Pianificare un'infrastruttura Software Defined Network

  • Articolo

Si applica a: Azure Stack HCI, versioni 22H2 e 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Informazioni sulla pianificazione della distribuzione per un'infrastruttura SDN (Software Defined Network), inclusi i prerequisiti hardware e software. Questo argomento include i requisiti di pianificazione per la configurazione di rete fisica e logica, il routing, i gateway, l'hardware di rete e altro ancora. Include anche considerazioni sull'estensione di un'infrastruttura SDN e sull'uso di una distribuzione in più fasi.

Nota

SDN non è supportato nei cluster estesi (multisito).

Prerequisiti

Esistono diversi prerequisiti hardware e software per un'infrastruttura SDN, tra cui:

  • Gruppi di sicurezza e registrazione DNS dinamica. È necessario preparare il data center per la distribuzione del controller di rete, che richiede un set di macchine virtuali. Prima di poter distribuire il controller di rete, è necessario configurare i gruppi di sicurezza e la registrazione DNS dinamica.

    Per altre informazioni sulla distribuzione del controller di rete per il data center, vedere Requisiti per la distribuzione del controller di rete.

  • Rete fisica. È necessario accedere ai dispositivi di rete fisica per configurare reti locali virtuali (VLAN), routing e BGP (Border Gateway Protocol). In questo argomento vengono fornite istruzioni per la configurazione manuale del commutatore, nonché le opzioni per l'uso del peering BGP su commutatori/router di livello 3 o di una macchina virtuale Routing e Remote Access Server (RRAS).

  • Host di calcolo fisici. Questi host eseguono Hyper-V e sono necessari per ospitare un'infrastruttura SDN e macchine virtuali tenant. In questi host è necessario hardware di rete specifico per ottenere prestazioni ottimali, come descritto nella sezione successiva.

Requisiti hardware SDN

Questa sezione fornisce i requisiti hardware per i commutatori fisici durante la pianificazione di un ambiente SDN.

Commutatori e router

Quando si seleziona un commutatore fisico e un router per l'ambiente SDN, assicurarsi che supporti il set di funzionalità seguente:

  • Impostazioni MTU switchport (obbligatorio)
  • MTU impostato su >= 1674 byte (incluso L2-Ethernet Intestazione)
  • Protocolli L3 (obbligatorio)
  • Routing ECMP (Equal-Cost Multi-Path)
  • BGP (IETF RFC 4271) basato su ECMP

Le implementazioni devono supportare le istruzioni MUST negli standard IETF seguenti:

Sono necessari i protocolli di assegnazione di tag seguenti:

  • VLAN - Isolamento di vari tipi di traffico
  • Trunk 802.1q

Gli elementi seguenti forniscono il controllo Collegamento:

  • Qualità del servizio (QoS) (PFC richiesto solo se si usa RoCE)
  • Selezione avanzata del traffico (802.1Qaz)
  • Controllo del flusso basato su priorità (PFC) (802.1p/Q e 802.1Qbb)

Gli elementi seguenti forniscono disponibilità e ridondanza:

  • Disponibilità del commutatore (obbligatorio)
  • Per eseguire le funzioni del gateway è necessario un router a disponibilità elevata. È possibile fornire questa opzione usando un commutatore multi-chassis\router o tecnologie come il protocollo VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol).

Configurazione della rete fisica e logica

Ogni host di calcolo fisico richiede la connettività di rete tramite una o più schede di rete collegate a una porta del commutatore fisico. Una VLAN di livello 2 supporta le reti suddivise in più segmenti di rete logica.

Suggerimento

Usare VLAN 0 per le reti logiche in modalità di accesso o senza tag.

Importante

Windows Server 2016 Software Defined Networking supporta l'indirizzamento IPv4 per l'underlay e la sovrimpressione. IPv6 non è supportato. Windows Server 2019 supporta l'indirizzamento IPv4 e IPv6.

