLB服务器群集

网络负载均衡NLB（Network Load Balance）是微软在Windows Server上开发的多服务器群集负载均衡特性。对于使用Windows Server做操作系统的企业来说，实现设备与NLB服务器群集的对接非常重要。

NLB服务器群集简介

如图2-6所示，在NLB服务器群集中，NLB服务器Server_1～Server_3都有自己的IP地址（分别为IP1～IP3）和MAC地址（分别为MAC1～MAC3）。同时，NLB服务器群集还有一个单播的虚拟IP地址和一个虚拟MAC地址，分别称为群集IP地址和群集MAC地址。在设备Switch_1直连NLB服务器、作为群集网关的应用场景中，要求设备Switch_1将发往群集IP地址的报文发往群集中的所有NLB服务器。

图2-6 设备对接NLB服务器群集

设备与NLB服务器群集对接时存在的主要问题是：设备不能将发往群集IP地址的报文发送给群集中的每台服务器。该问题可以通过以下方法来解决。

与NLB服务器群集对接的方法

如果NLB服务器直连到二层交换机LSW上（如图2-7），单播模式下直接就实现了对接，组播模式下可以通过在三层交换机Switch上配置静态ARP表项来实现对接。

如果NLB服务器直连到三层交换机上，对于支持多端口ARP的设备形态，可以通过多端口ARP来实现对接。对于不支持多端口ARP的设备款型，在设备充足的条件下，为方便维护，可以通过增加二层交换机来实现对接；如果设备条件不满足，可以通过物理链路环回来实现对接。

多端口ARP

自V200R003C00版本开始，设备支持多端口ARP。多端口ARP主要通过静态ARP表项将群集IP地址与群集MAC地址进行绑定，并且通过多端口MAC表项将群集MAC地址与设备上连接NLB服务器的接口进行绑定。这样发往服务器群集IP地址的报文会从设备上所有与NLB服务器相连的接口发送出去，使所有的NLB服务器都能接收到报文。

增加二层交换机

对于不支持多端口ARP的设备形态，在设备条件满足的情况下，通过增加二层交换机的方法，可以实现设备与NLB服务器群集的对接。如图2-7所示，在三层交换机Switch下增加二层交换机LSW，接口GE0/0/1所属VLAN的VLANIF接口作为NLB服务器群集的网关。由Switch发往群集IP地址的报文到达LSW后，会在VLAN10内广播，从而实现所有NLB服务器都会收到发往群集IP地址的报文。

由于缺省情况下，设备无法学习到MAC地址是组播MAC的ARP表项。因此，NLB服务器工作在组播模式时，需要在Switch上使能ARP动态学习组播MAC的功能或配置静态ARP表项（表项的IP地址为群集IP地址、MAC地址为群集组播MAC地址、出接口为GE0/0/1）。

图2-7 设备对接NLB服务器群集（通过增加二层交换机）

物理链路环回

对于不支持多端口ARP的设备形态，通过物理链路环回的方法，可以实现工作在单播或组播模式下的NLB服务器与单台设备、堆叠系统以及VRRP备份组的对接。

以单播模式下与单台设备对接为例，发往NLB服务器群集的报文到Switch后，通过查询ARP表项，将报文发送到接口GE0/0/5。报文以untag的方式发送到接口GE0/0/4后，VLAN100内的其他接口（与NLB服务器连接的接口GE0/0/1～GE0/0/3）能够进行复制，实现所有NLB服务器都能接收到报文。与VRRP备份组和堆叠系统对接的实现过程与单机类似，此处不做赘述。

组播模式下的组网部署与单播一致，不同点在于：缺省情况下，设备无法学习到MAC地址是组播MAC的ARP表项，需要在Switch上使能ARP动态学习组播MAC的功能或配置静态ARP表项（表项的IP地址为群集IP地址、MAC地址为群集组播MAC地址、出接口为群集网关VLAN所在的接口）。

• 单台设备

  图2-8 单台设备与单播模式下的NLB服务器集群对接组网图
  
  

  Switch上需要做如下配置：

  • 接口GE0/0/1～GE0/0/3分别与NLB服务器Server_1～Server_3直连，并加入VLAN100；
  • 去使能自环接口GE0/0/4与GE0/0/5的STP/RSTP/VBST/MSTP功能，并以Access类型分别加入VLAN100和VLAN200；
  • 配置三层接口VLANIF200的IP地址作为NLB服务器群集的网关。

• VRRP备份组

  图2-9 VRRP备份组与单播模式下的NLB服务器集群对接组网图
  
  

  VRRP备份组需要做如下配置：

  • Switch_1和Switch_2的接口GE0/0/1分别与NLB服务器Server_1和Server_2直连，并加入VLAN100；
  • Switch_1和Switch_2的接口GE0/0/2之间的连线作为心跳线，并加入VLAN100；
  • 在Switch_1和Switch_2上，去使能自环接口GE0/0/4与GE0/0/5的STP/RSTP/VBST/MSTP功能，并以Access类型分别加入VLAN100和VLAN200；
  • 接口VLANIF200上创建VRRP备份组，VRRP备份组的虚拟IP地址作为NLB服务器群集的网关。

  为减少网络负担，建议将NLB服务器群集的网关与其他服务器的网关分开。

  这是因为在以上组网中，本端设备发往NLB服务器群集的流量会通过心跳线发往对端设备，并经过对端设备的自环线。此时，如果其他服务器与NLB服务器具有相同网关，会导致其他服务器也收到发往NLB服务器群集的流量，给网络增加负担。例如：由Switch_1发往群集IP的流量会通过心跳线发往Switch_2。在Switch_2上，由自环口GE0/0/4通过自环线到达GE0/0/5。如果此时Switch_2上的非NLB服务器的网关也是VLANIF200。该流量就会由自环口GE0/0/5发往非NLB服务器。

• 堆叠系统

  图2-10 堆叠系统与单播模式下的NLB服务器集群对接组网图
  
  

  堆叠系统需要做如下配置：

  • 接口GE0/0/1与NLB服务器Server_1直连，接口GE1/0/1与NLB服务器Server_2直连，并加入VLAN100；
  • 接口GE0/0/4和GE1/0/4加入Eth-Trunk4接口，GE0/0/5和GE1/0/5加入Eth-Trunk5；
  • 去使能自环口Eth-Trunk4和Eth-Trunk5的STP/RSTP/VBST/MSTP功能，并以Access类型分别加入VLAN100和VLAN200；
  • 配置三层接口VLANIF200的IP地址作为NLB服务器群集的网关。