Conectar uma rede local ao Azure usando o ExpressRoute

Este artigo descreve uma arquitetura de referência para conectar uma rede local a uma rede virtual Azure usando Azure ExpressRoute por emparelhamento privado. Ele é escrito para arquitetos de rede e engenheiros que projetam conectividade híbrida.

Você aprenderá como o circuito, o gateway e a conexão do ExpressRoute se encaixam, onde cada componente é implantado e como o tráfego local atinge recursos em uma rede virtual Azure. O artigo aborda somente emparelhamento privado. Microsoft emparelhamento, que fornece conectividade com Microsoft 365 e serviços públicos Azure em endereços IP públicos, está fora do escopo.

Uma configuração do ExpressRoute tem três componentes principais: o circuito, o gateway e a conexão.

Diagrama que mostra os componentes lógicos usados na conectividade privada do ExpressRoute.

O ExpressRoute fornece conectividade por meio de locais de emparelhamento do ExpressRoute. Os locais de emparelhamento são os pontos de entrada no backbone Microsoft e Azure regiões são os locais em que você implanta Azure recursos. Locais de emparelhamento e regiões Azure são duas entidades distintas em locais físicos diferentes.

Architecture

Um circuito do ExpressRoute dá suporte a dois tipos de emparelhamento. O emparelhamento privado do ExpressRoute (azul no diagrama) conecta sua rede local a redes virtuais Azure por meio de um gateway do ExpressRoute. Microsoft emparelhamento (vermelho no diagrama) conecta-se a serviços públicos Microsoft 365, Dynamics 365 e Azure por meio de endereços IP públicos. Este artigo não aborda Microsoft emparelhamento.

Diagrama que mostra a conectividade híbrida com um gateway do ExpressRoute.

Baixe um arquivo PowerPoint das arquiteturas neste artigo.

O diagrama a seguir mostra a arquitetura do caminho de emparelhamento privado, incluindo os links de circuito primário e secundário redundantes entre a rede local e a rede virtual Azure.

Diagrama que mostra uma arquitetura de referência para uma arquitetura de rede híbrida que usa o emparelhamento privado do ExpressRoute.

O tráfego cruza três zonas administrativas em seu caminho de hosts locais para Azure recursos: sua rede local, o local de emparelhamento do ExpressRoute onde o circuito termina e a rede virtual Azure acessada por meio do gateway do ExpressRoute. O fluxo de trabalho a seguir descreve como um pacote percorre essas zonas. O inventário de componentes depois de descrever cada elemento mostrado no diagrama.

Workflow

O tráfego flui da esquerda para a direita pelas três zonas mostradas no diagrama:

  1. Rede local. O tráfego é proveniente de sua rede local e viaja para roteadores de borda locais no local de emparelhamento do ExpressRoute.

  2. Local de emparelhamento. Os roteadores de borda local se conectam a Microsoft MSEEs (roteadores do Enterprise Edge) por meio do circuito do ExpressRoute. Links primários e secundários redundantes fornecem alta disponibilidade entre os roteadores locais e os MSEEs.

  3. Azure rede virtual. Os MSEEs encaminham o tráfego por meio da conexão do ExpressRoute com o gateway do ExpressRoute na sub-rede do gateway. O gateway roteia o tráfego para a rede virtual Azure.

Components

Essa arquitetura consiste nos seguintes componentes:

  • Rede local. Essa rede privada é operada em sua organização. Ele representa o ambiente de rede interno e autogerenciado da organização.

  • Azure rede virtual. Uma rede virtual Azure fornece seu ambiente de rede isolado em Azure. Ele é implantado em uma única região. Ele funciona como uma extensão da rede privada da sua organização na nuvem. Use sub-redes para organizar e segmentar recursos conforme necessário.

  • Circuito do ExpressRoute. Uma conexão lógica entre sua infraestrutura local e Microsoft serviços de nuvem por meio de um provedor de conectividade. O circuito fornece duas conexões redundantes entre MSEEs e seus roteadores de borda locais e Azure emparelhamento privado estabelece sessões BGP redundantes nessas conexões. Cada circuito do ExpressRoute é provisionado em um local de emparelhamento do ExpressRoute, em que as conexões cruzadas com o Microsoft rede global terminam.

    • Mestrados em Engenharia Elétrica. Dois roteadores gerenciados por Microsoft operando em uma configuração ativa e altamente disponível.

