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En este artículo se describe cómo los distintos modos de operación de equilibrio de carga de red (NLB) afectan a la infraestructura de red y las mejores maneras en las que la red puede admitir cada modo.
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Resumen
En función de nuestra experiencia, el problema más común que encuentran los usuarios cuando usan NLB es que no se les informa lo suficiente sobre la tecnología. Por lo tanto, las implementaciones e implementaciones suelen carecer de algunas configuraciones obligatorias o no tienen en cuenta el factor más importante en cada red: consumo de ancho de banda.
NLB puede funcionar en cualquiera de los tres modos: unidifusión, multidifusión y multidifusión que usa el Protocolo de pertenencia a grupos de Internet (multidifusión IGMP). Cada uno de estos modos tiene requisitos diferentes y exige diferentes demandas en la infraestructura de red.
Importante
Todos los nodos de un clúster deben usar el mismo modo de operación.
En la tabla siguiente se resumen los requisitos, las ventajas y las desventajas de cada modo.
| Modo de operación NLB | Requisitos especiales | Ventajas | Inconvenientes |
|---|---|---|---|
| Unidifusión | NLB debe poder cambiar la dirección del adaptador MAC. |
|
|
| Multidifusión | La infraestructura de red debe usar una entrada ARP estática y una entrada estática de la tabla de direcciones MAC. |
|
Más complejo de configurar que la unidifusión |
| Multidifusión con IGMP | Los conmutadores de red deben ser capaces de posponer IGMP. |
|
Requiere que el hardware de red tenga funcionalidades específicas que los otros modos no necesiten. |
Puede configurar un clúster NLB en uno de los tres modos de operación: unidifusión, multidifusión o multidifusión IMGP. Los tres modos funcionan muy bien si la infraestructura está configurada correctamente. Sin embargo, los problemas graves pueden desarrollarse si no ha preparado la infraestructura de red para admitir el modo que está usando. Cada modo tiene implicaciones diferentes para la infraestructura de red.
Unidifusión
Unidifusión es el modo de operación más sencillo que se va a configurar. En teoría, no tiene que hacer nada más en la infraestructura de red. En realidad, es posible que tenga que modificar la infraestructura para administrar el tráfico de red.
En el modo de unidifusión, NLB usa la dirección MAC NLB para reemplazar la dirección MAC de hardware original de cada adaptador de cada nodo del clúster. Dado que varios adaptadores ahora tienen la misma dirección, los conmutadores físicos de la red ya no pueden mantener correctamente sus tablas de direcciones MAC. Dado que no pueden determinar qué tráfico va al puerto de conmutador, los conmutadores comienzan a enviar todo el tráfico a todos los puertos para asegurarse de que el tráfico llega a su destino. Esto se conoce como escenario de inundación de unidifusión.
Una inundación de unidifusión puede afectar gravemente al rendimiento de la red. Además del tráfico de red normal, cada nodo NLB envía un paquete de latido (cada paquete de latido contiene aproximadamente 1500 bytes de datos). De forma predeterminada, un nodo envía un paquete de latido cada segundo y espera a que se reciban cinco de esos paquetes hasta que considere el nodo como convergente. En una situación de inundación de unidifusión, los conmutadores vuelven a retransmitir este tráfico de latido a todos los puertos de conmutador, al igual que el tráfico de red normal. Por ejemplo, si la red tiene un conmutador de 24 puertos o 48 puertos, y solo dos de esos puertos se conectan a nodos NLB, el conmutador puede acabar transmitiendo tráfico de red significativo a 22 (o 46) servidores que no lo necesiten.
Para evitar una inundación de unidifusión, tiene las siguientes opciones:
Opción 1: Insertar un centro entre el conmutador de red y los nodos NLB. El concentrador usa la dirección MAC de unidifusión NLB y se conecta a un único puerto de conmutador, por lo que el conmutador puede administrar correctamente su tabla de direcciones MAC. El centro reenvía el tráfico a los nodos NLB y los servidores que se conectan a los otros puertos de conmutador no reciben el tráfico NLB adicional.
Opción 2: Crear una VLAN independiente para los servidores NLB. Asegúrese de que otras subredes puedan acceder a la VLAN. Esta configuración aísla el tráfico NLB a los puertos de conmutador asignados a esa VLAN.
Configurar equipos con NIC duales en modo de unidifusión
En algunos casos, quiere tener dos tarjetas de interfaz de red (NIC) en el equipo. Si ejecuta Windows Server 2008 o posterior, debe habilitar el reenvío IP en las NIC para asegurarse de que el tráfico se enruta correctamente. El reenvío IP está habilitado de forma predeterminada en versiones anteriores de Windows.
Antes de habilitar el reenvío IP, debe obtener el índice de la NIC de clúster. En el equipo que desea configurar, abra una ventana del símbolo del sistema y ejecute el siguiente comando:
netsh interface ipv4 show int
La salida de este comando enumera las interfaces del equipo, como se indica a continuación.
En la ventana del símbolo del sistema, ejecute el comando siguiente:
netsh interface ipv4 set interface <Cluster Idx> forwarding=enabled
En este comando, <Cluster Idx> representa el índice de la interfaz de clúster.
Para comprobar que la configuración ha cambiado, ejecute el siguiente comando:
netsh interface ipv4 show interface <Cluster Idx> l=verbose
En este comando, <Cluster Idx> representa el índice de la interfaz de clúster.
La salida muestra que el reenvío está habilitado.
Configuración de entornos virtuales en modo de unidifusión
De forma predeterminada, los conmutadores virtuales en entornos virtuales suelen evitar inundaciones de unidifusión. Para obtener más información de configuración, consulte los siguientes recursos:
Si usa Hyper-V para ejecutar el entorno virtual, abra la consola de administración de Hyper-V. Seleccione la configuración de la máquina virtual, seleccione la configuración de la NIC y, a continuación, seleccione Habilitar suplantación de direcciones MAC. Seleccione Aceptar. Para obtener más información, vea Sugerencia: Configurar la suplantación de direcciones MAC para adaptadores de red virtual.
Si usa VMware para ejecutar el entorno virtual, consulte el artículo de VMware Microsoft NLB no funciona correctamente en el modo de unidifusión (1556). En este artículo se explica cómo configurar la infraestructura de red virtual. Recuerde ponerse en contacto con VMware si tiene alguna pregunta sobre su documentación.
Si usa otro entorno virtual (como XenServer o VirtualBox) y tiene problemas similares, póngase en contacto con el fabricante para obtener instrucciones.
Multidifusión
El modo de multidifusión difiere del modo de unidifusión. En lugar de cambiar las direcciones MAC en los adaptadores de red, NLB convierte la dirección IP virtual (VIP) nlB en una dirección MAC de multidifusión NLB. Este MAC tiene el formato 03-BF-XX-XX-XX-XX.XX. NLB también garantiza que la dirección IP principal del clúster se resuelva en esta dirección de multidifusión como parte del Protocolo de resolución de direcciones (ARP). Aunque los adaptadores de red individuales conservan sus direcciones MAC originales, el tráfico NLB se dirige a la dirección MAC de multidifusión NLB.
Para admitir esta configuración, debe configurar la infraestructura de red para usar entradas ARP estáticas y entradas de la tabla de direcciones MAC. Los conmutadores de red no pueden aprender la dirección MAC de multidifusión NLB en el curso de sus operaciones habituales. Si omite el paso de configuración manual, los conmutadores de red pueden inundar el tráfico NLB a todos los puertos o quitar paquetes. La red puede parecer funcionar correctamente al principio, pero los problemas aumentan con el tiempo.
Los artículos que se enumeran en la tabla siguiente explican claramente lo que debe hacer para configurar correctamente la infraestructura de red, en función del proveedor de la infraestructura de red. Recuerde que no mantenemos estos artículos. Por lo tanto, no podemos garantizar que sean precisos o estén disponibles. Si tiene alguna pregunta sobre estos artículos, póngase en contacto con el proveedor adecuado.
Configuración de entornos virtuales en modo multidifusión
En un entorno virtual, los conmutadores de red se conectan a los servidores host del hipervisor. En un entorno virtual de alta disponibilidad, un grupo de hosts de hipervisor admite un grupo de máquinas virtuales. Una máquina virtual individual puede residir en cualquiera de los hosts del hipervisor y puede migrar a otro host de hipervisor en circunstancias específicas. El tráfico de red debe ser capaz de acceder a la máquina virtual correcta independientemente del host del hipervisor en el que se ejecute la máquina virtual.
Para usar el modo de multidifusión en este entorno, debe configurar las tablas de direcciones MAC de los conmutadores de red para que cada puerto que se conecte a un host de hipervisor use una entrada estática para asignar a la dirección MAC de multidifusión NLB. Por ejemplo, considere un entorno que contiene ocho hosts de hipervisor. Cada host de hipervisor tiene dos adaptadores de red y todos los adaptadores se conectan a un conmutador. La tabla de direcciones MAC para el conmutador requiere entradas estáticas que asignan cada puerto a la dirección MAC de multidifusión NLB.
Multidifusión IGMP
Para usar la multidifusión IGMP, los conmutadores de red deben ser capaces de realizar la selección de IGMP.
Este modo es básicamente el mismo que el modo de multidifusión, salvo que los modificadores pueden compilar automáticamente sus tablas de direcciones MAC en este modo.
Al habilitar la multidifusión IGMP, los nodos NLB envían mensajes de unión a IGMP a la dirección multidifusión 239.255.x.y (en esta dirección, x.y representa los dos últimos octetos de la VIP NLB). Por ejemplo, si la DIRECCIÓN VIP nlB es 10.0.0.1, la dirección de multidifusión para los mensajes de unión a IGMP es 239.244.0.1. Estos mensajes indican la pertenencia a grupos de los nodos NLB. Los modificadores usan esta información para configurar la tabla de direcciones MAC.
Algunos de los artículos que se enumeran en la sección Multicast incluyen los parámetros de configuración correctos para sus dispositivos para multidifusión con IGMP. Para comprobar que el equipo puede admitir este modo, póngase en contacto con el proveedor de hardware.
Nota:
Hasta Windows Server 2022, NLB admite IGMP versión 1 en cualquier versión de Windows que incluya el modo de multidifusión IGMP.
Configuración del modo de operación NLB
Desde el punto de vista de NLB, la configuración es sencilla: instale el rol, abra la consola, cree un clúster de equilibrio de carga, seleccione los nodos, establezca el modo NLB y, a continuación, establezca los puertos y la afinidad.
Nota:
Para configurar un nodo de clúster mediante NLB Manager, debe ser miembro del grupo Administradores en el nodo de clúster.
Para configurar el modo de operación del clúster NLB, siga estos pasos:
- En Administrador del servidor, seleccione Herramientas administrativas y, a continuación, seleccione Administrador de equilibrio de carga de red.
- Si NLB Manager aún no muestra el clúster, conéctese al clúster.
- Haga clic con el botón derecho en el clúster y seleccione Propiedades del clúster.
- En la pestaña Parámetros del clúster, seleccione Unicast o Multicast en modo de operación de clúster. Si procede, también puede habilitar la compatibilidad con el Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP) activando la casilla de verificación multidifusión de IGMP.
Para configurar el direccionamiento MAC para NLB (que depende del modo NLB), la herramienta más importante es NLB IP2MAC. Esta herramienta está disponible en cualquier ordenador que tenga NLB instalado, y es muy fácil de usar. Para iniciar la herramienta, abra una ventana del símbolo del sistema y ejecute el siguiente comando:
NLB IP2MAC <VIP of NLB>
En este comando, la <dirección VIP de NLB> representa la dirección IP virtual NLB.
Como se muestra en la captura de pantalla, puede obtener la dirección MAC para cada modo fácilmente mediante este comando. Como alternativa, puede hacer las matemáticas, teniendo en cuenta las siguientes directrices (los números corresponden a los números rojos en la captura de pantalla):
En el modo unidifusión, la dirección MAC se inicia como 02-BF. Esto va seguido de una serie de códigos hexadecimales que representan cada octeto de la dirección VIP.
En modo multidifusión, la dirección MAC se inicia como 03-BF. De nuevo, esto va seguido de una serie de códigos hexadecimales que representan cada octeto de la dirección VIP.
En Multidifusión con el modo IGMP, la dirección MAC comienza como 01-00-5E-7F. Las dos últimas partes de la dirección son los dos últimos octetos de la dirección VIP.
Para obtener más información sobre cómo implementar y mantener NLB, consulte los siguientes recursos:
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