VCF アプライアンスの高可用性ロード バランシング

このドキュメントでは、 Google Cloud の VMware ソリューションのリージョン内部ロードバランサとゾーン ネットワーク エンドポイント グループ（NEG）が、Virtual Private Cloud（VPC）アンダーレイにデプロイされた VMware Cloud Foundation（VCF）管理アプライアンスに、レイヤ 2 の高可用性、仮想マシン モビリティ（vMotion）、自動フェイルオーバーを提供する方法について説明します。次の図をご覧ください（クリックして拡大）。

vMotion 中にゾーン NEG を介してトラフィックをステアリングする GARP_RA を使用した内部ロードバランサとリージョン バックエンド サービス。 vMotion 中にゾーン NEG を介してトラフィックをステアリングする GARP_RA を使用した内部ロードバランサとリージョン バックエンド サービス。

アンダーレイ アプライアンスにロードバランサが必要な理由

オンプレミスのデータセンターでは、vCenter Server、SDDC Manager、クラスタ化された NSX Manager ノードなどの管理仮想マシンは、物理レイヤ 2 ブロードキャスト ドメインに依存しています。アプライアンスがフェイルオーバーするか、vMotion を使用して ESXi ホスト間で移行すると、アプライアンスは Gratuitous ARP（GARP）パケットをブロードキャストして、物理トップオブラック（ToR）スイッチの MAC アドレス テーブルを更新し、IP アドレスが物理サーバー間でフローティングするようにします。

Google Cloud VPC ネットワークは、次の動作を行うルーティングされたレイヤ 3 ソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）です。

  • すべての IP アドレスは、SDN 転送テーブル内の特定の Compute Engine 仮想ネットワーク インターフェース（vNIC）にプログラムでバインドされます。
  • VPC ルーティング プレーンは、物理スイッチの MAC 学習に依存して、レイヤ 3 トラフィックをフローティング IP アドレスにルーティングすることはありません。
  • アンダーレイ管理 VM が別のベアメタル ESXi ホストに移動する場合、VPC ルーティング テーブルには、そのアプライアンスの IP アドレスのトラフィックを新しいホスト インターフェースに転送する明示的なメカニズムが必要です。

手動のルート更新や VM の再アドレス指定なしで IP モビリティをサポートするため、VMware ソリューションは、フローティング アンダーレイ管理アプライアンスごとに高速 IP 移動（GARP_RA）で構成されたリージョン内部パススルー ネットワーク ロードバランサをプロビジョニングします。

高可用性アーキテクチャのコンポーネント

VMware ソリューションの各ネットワーク アプライアンスは、3 層のGoogle Cloud ロード バランシング アーキテクチャを使用して、高可用性と vMotion モビリティをサポートします。

ゾーン ネットワーク エンドポイント グループ（NEG）

  • 構成タイプ: ターゲット VPC サブネットで構成された GCE_VM_IP_DEDICATED_BACKEND タイプのゾーン NEG。
  • 機能: 各ゾーンの専用 NEG は、クラスタの vMotion モビリティ ドメインに属するすべてのベアメタル ESXi インスタンスのプライマリ ネットワーク インターフェースまたは動的ネットワーク インターフェースをグループ化します。
  • 再利用性: 同じクラスタとサブネット内のすべてのアンダーレイ アプライアンス ロードバランサは、1 つのゾーン NEG セットを共有します。

高速 IP 移動を使用するリージョン バックエンド サービス

  • 構成タイプ: クラスタのゾーン NEG を参照するリージョン バックエンド サービス（loadBalancingScheme: INTERNAL、protocol: UNSPECIFIED）。
  • フェイルオーバー ポリシー（haPolicy）: fastIPMove: GARP_RA で構成されています。
  • 機能: Google Cloud Andromeda データプレーンに、管理アプライアンス VM から送信される GARP フレームとルーター アドバタイズ（RA）フレームのブロードキャスト対応サブネットをモニタリングし、アクティブなバックエンド ホストを動的に更新するよう指示します。

リージョン内部パススルー ネットワーク ロードバランサ

  • 構成タイプ: アプライアンスの予約済み仮想 IP（VIP）アドレスで構成されたリージョン内部転送ルール。
  • 機能: 管理アプライアンスまたはクラスタ VIP の永続的な IP エンドポイントとして機能します。管理者、ワークロード、その他の VCF コンポーネントは、この VIP アドレスに接続します。

専用 NEG を使用したアンダーレイの高可用性

複数のネットワーク インターフェース（プライマリ nic0 インターフェースや VLAN タグ付き Dynamic NIC など）が同じ VPC ネットワークに接続されている場合、標準の GCE_VM_IP NEG は任意のサブインターフェースをターゲットにできません。代わりに、VMware ソリューションは GCE_VM_IP_DEDICATED_BACKEND NEG を使用します。これは次のように動作します。

  • 自動インターフェース ターゲティング: NEG のサブネットに一致する特定のプライマリ vNIC または Dynamic NIC を自動的に接続します。
  • ゾーンごとに 1 つの NEG: GCE_VM_IP_DEDICATED_BACKEND NEG で構成されたリージョン バックエンド サービスには、ゾーンごとに 1 つの NEG のみを含めることができます。
  • 内部 HA ポリシーの要件: GCE_VM_IP_DEDICATED_BACKEND NEG は、haPolicy を使用する内部パススルー ネットワーク ロードバランサ（loadBalancingScheme: INTERNAL）用に構成されたリージョン バックエンド サービスでのみサポートされます。

ブロードキャスト サブネットに対する HA ポリシーの制限

ARP ブロードキャストと MAC ラーニングが有効になっているサブネットに haPolicy バックエンド サービスをデプロイすると、次のルールが適用されます。

  • ロード バランシング スキーム: 内部パススルー ネットワーク ロードバランサ（INTERNAL）のみがサポートされています。
  • サブネットの整合性: 特定のバックエンド サービスのすべてのゾーンにわたるすべてのバックエンド NEG は、同じ VPC サブネットに属している必要があります。
  • 転送ルールのマッピング: ブロードキャスト NEG で構成されたバックエンド サービスは、1 つの転送ルールでのみ参照できます。
  • 不変のバックエンド サブネット タイプ: バックエンド サービスを作成するときに、ARP ブロードキャスト サブネットにバックエンドを接続する必要があります。後で非ブロードキャスト サブネットのバックエンドに置き換えることはできません。

HA ポリシーのクロス クレームを防止する

ARP ブロードキャスト対応のサブネットでは、1 つの HA ポリシー バックエンド サービスに属するホスト インターフェースが、そのポリシーの転送ルール VIP の GARP フレームをブロードキャストすると、無関係な HA ポリシーのリーダーシップを一時的に要求する可能性があります。

意図しないクロス クレームを防ぐには、そのサブネットで動作するすべての HA ポリシー バックエンド サービスに、まったく同じ ESXi ホスト バックエンド（クラスタのゾーン NEG 内のすべてのホスト）を含めます。

次のステップ