Планирование программно-определяемой сетевой инфраструктуры

Область применения: Azure Stack HCI, версии 22H2 и 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Узнайте о планировании развертывания инфраструктуры программно-определяемой сети (SDN), включая требования к оборудованию и программному обеспечению. В этом разделе содержатся требования к планированию конфигурации физической и логической сети, маршрутизации, шлюзов, сетевого оборудования и т. д. Она также включает в себя рекомендации по расширению инфраструктуры SDN и использованию поэтапного развертывания.

Prerequisites

Существует несколько предварительных требований к оборудованию и программному обеспечению для инфраструктуры SDN, в том числе:

• Группы безопасности и динамическая регистрация DNS. Необходимо подготовить центр обработки данных для развертывания сетевого контроллера, для которого требуется набор виртуальных машин. Прежде чем развернуть сетевой контроллер, необходимо настроить группы безопасности и динамическую регистрацию DNS.

  Дополнительные сведения о развертывании сетевого контроллера для центра обработки данных см. в статье "Требования к развертыванию сетевого контроллера".

• Физическая сеть. Для настройки виртуальных локальных сетей (VLAN), маршрутизации и протокола BGP требуется доступ к физическим сетевым устройствам. В этом разделе приведены инструкции по настройке переключения вручную, а также параметры пиринга BGP на коммутаторах уровня 3 или виртуальной машине сервера маршрутизации и удаленного доступа (RRAS).

• Физические вычислительные узлы. Эти узлы запускают Hyper-V и требуются для размещения инфраструктуры SDN и виртуальных машин клиента. Конкретное сетевое оборудование требуется на этих узлах для оптимальной производительности, как описано в следующем разделе.

Требования к оборудованию SDN

В этом разделе приведены требования к оборудованию для физических коммутаторов при планировании среды SDN.

Коммутаторы и маршрутизаторы

При выборе физического коммутатора и маршрутизатора для среды SDN убедитесь, что он поддерживает следующий набор возможностей:

• Настройки MTU для порта коммутатора (обязательно)
• MTU установлено на значение >= 1674 байт (включая заголовок L2-Ethernet)
• Протоколы L3 (обязательные)
• Маршрутизация с равной стоимостью по нескольким путям (ECMP)
• BGP (IETF RFC 4271)на основе ECMP

Реализации должны поддерживать инструкции MUST в следующих стандартах IETF:

• RFC 2545: мультипротокольные расширения BGP-4 для IPv6 маршрутизации Inter-Domain
• RFC 4760: мультипротокольные расширения для BGP-4
• RFC 4893: поддержка BGP для четырехоктетного пространства AS-номеров
• RFC 4456: отражение маршрута BGP: альтернатива полносвязной топологии внутренней BGP (IBGP)
• RFC 4724: механизм корректного перезапуска для BGP

Требуются следующие протоколы тегов:

• Виртуальная локальная сеть — изоляция различных типов трафика
• Транк 802.1q

Следующие элементы предоставляют функции управления ссылкой:

• Качество обслуживания (QoS) (PFC требуется только при использовании RoCE)
• Расширенная приоритизация трафика (802.1Qaz)
• Управление потоками на основе приоритета (PFC) (802.1p/Q и 802.1Qbb)

Следующие элементы обеспечивают доступность и избыточность:

• Доступность коммутатора (обязательно)
• Для выполнения функций шлюза требуется высокодоступный маршрутизатор. Это можно предоставить с помощью нескольких коммутаторов\маршрутизаторов или технологий, таких как протокол избыточности виртуального маршрутизатора (VRRP).

Конфигурация физической и логической сети

Для каждого физического вычислительного узла требуется сетевое подключение через один или несколько сетевых адаптеров, подключенных к физическому порту коммутатора. Виртуальная локальная сеть уровня 2 поддерживает сети, разделенные на несколько сегментов логической сети.

Логические сети

В этом разделе рассматриваются требования к планированию инфраструктуры SDN для логических сетей управления и логических сетей виртуализации сети Hyper-V (HNV). В ней содержатся сведения о подготовке дополнительных логических сетей для использования шлюзов и подсистемы балансировки нагрузки программного обеспечения (SLB) и примера топологии сети.

Управление и поставщик HNV

Все физические вычислительные узлы должны получить доступ к логической сети управления и логической сети поставщика HNV. Для планирования IP-адресов каждый физический вычислительный узел должен иметь по крайней мере один IP-адрес, назначенный из логической сети управления. Сетевой контроллер требует, чтобы зарезервированный IP-адрес из этой сети служил IP-адресом передачи репрезентативного состояния (REST).

Сеть поставщика HNV служит базовой физической сетью для трафика клиента "Восток/Запад" (внутренний-внутренний), трафика клиента "Север/Юг" (внешний-внутренний) и обмена информацией пиринга BGP с физической сетью.

Сеть поставщика HNV необходима только для виртуальных сетей, а не для логических сетей.

Вот как сеть поставщика HNV выделяет IP-адреса. Используйте это для планирования адресного пространства для сети поставщика HNV.

• Выделяет два IP-адреса каждому физическому серверу
• Выделяет один IP-адрес для каждой виртуальной машины SLB MUX
• Выделяет один IP-адрес для каждой виртуальной машины шлюза

DHCP-сервер может автоматически назначать IP-адреса для сети управления или вручную назначать статические IP-адреса. Стек SDN автоматически назначает IP-адреса для логической сети поставщика HNV для отдельных узлов Hyper-V из пула IP-адресов. Сетевой контроллер указывает пул IP-адресов и управляет ими.

| Сведения о технологии виртуализации сети Hyper-V (HNV), которую можно использовать для виртуализации сетей в развертывании Microsoft SDN, см. в разделе Виртуализация сети Hyper-V. |

Шлюзы и подсистема балансировки нагрузки программного обеспечения (SLB)

Необходимо создать и подготовить дополнительные логические сети для использования шлюзов и SLB. Обязательно получите правильные префиксы IP-адресов, идентификаторы виртуальной локальной сети и IP-адреса шлюза для этих сетей.

Пример топологии сети

Измените пример префиксов IP-подсети и идентификаторов виртуальной локальной сети для вашей среды.

Инфраструктура маршрутизации.

Сведения о маршрутизации (например, следующем прыжке) для подсетей VIP объявляются шлюзами SLB/MUX и сервера удаленного доступа (RAS) в физическую сеть с помощью внутреннего соединения BGP. Логические сети VIP не имеют назначенного VLAN и не предварительно настроены в коммутаторе уровня 2 (например, коммутаторе Top-of-Rack).

Вам необходимо создать одноранговый узел BGP на маршрутизаторе, который используется инфраструктурой SDN для получения маршрутов для логических сетей VIP, рекламируемых шлюзами SLB/MUX и RAS. Пиринг BGP должен выполняться только в одном направлении (от шлюза SLB/MUX или RAS к внешнему одноранговому узлу BGP). Над первым уровнем маршрутизации можно использовать статические маршруты или другой динамический протокол маршрутизации, например open Shortest Path First (OSPF). Однако, как уже говорилось ранее, префиксы IP-подсети для логических сетей виртуальных IP-адресов должны быть маршрутизируемыми от физической сети к внешнему одноранговому узлу BGP.

Пиринг BGP обычно настраивается в управляемом коммутаторе или маршрутизаторе в рамках сетевой инфраструктуры. BGP-пир также может быть настроен на Windows Server с установленной ролью RAS в режиме только маршрутизации. Одноранговый узел маршрутизатора BGP в сетевой инфраструктуре должен быть настроен для использования собственных номеров автономной системы (ASN) и разрешить пиринг из ASN, назначенного компонентам SDN (SLB/MUX и шлюзы RAS).

Вы должны получить следующие сведения из физического маршрутизатора или от администратора сети под контролем этого маршрутизатора:

• ASN маршрутизатора
• IP-адрес маршрутизатора

Вы или администратор сети должны настроить одноранговый узел маршрутизатора BGP для приема подключений от ASN и IP-адреса или подсети логической сети поставщика HNV, используемой шлюзом RAS и мультиплексорами SLB.

Дополнительные сведения см. в статье "Протокол BGP".

Шлюзы по умолчанию

Компьютеры, настроенные для подключения к нескольким сетям, таким как физические узлы, SLB/MUX и виртуальные машины шлюза, должны иметь только один шлюз по умолчанию. Установка SDN через Windows Admin Center, SDN Express или портал Azure автоматически настраивает шлюзы по умолчанию.

Используйте следующие шлюзы по умолчанию для узлов и виртуальных машин инфраструктуры:

• Для узлов Hyper-V используйте сеть управления в качестве шлюза по умолчанию.
• Для виртуальных машин сетевого контроллера используйте сеть управления в качестве шлюза по умолчанию.
• Для виртуальных машин SLB/MUX используйте сеть управления в качестве шлюза по умолчанию.
• Для виртуальных машин шлюза используйте сеть поставщика HNV в качестве шлюза по умолчанию. Это должно быть установлено на внешней сетевой карте виртуальных машин шлюза.

Compute

Все узлы Hyper-V должны иметь соответствующую операционную систему, быть включены для Hyper-V и использовать внешний виртуальный коммутатор Hyper-V с по крайней мере одним физическим адаптером, подключенным к логической сети управления. Узел должен быть доступен через IP-адрес управления, назначенный виртуальному сетевому интерфейсу управления узла.

Вы можете использовать любой тип хранилища, совместимый с Hyper-V, общим или локальным.

Требования к вычислительным ресурсам узла

Ниже приведены минимальные требования к оборудованию и программному обеспечению для четырех физических узлов, используемых в примере развертывания.

Требования к роли виртуальной машины инфраструктуры SDN

Ниже показаны требования к ролям виртуальной машины.

При использовании System Center — диспетчер виртуальных машин (VMM) для развертывания требуются дополнительные виртуальные ресурсы инфраструктуры как для VMM, так и для другой инфраструктуры, не связанной с SDN. Дополнительные сведения см. в разделе "Требования к системе" для System Center Virtual Machine Manager.

Расширение инфраструктуры

Требования к размеру и ресурсам инфраструктуры зависят от виртуальных машин рабочей нагрузки клиента, которые планируется разместить. Требования к ЦП, памяти и дискам для виртуальных машин инфраструктуры (например, сетевой контроллер, SLB, шлюз и т. д.) определяются в предыдущей таблице. Вы можете добавить дополнительные виртуальные машины инфраструктуры для масштабирования по мере необходимости. Однако все виртуальные машины клиента, работающие на узлах Hyper-V, имеют собственные требования к ЦП, памяти и диску, которые необходимо учитывать.

Когда виртуальные машины рабочей нагрузки клиента начинают использовать слишком много ресурсов на физических узлах Hyper-V, можно расширить инфраструктуру, добавив дополнительные физические узлы. Вы можете использовать сценарии Windows Admin Center, VMM или PowerShell для создания новых ресурсов сервера с помощью сетевого контроллера. Используемый метод зависит от того, как вы первоначально развернули инфраструктуру. Если необходимо добавить дополнительные IP-адреса для сети поставщика HNV, можно создать новые логические подсети (с соответствующими пулами IP-адресов), которые могут использовать узлы.

Поэтапное развертывание

В соответствии с вашими требованиями может потребоваться развернуть подмножество инфраструктуры SDN. Например, если вы хотите разместить только рабочие нагрузки клиентов в центре обработки данных, а внешнее взаимодействие не требуется, можно развернуть сетевой контроллер и пропустить развертывание SLB/MUX и виртуальных машин шлюза. Ниже описаны требования к инфраструктуре сетевых функций для поэтапного развертывания инфраструктуры SDN.

Дальнейшие действия

Дополнительные сведения см. также:

• Требования к развертыванию сетевого контроллера
• SDN в Azure Stack HCI
• Модуль Learn: планирование и развертывание инфраструктуры SDN в Azure Stack HCI