    • Roteadores de borda local. Roteadores que conectam a rede local ao circuito. Esses roteadores são fornecidos por um provedor de conectividade do ExpressRoute ou, no caso do ExpressRoute Direct, pelo cliente.

  • Gateway de rede virtual do ExpressRoute. O gateway de rede virtual permite a conectividade entre o Azure rede virtual e o circuito do ExpressRoute usado para conectividade local. Você o implanta como várias instâncias de gateway para alta disponibilidade. Ele se conecta a ambos os MSEEs e é executado em uma região Azure. O gateway está associado a uma única região Azure e a uma única rede virtual, portanto, é o ponto em que o circuito redundante converge para uma única superfície de admissão por região. Alcançar recursos em outras regiões requer gateways adicionais em redes virtuais adicionais anexadas ao mesmo circuito ou uma topologia de hub que usa emparelhamento de rede virtual ou WAN Virtual do Azure.

    • Sub-rede do gateway. Uma sub-rede dedicada dentro da rede virtual que hospeda os gateways de rede virtual Azure (gateway do ExpressRoute, gateway de VPN ou ambos). A sub-rede deve ser nomeada GatewaySubnet.
  • Conexão do ExpressRoute. Um recurso que vincula o circuito do ExpressRoute no local de emparelhamento ao gateway de rede virtual do ExpressRoute no Azure. Ele estabelece a conexão virtual entre os roteadores MSEE e o gateway.

Configurar componentes do ExpressRoute

Esta seção descreve como provisionar e conectar os três recursos do ExpressRoute introduzidos na arquitetura: o circuito no local de emparelhamento, o gateway do ExpressRoute dentro da rede virtual Azure e a conexão que os vincula. Provisione-os nessa ordem. O gateway não tem nenhum par para anexar até que o circuito exista e o recurso de conexão requer o circuito e o gateway.

Circuito e emparelhamentos do ExpressRoute

Crie um circuito do ExpressRoute usando o portal Azure, o CLI do Azure ou o PowerShell. Para obter instruções passo a passo, consulte Criar um circuito do ExpressRoute.

Depois que o circuito for provisionado pelo provedor de conectividade ou diretamente por você, configure Azure emparelhamento privado, Microsoft emparelhamento ou ambos. Esses domínios de roteamento fornecem conectividade para Azure recursos privados (redes virtuais) e Microsoft serviços de nuvem, respectivamente.

Cada circuito do ExpressRoute tem uma largura de banda fixa, compartilhada em todos os emparelhamentos nesse circuito. Cada circuito pertence a um provedor de conectividade específico e ao local de emparelhamento. Essa associação é corrigida para a vida útil do circuito. Para alterar o provedor ou o local de emparelhamento, você precisa criar um novo circuito. O SKU do circuito do ExpressRoute (Local, Standard, Premium) determina o alcance máximo de Azure recursos aos quais você pode se conectar.

Para obter diretrizes de configuração de roteamento, consulte Criar e modificar o emparelhamento para um circuito do ExpressRoute.

Examine os requisitos de roteamento antes de configurar o roteamento do circuito.

Gateway do ExpressRoute

Um gateway do ExpressRoute é um gateway de rede virtual do tipo ExpressRoute. Implante-a dentro de sua rede virtual para estender sua rede local para Azure. Implante-a em uma sub-rede dedicada chamada GatewaySubnet. A mesma sub-rede também pode hospedar um gateway de VPN em uma configuração de coexistência.

O ExpressRoute oferece vários SKUs de gateway para diferentes requisitos de desempenho e taxa de transferência. SKUs mais altas alocam mais CPU e largura de banda, o que dá suporte a maior taxa de transferência para a rede virtual.

Para implantar o gateway, siga as instruções em Configurar um gateway de rede virtual para o ExpressRoute.

Conexão do ExpressRoute

Uma conexão do ExpressRoute vincula uma rede virtual, especificamente seu gateway do ExpressRoute, a um circuito do ExpressRoute. Essa conexão permite o roteamento privado entre sua rede local e Azure recursos.

Propriedades principais

  • Vários circuitos por rede virtual. Uma única rede virtual pode se conectar a vários circuitos do ExpressRoute.
  • Vários gateways por circuito. Um único circuito do ExpressRoute pode se vincular a vários gateways do ExpressRoute em redes virtuais diferentes.
  • Limites de serviço. Para obter mais informações, consulte Azure ExpressRoute limites.

