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Open棟梁Project - マイクロソフト系技術情報 Wiki
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-[[戻る>冗長化アーキテクチャ]]
* 目次 [#q93b7a98]
#contents
*概要 [#s6e55500]
サービスの「負荷分散・拡張性」・「冗長性・可用性」の向上を図るためのサービス
-ステートレス・システムの負荷分散が可能。
-負荷分散装置等のフロントのアプライアンスが不要。
-（後述のハッシュ関数の再構築による）~
フェイル・オーバーも可能になっている。
*プロトコル [#e9f06347]
**特徴 [#gb6dfa71]
-各構成ノードは、仮想的なネットワークカードを持つ。
--各ノードのネットワークカードは、NLBグループ毎に同一のMACアドレスを持ち、クライアントはNLBの各ノードを区別できない。
--仮想ネットワークカードは、受信したTCP/IPネットワーク・トラフィックを均等に分散させたり、重み付けして分散させたりすることができる。
--リクエストを自ノードで処理するべきと判断した場合、NLBはデータ・パケットを上位層へ送る。
-NLBは、各構成ノードを常に監視しており、
--障害を起こしたサーバは自動的にNLBから離脱する。
--また、サーバが復帰した時は自動的にNLBに復帰する。
--この作業はクラスタよりも迅速に動作する。
**適合するシステム [#d45aa5ff]
-ステートレスなシステム
-データの更新があまり発生しないシステム（コンテンツの手動更新のレベル）
*方式 [#yd917694]
要約していうと、
-複数のサーバに共通の仮想IP・MACアドレスを持たせクラスタを構成する。
-クライアントからは単一のIPアドレスとコンピュータ名を持つシステムに見える。
処理の振り分け方式は、
-（後述の）[[分散処理方式>#mdb80856]]によりパケットをWebファームのNICに重複して着信させ、
-（後述の）[[ハッシュ関数>#i56f376b]]で着信したパケットをフィルタする
という方式である。
（（後述の）[[ハッシュ関数>#i56f376b]]の再構築による）フェイル・オーバーも可能になっている。
**IPアドレス [#v9a116d3]
「仮想サーバ」を構成するNICには、
-「専用IPアドレス」
-「仮想IPアドレス」
の設定が必要。
***専用IPアドレス [#m680025e]
「物理サーバ」のデータ送受信に利用される。
***仮想IPアドレス [#caee43d4]
「仮想サーバ」のデータ送受信に利用される。
**分散処理方式 [#mdb80856]
パケットをWebファームのNICに重複して着信させる分散処理の方式に以下の２つがある。
-[[ユニキャスト・モード>#pa9274d9]]
-[[マルチキャスト・モード>#nba7db72]]
**ハッシュ関数によるパーシステンス [#i56f376b]
上記の[[分散処理方式>#mdb80856]]を実現するため、~
NLBのハッシュ関数は、パーシステンス(セッション維持)方式として、
以下のサイトで説明されている、
-ロードバランサ - パーシステンスの種類~
http://www.infraexpert.com/study/loadbalancer5.html
--''Source address affinity persistence''
--Cookie persistence
--SSL persistence
--Destination address affinity persistence
--Hash persistence
--SIP persistence
--Universal persistence
--Microsoft Remote Desktop Protocol persistence
''Source address affinity persistence''
を採用している。
**プロトコル [#e9f06347]
-TCP
-UDP
-（TCP/UDPの）両方
-（[[TCP, UDP]]の）両方
がある。
*分散方法 [#x6107af6]
分散方法に[ユニキャスト・モード]、[マルチキャスト・モード]が存在する。
*分散処理方式 [#x6107af6]
分散処理方式に
-[[ユニキャスト・モード>#pa9274d9]]
-[[マルチキャスト・モード>#nba7db72]]
が存在する。
**ユニキャスト・モード [#pa9274d9]
サーバの物理ノードに同じIPアドレス（MACアドレス）を付与し、~
全ての物理ノードでパケットを受信。~
次いで、ハッシュ関数を使用して要求フィルタする。
ユニキャスト・モードの分散処理方式
-サーバの物理ノードに同じIPアドレス（MACアドレス）を付与し、
-全ての物理ノードでパケットを受信。
-次いで、ハッシュ関数を使用して要求フィルタする。
**マルチキャスト・モード [#nba7db72]
サーバの物理ノードに異なるIPアドレスを付与し、~
マルチ・キャストを使用して全ての物理ノードでパケットを受信。~
次いで、ハッシュ関数を使用して要求フィルタする。
マルチキャスト・モードの分散処理方式
*アフィニティ [#wa7fd840]
アフィニティに[単一モード]と[なしモード]が存在する。
-サーバの物理ノードに異なるIPアドレスを付与し、
-マルチ・キャストを使用して全ての物理ノードでパケットを受信。
-次いで、ハッシュ関数を使用して要求フィルタする。
**単一モード [#ff785102]
ハッシュ関数は、クライアントのIPアドレスから物理ノードが選択する。
*ハッシュ関数によるパーシステンス [#eec2ccc1]
Source address affinity persistenceのaffinityとして、~
下記の２つのアフィニティが存在する。
**アフィニティ [#wa7fd840]
-[[単一モード>#ff785102]]
-[[なしモード>#u231372a]]
***単一モード [#ff785102]
単一モードのハッシュ関数は、クライアントのIPアドレスから物理ノードが選択する。
-クライアントは、常に同じノードに振り分けられる。
-プロキシサーバーを経由すると、偏りが発生することがある。
**なしモード [#u231372a]
ハッシュ関数は、クライアントのIPアドレス＋ポートから物理ノードが選択する。
***なしモード [#u231372a]
なしモードのハッシュ関数は、クライアントのIPアドレス＋ポートから物理ノードが選択する。
-クライアントのTCP/IP接続が異なると、異なるノードに振り分けられる。
∴ クライアントのTCP/IP接続が異なると、異なるノードに振り分けられる。
*フェイルオーバー [#j23667ab]
「仮想サーバ」を構成するNICは、互いの動作を調整するためにクラスタ内で定期的に「ハート ビート」を交換している。
-「仮想サーバ」を構成する「物理サーバ」で障害が発生したり、~
「物理サーバ」が追加・削除されたりして、「ハート ビート」に変化が生じた場合、~
NLBはクラスタ構成の変更を検出し「収束」と呼ばれるプロセスを開始する。
-「収束」プロセスでは、「仮想サーバ」を構成する「物理サーバ」間でメッセージが交換され、~
入力トラフィックをフィルタするハッシュ テーブルを再生成し、「物理サーバ」間に展開・共有する。
-これにより「仮想サーバ」が再構築され、クライアント要求は「物理サーバ」に再分散される。
*操作モードとNIC枚数 [#a61dd8da]
**ユニキャスト・モード [#h84394b9]
***NIC１枚 [#d29f2634]
-長所
--１枚のNICでも動作する
--全てのルータで機能する
-短所
--負荷によっては、2枚目のNICが必要
--クラスタ ホスト間の通信は不可能~
&color(red){※ ユニキャスト・モードでは、「仮想サーバ」を構成する全てのNICに同じMACアドレスを割り当てるため、これらNIC間での通信ができない。};
***NIC２枚以上 [#b8f4be10]
-長所
--全てのルータで機能する
--クラスタ ホスト間の通信が可能
--トラフィックの分離により、全体的な性能が向上する
---フロントエンド、バックエンドとの通信の分離
---管理操作の分離
-短所
--２枚以上のNICが必要
**マルチキャスト・モード [#t002042c]
***NIC１枚 [#acb554f6]
-長所
--１枚のNICでも動作する
--クラスタ ホスト間の通信が可能
-短所
--負荷によっては、２枚目のNICが必要
--ルータによっては特別な設定が必要
***NIC２枚以上 [#e80d8424]
-長所
--クラスタ ホスト間の通信が可能
--トラフィックの分離により、全体的な性能が向上する
---フロントエンド、バックエンドとの通信の分離
---管理操作の分離
-短所
--２枚以上のNICが必要
--ルータによっては特別な設定が必要
*その他 [#n5980944]
ASP.NETでは、SessionStateを使用するステートフルなアプリケーションでも、~
ステートサーバやSQL Serverに状態を一時退避する事で、以下を可能にしている。
-[なしモード]での負荷分散（[単一モード]なら不要）
-[単一モード]でフェイル・オーバした後の業務続行（不可能なら不要）
-ただし、ステートサーバやSQL Serverはシングル・ポイントになり得る。
*参考 [#p36ba3a4]
-[[NLB？MSCS/WSFC？]]
-Network Load Balancing Deployment Guide~
https://technet.microsoft.com/ja-jp/library/cc754833.aspx
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Tags: [[:Windows]], [[:冗長化]]
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