Logical networks

Questa sezione illustra i requisiti di pianificazione dell'infrastruttura SDN per la rete logica di gestione e la rete logica del provider hyper-V Network Virtualization (HNV). Include informazioni dettagliate sul provisioning di reti logiche aggiuntive per l'uso di gateway e software Load Balancer (SLB) e una topologia di rete di esempio.

Gestione e provider HNV

Tutti gli host di calcolo fisici devono accedere alla rete logica di gestione e alla rete logica del provider HNV. Ai fini della pianificazione degli indirizzi IP, ogni host di calcolo fisico deve avere almeno un indirizzo IP assegnato dalla rete logica di gestione. Il controller di rete richiede un indirizzo IP riservato da questa rete per fungere da indirizzo IP REST (Representational State Transfer).

La rete del provider HNV funge da rete fisica sottostante per il traffico tenant orientale/occidentale (interno interno), il traffico del tenant nord/sud (interno esterno) e lo scambio di informazioni di peering BGP con la rete fisica.

Ecco come la rete del provider HNV alloca gli indirizzi IP. Usare questa opzione per pianificare lo spazio indirizzi per la rete del provider HNV.

  • Alloca due indirizzi IP a ogni server fisico
  • Alloca un indirizzo IP a ogni macchina virtuale MUX SLB
  • Alloca un indirizzo IP a ogni macchina virtuale del gateway

Un server DHCP può assegnare automaticamente indirizzi IP per la rete di gestione oppure assegnare manualmente indirizzi IP statici. Lo stack SDN assegna automaticamente gli indirizzi IP per la rete logica del provider HNV per i singoli host Hyper-V da un pool di indirizzi IP. Il controller di rete specifica e gestisce il pool di indirizzi IP.

Nota

Il controller di rete assegna un indirizzo IP del provider HNV a un host di calcolo fisico solo dopo che l'agente host controller di rete riceve i criteri di rete per una macchina virtuale tenant specifica.

Se... Quindi...
Le reti logiche usano VLAN, l'host di calcolo fisico deve connettersi a una porta commutatore trunked che ha accesso alle VLAN. È importante notare che le schede di rete fisiche nell'host del computer non devono avere alcun filtro VLAN attivato.
Si sta usando Switched-Embedded Gruppo (SET) e si dispone di più membri del team della scheda di interfaccia di rete, ad esempio schede di rete, è necessario connettere tutti i membri del team NIC per tale host specifico allo stesso dominio broadcast di livello 2.
L'host di calcolo fisico esegue macchine virtuali di infrastruttura aggiuntive, ad esempio Controller di rete, SLB/Multiplexer (MUX) o Gateway, assicurarsi che la rete logica di gestione disponga di indirizzi IP sufficienti per ogni macchina virtuale ospitata. Assicurarsi inoltre che la rete logica del provider HNV disponga di indirizzi IP sufficienti per allocare a ogni macchina virtuale SLB/MUX e dell'infrastruttura del gateway. Anche se la prenotazione IP è gestita dal controller di rete, l'errore di riservare un nuovo indirizzo IP a causa di un'indisponibilità potrebbe causare indirizzi IP duplicati nella rete.

Per informazioni su Hyper-V Network Virtualization (HNV) che è possibile usare per virtualizzare le reti in una distribuzione SDN Microsoft, vedere Virtualizzazione rete Hyper-V.

Gateway e software Load Balancer (SLB)

È necessario creare ed effettuare il provisioning di reti logiche aggiuntive per usare i gateway e il bilanciamento del carico software. Assicurarsi di ottenere i prefissi IP corretti, gli ID VLAN e gli indirizzi IP del gateway per queste reti.

Rete logica Descrizione
Rete logica VIP pubblico La rete logica IP virtuale pubblico (VIP) deve usare prefissi di subnet IP instradabili all'esterno dell'ambiente cloud (in genere instradabile tramite Internet). Si tratta degli indirizzi IP front-end usati dai client esterni per accedere alle risorse nelle reti virtuali, incluso l'indirizzo VIP front-end per il gateway da sito a sito. Non è necessario assegnare una VLAN a questa rete. Non è necessario configurare questa rete nei commutatori fisici. Assicurarsi che gli indirizzi IP in questa rete non si sovrappongano con gli indirizzi IP esistenti nell'organizzazione.
Rete logica VIP privati La rete logica VIP privato non deve essere instradabile all'esterno del cloud. Ciò è dovuto al fatto che solo gli indirizzi VIP a cui è possibile accedere dai client cloud interni lo usano, ad esempio i servizi privati. Non è necessario assegnare una VLAN a questa rete. Questo INDIRIZZO IP può essere un massimo di una rete /22. Non è necessario configurare questa rete nei commutatori fisici. Assicurarsi che gli indirizzi IP in questa rete non si sovrappongano con gli indirizzi IP esistenti nell'organizzazione.
Rete logica VIP GRE La rete VIP GENERIC Routing Encapsulation (GRE) è una subnet che esiste esclusivamente per definire indirizzi VIP. Gli indirizzi VIP vengono assegnati alle macchine virtuali del gateway in esecuzione nell'infrastruttura SDN per un tipo di connessione GRE da sito a sito (S2S). Non è necessario preconfigurare questa rete nei commutatori fisici o nel router o assegnarvi una VLAN. Assicurarsi che gli indirizzi IP in questa rete non si sovrappongano con gli indirizzi IP esistenti nell'organizzazione.

Topologia di rete di esempio

Modificare i prefissi della subnet IP di esempio e gli ID VLAN per l'ambiente in uso.

Nome della rete Subnet Mask ID VLAN Trunk Gateway Prenotazione (esempi)
Gestione 10.184.108.0 24 7 10.184.108.1 10.184.108.1 - Router
10.184.108.4 - Controller di rete
10.184.108.10 - Host di calcolo 1
10.184.108.11 - Host di calcolo 2
10.184.108.X - Host di calcolo X
HNV Provider 10.10.56.0 23 11 10.10.56.1 10.10.56.1 - Router
10.10.56.2 - SLB/MUX1
10.10.56.5 - Gateway1
Indirizzo VIP pubblico 41.40.40.0 27 ND 41.40.40.1 41.40.40.1 - Router
41.40.40.3 - IPSec S2S VPN VIP
Indirizzo VIP privato 20.20.20.0 27 ND 20.20.20.1 20.20.20.1 - Gw predefinito (router)
VIP GRE 31.30.30.0 24 ND 31.30.30.1 31.30.30.1 - Gw predefinito

Infrastruttura di routing

Le informazioni di routing (ad esempio l'hop successivo) per le subnet VIP vengono annunciate dai gateway SLB/MUX e REMOTE Access Server (RAS) nella rete fisica usando il peering BGP interno. Le reti logiche VIP non hanno una VLAN assegnata e non sono preconfigurate nel commutatore di livello 2, ad esempio il commutatore Top-of-Rack.

È necessario creare un peer BGP nel router usato dall'infrastruttura SDN per ricevere le route per le reti logiche VIP annunciate dai gateway SLB/MUX e RAS. Il peering BGP deve essere eseguito solo in un modo (dal gateway SLB/MUX o RAS al peer BGP esterno). Sopra il primo livello di routing, è possibile usare route statiche o un altro protocollo di routing dinamico, ad esempio Open Shortest Path First (OSPF). Come indicato in precedenza, tuttavia, il prefisso della subnet IP per le reti logiche VIP deve essere instradabile dalla rete fisica al peer BGP esterno.