Devido ao fan-in e fan-out entre circuitos e gateways, um único circuito pode ser compartilhado entre redes virtuais pertencentes a diferentes equipes, regiões ou assinaturas. Contabilize esse raio de explosão compartilhado ao atribuir propriedade, alertas e controle de alteração para o circuito.

Para criar a conexão, consulte Conectar uma rede virtual aos circuitos do ExpressRoute.

Considerations

Essas considerações se alinham aos pilares do Azure Well-Architected Framework, um conjunto de princípios orientadores para melhorar a qualidade da carga de trabalho. Para obter mais informações, consulte Microsoft Azure Well-Architected Framework.

Reliability

A confiabilidade garante que sua carga de trabalho possa atender consistentemente às expectativas de disponibilidade e desempenho de seus usuários. Consulte a lista de verificação de revisão de design para Confiabilidade.

O ExpressRoute tem vários componentes, portanto, a resiliência de design em todos eles:

O gateway de rede virtual do ExpressRoute é o teto de confiabilidade por região. Toda a redundância upstream, incluindo MSEEs ativos, BFD, circuitos redundantes e conexões cruzadas geograficamente diversas, converge em um único gateway regional. A resiliência regional do próprio caminho de conectividade requer um segundo gateway em uma segunda região. A recuperação de desastre de ponta a ponta também requer circuitos com redundância geográfica por meio de locais de emparelhamento distintos. Consulte Projetar para recuperação de desastre com emparelhamento privado do ExpressRoute para designs de várias regiões.

Para obter diretrizes de resiliência de ponta a ponta, consulte Design e arquiteto Azure ExpressRoute para resiliência.

Segurança

A segurança protege seus aplicativos e dados contra acesso ou uso indevido não autorizado. Consulte a lista de verificação de revisão de design para Segurança.

Tenha em mente as seguintes considerações:

Para obter uma lista completa de recomendações de segurança, consulte a linha de base de segurança Azure para o ExpressRoute.

Otimização de custos

A Otimização de Custos concentra-se na redução de despesas desnecessárias e na melhoria da eficiência operacional. Consulte a lista de verificação de revisão de design para Otimização de Custos.

O ExpressRoute fornece dois modelos de preços:

  • Dados medidos. Dados de entrada gratuitos. Dados de saída cobrados por GB.
  • Dados ilimitados. Taxa de porta mensal fixa. Os dados de entrada e de saída estão incluídos.

Monitore a utilização do circuito e selecione um plano alinhado com o uso real.

O plano de preços é um fator de custo entre vários. Examine estes fatores estruturais juntos:

  • SKU do gateway. SKUs de gateway de alto desempenho incorrem em uma cobrança recorrente mais alta. Consulte SKUs de Gateway para obter informações de desempenho e dimensionamento por SKU.
  • SKU/camada de circuito. As camadas Local, Standard e Premium têm diferentes encargos recorrentes e escopos de conectividade. O Premium adiciona um prêmio recorrente para limites de rota mais altos, mais links de rede virtual e alcance global.
  • Largura de banda do circuito. A largura de banda é uma cobrança recorrente. Os aumentos não sãoruptivos, mas, para reduções, você precisa recriar o circuito, portanto, o downsizing cria mais atrito do que o upsizing.
  • Opções de redundância. Os circuitos redundantes, conexões cruzadas geograficamente diversas e gateways de várias regiões recomendados na Confiabilidade adicionam custos recorrentes. Trate o destino de confiabilidade e as considerações de custo como uma única decisão.

Para obter detalhes de preços completos, consulte Azure ExpressRoute preços.

Excelência operacional

A Excelência Operacional garante que sua conectividade permaneça observável, compatível e bem mantida. Consulte a lista de verificação de revisão de design para Excelência Operacional.

Tenha em mente as seguintes considerações:

  • Visibilidade em tempo real. Use o Coletor de Tráfego do ExpressRoute e o ExpressRoute Insights com o Network Insights para métricas de desempenho, disponibilidade e queda de pacotes.
  • Notificações de manutenção. Configure Integridade do Serviço do Azure alertas para receber notificações de manutenção do ExpressRoute.
  • Acessibilidade de ponta a ponta. Use Monitor da Conexão para o ExpressRoute para controlar a conectividade entre Azure e local. Monitor da Conexão é o sinal de alcance de ponta a ponta. Os outros itens nesta lista são sinais por componente. Todos os componentes que relatam um status íntegro não garantem a acessibilidade de ponta a ponta se o BGP não for convertido, o par estiver filtrando ou um link de circuito falhar silenciosamente.
  • Integridade do gateway. Monitore a integridade e o desempenho do gateway usando Azure Monitor (CPU, taxa de transferência, rotas e fluxos).
  • Gerenciamento de alterações do circuito compartilhado. Um circuito é uma infraestrutura compartilhada. Alterações do lado do provedor de conectividade, reconfigurações de emparelhamento e modificações de largura de banda afetam todas as redes virtuais anexadas ao circuito. Atribua a propriedade clara do circuito, notifique os proprietários da rede virtual downstream sobre as alterações planejadas e coordene as janelas de alteração entre as equipes que compartilham o circuito.

Para obter a lista completa de métricas, consulte Azure ExpressRoute referência de dados de monitoramento. Para obter diretrizes mais amplas de monitoramento de resiliência, consulte Recomendações de monitoramento e alertas.

Eficiência de desempenho

A Eficiência de Desempenho garante que a camada de conectividade possa dimensionar e sustentar a carga esperada. Consulte a lista de verificação de revisão de design para Eficiência de Desempenho.

Principais considerações:

  • Interdependência do componente. A SKU do gateway deve corresponder às necessidades de desempenho do circuito. Circuitos de largura de banda mais alta exigem gateways de alto desempenho para evitar gargalos. Consulte SKUs de gateway do ExpressRoute para obter informações de taxa de transferência por SKU que você pode usar para corresponder o gateway ao circuito.

  • Limites de circuito e gateway. Um único circuito do ExpressRoute dá suporte a um número máximo de anúncios de rota e links de rede virtual. Um único gateway do ExpressRoute dá suporte a um número limitado de conexões de circuito. Consulte Azure ExpressRoute limites.

    Note

    Use o kit de ferramentas de conectividade Azure para testar e vincular a latência e a taxa de transferência do link de linha de base.

  • Largura de banda do circuito. A largura de banda disponível depende do provedor de conectividade. Use Get-AzExpressRouteServiceProvider para listar provedores e SKUs de largura de banda com suporte em sua região.

  • Complemento do ExpressRoute Premium. Este complemento fornece:

    • Limites de rota mais altos para emparelhamento privado.
    • Mais links de rede virtual por circuito.
    • Alcance global entre regiões.

    O Premium adiciona uma cobrança premium recorrente e estende o escopo de alcance do circuito entre regiões, o que amplia o conjunto de redes virtuais que podem ser anexadas. Avalie o aumento em relação ao plano de preços e aos fatores estruturais na Otimização de Custos e nos controles de governança que decidem quais redes virtuais anexam ao circuito.

  • Opções de dimensionamento. Se você precisar de um desempenho mais alto, aumente a largura de banda do circuito ou atualize o SKU do circuito (incluindo a alternância para Premium). Os aumentos de largura de banda não são detalhados, mas para diminuir, você precisa recriar o circuito. Além disso, você não pode mudar do plano de Dados Ilimitados de volta para Dados Medidos. Para os comandos do PowerShell e as regras de acoplamento de SKU, consulte Modificando um circuito do ExpressRoute.

  • Gateway escalonável do ExpressRoute. Use o gateway escalonável do ExpressRoute (SKU ErGwScale) para dimensionar automaticamente a capacidade do gateway sem intervenção manual.

  • ExpressRoute FastPath. Habilite o ExpressRoute FastPath para maior taxa de transferência e latência reduzida. Quando você habilita o FastPath, o tráfego ignora o gateway para tráfego de plano de dados. O FastPath é um bypass de caminho de dados: a função de plano de controle do gateway (propagação de rota, BGP, métricas de gateway) não é alterada, mas a observabilidade do plano de dados e qualquer política que depende do tráfego que atravessa o gateway não se aplicam mais. O FastPath também tem restrições de configuração (por exemplo, em torno de rotas definidas pelo usuário na sub-rede do gateway). Examine as limitações do FastPath antes de habilitá-lo.

Contribuidores

A Microsoft mantém este artigo. Os colaboradores a seguir escreveram este artigo.

Autor principal:

Próximas Etapas 

Para colocar essa arquitetura em prática, comece criando o circuito do ExpressRoute. A documentação do produto a seguir e os módulos do Microsoft Learn abrangem a criação do circuito, a implantação do gateway, a vinculação de rede virtual e os conceitos de rede híbrida ao redor.

Documentação do produto:

Módulos do Microsoft Learn: