適用于：Azure Stack HCI 版本 22H2 和 21H2；Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016

軟件負(fù)載均衡器包括哪些內(nèi)容？

軟件負(fù)載均衡器提供以下功能：

• 適用于北/南和東/西 TCP/UDP 流量的第 4 層 (L4) 負(fù)載均衡服務(wù)。

• 公用網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載均衡。

• 虛擬局域網(wǎng) (VLAN) 以及使用 Hyper-V 網(wǎng)絡(luò)虛擬化創(chuàng)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài) IP 地址 (DIP) 支持。

• 運(yùn)行狀況探測支持。

• 為云縮放做好準(zhǔn)備，包括多路復(fù)用器和主機(jī)代理的橫向擴(kuò)展功能和縱向擴(kuò)展功能。

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱本文中的軟件負(fù)載均衡器功能。

軟件負(fù)載均衡器的工作原理

軟件負(fù)載均衡器的工作原理是將虛擬 IP 地址 (VIP) 映射到作為數(shù)據(jù)中心內(nèi)云服務(wù)資源集一部分的 DIP。

VIP 是單個(gè) IP 地址，提供對(duì)負(fù)載均衡的 VM 池的公共訪問。 例如，VIP 是在 Internet 上公開的 IP 地址，以便租戶和租戶客戶可以連接到云數(shù)據(jù)中心內(nèi)的租戶資源。

DIP 是 VIP 后面的負(fù)載均衡池的成員 VM 的 IP 地址。 在云基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中將 DIP 分配給租戶資源。

VIP 位于 SLB 多路復(fù)用器 (MUX) 中。 MUX 由一個(gè)或多個(gè) VM 組成。 網(wǎng)絡(luò)控制器為每個(gè) MUX 提供各自的 VIP，每個(gè) MUX 反過來使用邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 (BGP) 將每個(gè) VIP 作為/32 路由播發(fā)到物理網(wǎng)絡(luò)上的路由器。 BGP 允許物理網(wǎng)絡(luò)路由器執(zhí)行以下操作：

• 了解即使 MUX 位于第 3 層網(wǎng)絡(luò)中的不同子網(wǎng)中，每個(gè) MUX 上都有一個(gè) VIP。

• 使用相等成本多路徑 (ECMP) 路由將每個(gè) VIP 的負(fù)載分散到所有可用的 MUX 上。

• 自動(dòng)檢測 MUX 故障或刪除，并停止將流量發(fā)送到故障的 MUX。

• 將故障或刪除的 MUX 的負(fù)載分散到正常的 MUX 上。

當(dāng)來自 Internet 的公共流量到達(dá)時(shí)，SLB MUX 會(huì)檢查流量（其中包含 VIP 作為目標(biāo)），并映射和重寫流量，使其到達(dá)單個(gè) DIP。 對(duì)于入站網(wǎng)絡(luò)流量，此事務(wù)分兩個(gè)步驟執(zhí)行，該過程在 MUX VM 與目標(biāo) DIP 所在的 Hyper-V 主機(jī)之間進(jìn)行劃分：

1. 負(fù)載均衡 - MUX 使用 VIP 來選擇 DIP，封裝數(shù)據(jù)包，并將流量轉(zhuǎn)發(fā)到 DIP 所在的 Hyper-V 主機(jī)。

2. 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT) - Hyper-V 主機(jī)從數(shù)據(jù)包中刪除封裝，將 VIP 轉(zhuǎn)換為 DIP，重新映射端口，然后將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到 DIP VM。

由于你使用網(wǎng)絡(luò)控制器定義負(fù)載均衡策略，因此 MUX 知道如何將 VIP 映射到正確的 DIP。 這些規(guī)則包括協(xié)議、前端端口、后端端口和分發(fā)算法（5 個(gè)、3個(gè) 或 2 個(gè)元組）。

當(dāng)租戶 VM 響應(yīng)出站網(wǎng)絡(luò)流量并將其發(fā)送回 Internet 或遠(yuǎn)程租戶位置時(shí)，由于 NAT 由 Hyper-V 主機(jī)執(zhí)行，因此流量將繞過 MUX 并直接從 Hyper-V 主機(jī)傳到邊緣路由器。 此 MUX 繞過進(jìn)程稱為直接服務(wù)器返回 (DSR)。

建立初始網(wǎng)絡(luò)流量流后，入站網(wǎng)絡(luò)流量會(huì)完全繞過 SLB MUX。

在下圖中，客戶端計(jì)算機(jī)對(duì)公司（在本例中是名為 Contoso 的虛構(gòu)公司）SharePoint 站點(diǎn)的 IP 地址執(zhí)行 DNS 查詢。 將發(fā)生以下過程：

1. DNS 服務(wù)器將 VIP 107.105.47.60 返回到客戶端。

2. 客戶端向 VIP 發(fā)送 HTTP 請(qǐng)求。

3. 物理網(wǎng)絡(luò)有多個(gè)路徑可用于訪問位于任何 MUX 上的 VIP。 在此過程中，每個(gè)路由器都使用 ECMP 選擇路徑的下一段，直到請(qǐng)求到達(dá) MUX。

4. 接收請(qǐng)求的 MUX 檢查配置的策略，并發(fā)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)上有兩個(gè) DIP（分別為 10.10.10.5 和 10.10.20.5）可用于處理對(duì) VIP 107.105.47.60 的請(qǐng)求

5. MUX 選擇 DIP 10.10.10.5 并使用 VXLAN 封裝數(shù)據(jù)包，以便它可以使用主機(jī)的物理網(wǎng)絡(luò)地址將數(shù)據(jù)包發(fā)送到包含 DIP 的主機(jī)。

6. 主機(jī)接收封裝的數(shù)據(jù)包并對(duì)其進(jìn)行檢查。 它刪除封裝并重寫數(shù)據(jù)包，將目標(biāo)從 VIP 變?yōu)?DIP 10.10.10.5，然后將流量發(fā)送到 DIP VM。

7. 請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)器場 2 中的 Contoso SharePoint 站點(diǎn)。 服務(wù)器使用自己的 IP 地址作為源，生成響應(yīng)并將其發(fā)送到客戶端。

8. 主機(jī)截獲虛擬交換機(jī)中的傳出數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包會(huì)記住客戶端（現(xiàn)在是目標(biāo)）向 VIP 發(fā)送了原始請(qǐng)求。 主機(jī)將數(shù)據(jù)包的源重寫為 VIP，使客戶端看不到 DIP 地址。

9. 主機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)包直接轉(zhuǎn)發(fā)到物理網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)使用其標(biāo)準(zhǔn)路由表將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到客戶端，客戶端最終接收響應(yīng)。

軟件負(fù)載均衡器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

在配置軟件負(fù)載均衡器之前，必須首先部署網(wǎng)絡(luò)控制器和一個(gè)或多個(gè) SLB MUX VM。

此外，必須使用已啟用 SDN 的 Hyper-V 虛擬交換機(jī)配置 Azure Stack HCI 主機(jī)，并確保 SLB 主機(jī)代理正在運(yùn)行。 服務(wù)主機(jī)的路由器必須支持 ECMP 路由和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 (BGP)，并且必須將其配置為接受來自 SLB MUX 的 BGP 對(duì)等互連請(qǐng)求。

下圖提供了 SLB 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的概覽。

以下各節(jié)介紹了有關(guān)軟件負(fù)載均衡器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的這些元素的詳細(xì)信息。

參考鏈接

Azure Stack HCI 和 Windows Server 中用于 SDN 的軟件負(fù)載均衡器 (SLB) - Azure Stack HCI | Microsoft Learn

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