Il peering BGP viene in genere configurato in un commutatore gestito o in un router come parte dell'infrastruttura di rete. È anche possibile configurare il peer BGP in windows Server con il ruolo RAS installato in modalità Solo routing. Il peer del router BGP nell'infrastruttura di rete deve essere configurato per usare i propri numeri di sistema autonomi (ASN) e consentire il peering da un ASN assegnato ai componenti SDN (SLB/MUX e gateway RAS).

È necessario ottenere le informazioni seguenti dal router fisico o dall'amministratore di rete nel controllo del router:

  • Router ASN
  • Indirizzo IP router

Nota

Gli ASN a quattro byte non sono supportati da SLB/MUX. È necessario allocare asn a due byte al SLB/MUX e al router a cui si connette. È possibile usare asn a quattro byte altrove nell'ambiente.

L'utente o l'amministratore di rete deve configurare il peer del router BGP per accettare le connessioni dall'indirizzo ASN e IP o dall'indirizzo subnet della rete logica del provider HNV usato dal gateway RAS e dai MUX SLB.

Per altre informazioni, vedere BGP (Border Gateway Protocol).

Gateway predefiniti

I computer configurati per la connessione a più reti, ad esempio gli host fisici, SLB/MUX e le macchine virtuali gateway devono avere un solo gateway predefinito configurato. Usare i gateway predefiniti seguenti per gli host e le macchine virtuali dell'infrastruttura:

  • Per gli host Hyper-V, usare la rete di gestione come gateway predefinito.
  • Per le macchine virtuali del controller di rete, usare la rete di gestione come gateway predefinito.
  • Per le macchine virtuali SLB/MUX, usare la rete di gestione come gateway predefinito.
  • Per le macchine virtuali del gateway, usare la rete del provider HNV come gateway predefinito. Questa impostazione deve essere impostata nella scheda di interfaccia di rete front-end delle macchine virtuali del gateway.

Commutatori e router

Per configurare il commutatore fisico o il router, è disponibile un set di file di configurazione di esempio per un'ampia gamma di modelli switch e fornitori nel repository GitHub SDN di Microsoft. Vengono forniti un file readme e i comandi dell'interfaccia della riga di comando (CLI) testati per opzioni specifiche.

Per informazioni dettagliate sui requisiti del commutatore e del router, vedere la sezione requisiti hardware SDN precedente.

Calcolo

Tutti gli host Hyper-V devono avere installato il sistema operativo appropriato, essere abilitati per Hyper-V e usare un commutatore virtuale Hyper-V esterno con almeno una scheda fisica connessa alla rete logica di gestione. L'host deve essere raggiungibile tramite un indirizzo IP di gestione assegnato alla scheda di interfaccia di rete virtuale dell'host di gestione.

È possibile usare qualsiasi tipo di archiviazione compatibile con Hyper-V, condiviso o locale.

Suggerimento

È utile usare lo stesso nome per tutti i commutatori virtuali, ma non è obbligatorio. Se si prevede di usare script da distribuire, vedere il commento associato vSwitchName alla variabile nel file config.psd1.

Requisiti di calcolo dell'host

Di seguito vengono illustrati i requisiti hardware e software minimi per i quattro host fisici usati nella distribuzione di esempio.

Host Requisiti hardware Requisiti software
Host Hyper-V fisico CPU 4 core 2,66 GHz
32 GB di RAM
300 GB di spazio su disco
Scheda di rete fisica da 1 Gb/s (o superiore)		 Sistema operativo: come definito in
"Si applica a" all'inizio di questo argomento.
Ruolo Hyper-V installato

Requisiti del ruolo della macchina virtuale dell'infrastruttura SDN

Di seguito vengono illustrati i requisiti per i ruoli della macchina virtuale.

Ruolo Requisiti di vCPU Requisiti di memoria Requisiti dei dischi
Controller di rete (tre nodi) 4 vCPU Almeno 4 GB
(consigliato 8 GB)		 75 GB per l'unità del sistema operativo
SLB/MUX (tre nodi) 8 vCPU Consigliato 8 GB 75 GB per l'unità del sistema operativo
Gateway RAS
(singolo pool di tre nodi
gateway, due attivi, uno passivo)		 8 vCPU Consigliato 8 GB 75 GB per l'unità del sistema operativo
Router BGP del gateway RAS
per il peering SLB/MUX
(in alternativa, usare l'opzione ToR
come router BGP)		 2 vCPU 2 GB 75 GB per l'unità del sistema operativo

Se si usa System Center Virtual Machine Manager (VMM) per la distribuzione, per VMM e per altre infrastrutture non SDN sono necessarie risorse aggiuntive della macchina virtuale dell'infrastruttura. Per altre informazioni, vedere Requisiti di sistema per System Center Virtual Machine Manager.

Estensione dell'infrastruttura

I requisiti di dimensionamento e risorse per l'infrastruttura dipendono dalle macchine virtuali del carico di lavoro del tenant che si prevede di ospitare. I requisiti di CPU, memoria e disco per le macchine virtuali dell'infrastruttura ,ad esempio controller di rete, bilanciamento del carico software, gateway e così via, sono definiti nella tabella precedente. È possibile aggiungere altre macchine virtuali dell'infrastruttura per ridimensionare in base alle esigenze. Tuttavia, tutte le macchine virtuali tenant in esecuzione negli host Hyper-V hanno requisiti specifici di CPU, memoria e disco che è necessario prendere in considerazione.

Quando le macchine virtuali del carico di lavoro tenant iniziano a usare troppe risorse negli host Hyper-V fisici, è possibile estendere l'infrastruttura aggiungendo altri host fisici. È possibile usare script Windows Admin Center, VMM o PowerShell per creare nuove risorse server tramite il controller di rete. Il metodo da usare dipende dalla modalità di distribuzione iniziale dell'infrastruttura. Se è necessario aggiungere altri indirizzi IP per la rete del provider HNV, è possibile creare nuove subnet logiche (con i pool IP corrispondenti) che gli host possono usare.

Distribuzione in più fasi

In base ai requisiti, potrebbe essere necessario distribuire un subset dell'infrastruttura SDN. Ad esempio, se si vogliono ospitare solo i carichi di lavoro dei clienti nel data center e le comunicazioni esterne non sono necessarie, è possibile distribuire controller di rete e ignorare la distribuzione di macchine virtuali SLB/MUX e gateway. Di seguito vengono descritti i requisiti dell'infrastruttura delle funzionalità di rete per una distribuzione in più fasi dell'infrastruttura SDN.

Funzionalità Requisiti per la distribuzione Requisiti di rete
Gestione rete logica
Gruppi di sicurezza di rete (NSG) (per la rete basata su VLAN)
Qualità del servizio (QoS) (per le reti basate su VLAN)
 Controller di rete Nessuno
Reti virtuali
Routing definito dall'utente
ACL (per la rete virtuale)
Subnet crittografate
QoS (per le reti virtuali)
Peering di rete virtuale		 Controller di rete VLAN PA HNV, Subnet, Router
NAT in ingresso/in uscita
Bilanciamento del carico		 Controller di rete
SLB/MUX		 BGP nella rete PA di HNV
Subnet VIP private e pubbliche
Connessioni gateway GRE Controller di rete
SLB/MUX
Gateway		 BGP nella rete PA di HNV
Subnet VIP private e pubbliche
Subnet VIP GRE
Connessioni gateway IPSec Controller di rete
SLB/MUX
Gateway		 BGP nella rete PA di HNV
Subnet VIP private e pubbliche
Connessioni gateway L3 Controller di rete
SLB/MUX
Gateway		 BGP nella rete PA di HNV
Subnet VIP private e pubbliche
VLAN tenant, subnet, router
BGP in VLAN tenant facoltativo

Passaggi successivi

Per informazioni correlate, vedere anche: