मानक vSwitch को स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल की आवश्यकता क्यों नहीं है

आज मैं vsphere 5 बुखार से थोड़ा विचलित होना चाहता हूं और मानक vSwitch की मूल बातें याद करता हूं, और विशेष रूप से यह स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल के बिना कैसे प्राप्त होता है।

मुझे लगता है कि आपको पहले से ही स्विचिंग का सबसे सरल ज्ञान है और पता है कि वलान, स्विचिंग लूप, फैले हुए पेड़ प्रोटोकॉल और कुछ प्रकार के लिंक एकत्रीकरण प्रोटोकॉल क्या हैं। मैं मानक vSwitch की मुख्य विशेषताओं पर संक्षेप में जाने की कोशिश करूंगा, उन तथ्यों पर ध्यान केंद्रित करना जो मुझे दिलचस्प लग रहे थे या जो आधिकारिक दस्तावेज में बहुत स्पष्ट नहीं थे, कम से कम मेरे लिए। यह भी निम्नलिखित के कुछ भ्रम का मतलब है।

मानक vSwitch (या vNetworking मानक स्विच उर्फ ​​वीएसएस) का मुख्य लक्ष्य आभासी मशीनों और भौतिक नेटवर्क बुनियादी ढांचे के बीच संचार प्रदान करना है। इसके अलावा, यह पोर्ट ग्रुप्स का उपयोग करते हुए वर्चुअल मशीनों का तार्किक पृथक्करण प्रदान करता है, यदि आप एक ESXi होस्ट पर एक से अधिक अपलिंक करते हैं, तो विभिन्न बैलेंसिंग एल्गोरिदम प्रदान करता है, वर्चुअल मशीनों से वीएसएस के लिए आउटगोइंग ट्रैफ़िक को प्रदान करता है, और अंत में, यह लिंकलिंक विफलता का पता लगाने की अनुमति देता है और स्वचालित रूप से शेष अपलिंक पर ट्रैफ़िक स्विच करें।



तो, एक भौतिक स्विच से मुख्य अंतर क्या हैं?

भौतिक स्विच के विपरीत, वीएसएस को एक ही प्रसारण डोमेन में सभी उपकरणों के मैक पते सीखने की आवश्यकता नहीं है। चूंकि सभी वर्चुअल मशीनों में ESXi द्वारा मैक पते असाइन किए गए हैं, vSS पहले से ही सभी डिफ़ॉल्ट पते जानता है। एक अन्य विशिष्ट विशेषता यह है कि वीएसएस काफी स्पष्ट रूप से बंदरगाहों को दो प्रकारों में विभाजित करता है - आंतरिक पोर्ट और अपलिंक, और उन पर अलग-अलग स्विचिंग नियम लागू होते हैं।

पोर्ट ग्रुप और वेलन

पोर्ट समूह आंतरिक बंदरगाहों के लिए एक कॉन्फ़िगरेशन टेम्पलेट (उदाहरण के लिए, वलान संख्या, आकार देना, ट्रैफ़िक संतुलन) को परिभाषित करता है। जब आप वर्चुअल मशीन को वीएसएस से कनेक्ट करते हैं, तो आप बस संकेत देते हैं कि पोर्ट ग्रुप को इसके लिए कौन सा उपयोग करना है और इसलिए पूर्वनिर्धारित सेटिंग्स लागू करें। उदाहरण के लिए, आप निर्दिष्ट कर सकते हैं कि एक निश्चित पोर्ट समूह की आभासी मशीनों के लिए, केवल एक विशिष्ट इंटरफ़ेस को अपलिंक के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए, और शेष इंटरफेस को बैकअप के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए। एक और अच्छा उदाहरण है जब आप वर्चुअल मशीनों पर एमएस नेटवर्क लोड बैलेंसिंग क्लस्टर को यूनिकस्ट मोड में कॉन्फ़िगर करना चाहते हैं। इस स्थिति में, आपको इन वर्चुअल मशीनों के लिए एक अलग पोर्ट ग्रुप बनाने और उनमें Notify Switches विकल्प को निष्क्रिय करने की आवश्यकता होगी।

बहुत बार, पोर्ट समूह की तुलना भौतिक स्विच पर की जाती है, हालांकि यह वास्तव में पूरी तरह से गलत तुलना है। मुझे लगता है कि यह इस तथ्य के कारण है कि ज्यादातर मामलों में, vSphere Adins अपनी वर्चुअल मशीनों को अलग-अलग vlan-s में विभाजित करने के लिए पोर्ट ग्रुप्स का उपयोग करते हैं। हालाँकि, हमेशा दूर से उनके बीच एक सीधा पत्राचार होता है। एमएस नेटवर्किंग लोड बैलेंसिंग के बारे में पिछला उदाहरण इसका एक उत्कृष्ट प्रमाण है - हमारे vSphere में दो पोर्ट समूह हैं: एक एमएस नेटवर्क लोड बैलेंसिंग सर्वरों के लिए और दूसरा अन्य सर्वरों के लिए। इसी समय, दोनों पोर्ट ग्रुप की आभासी मशीनें एक ही व्लान से संबंधित हैं।
खैर, पोर्ट ग्रुप्स और वलन के बीच एक और अंतर इस से है। विभिन्न वलान-आह में कंप्यूटर सीधे संवाद नहीं कर सकते। उन्हें निश्चित रूप से ट्रैफ़िक को रूट करने के लिए या तो L3 डिवाइस की आवश्यकता होगी, या उन्हें vlan-s के बीच ब्रिजिंग को सक्षम करने की आवश्यकता होगी, लेकिन Unicast ट्रैफ़िक को स्वतंत्र रूप से पोर्ट समूहों के बीच प्रेषित किया जा सकता है।

मेरे लिए बड़े आश्चर्य की बात है कि कल ही कल 4095 का उद्घाटन हुआ था, या इसके साथ वीएसएस पर बिल्कुल ट्रैफ़िक सुनने की क्षमता थी। एक नियम के रूप में, आधिकारिक दस्तावेज में VMware vlan 4095 को VGT - वर्चुअल अतिथि vlan टैगिंग के रूप में दर्शाया गया है। इसके साथ, हम खुद ही वर्चुअल मशीन से वलान टैग को फॉरवर्ड कर सकते हैं और इसे इस ट्रैफिक के साथ क्या करना है, इसके बारे में निर्णय लेने की अनुमति देते हैं। व्यवहार में, यह बहुत बार उपयोग नहीं किया जाता है - वीएसटी (वर्चुअल स्विच वलान टैगिंग) का उपयोग अधिक बार किया जाता है जब वीएसएस वलान टैग हटाता है और संबंधित पोर्ट समूह को ट्रैफ़िक भेजता है। हम वीजीटी का उपयोग बिल्कुल नहीं करते हैं, इसलिए मैं इसके बारे में संक्षेप में पढ़ता हूं। यह पता चला है कि यदि आप एक पोर्ट समूह बनाते हैं और इसे 4095 के लिए निर्दिष्ट करते हैं, तो इस पोर्ट ग्रुप में प्रोमिसियस मोड को सक्षम करें और फिर वहां एक वर्चुअल मशीन रखें, फिर आप वायरशर्क को अनज़िप कर सकते हैं और इस वीएसएस से जुड़ी सभी मशीनों से ट्रैफ़िक को शांति से इकट्ठा और विश्लेषण कर सकते हैं। एक अन्य उपयोगी व्यावहारिक अनुप्रयोग ट्रैफ़िक निरीक्षण प्रयोजनों के लिए इस तरह के पोर्ट समूह में एक आभासी आईडीएस रखना है।

अपलिंक - ट्रैफ़िक संतुलन

VSphere 4.1 में, आप एक ही वर्चुअल स्विच पर अधिकतम 32 अपलिंक कर सकते हैं। अपलिंक का उपयोग केवल एक vSS पर किया जा सकता है, अर्थात, किसी अन्य vSS पर समान अपलिंक का उपयोग करना संभव नहीं होगा। इसका अर्थ यह भी है कि यातायात कभी भी एक vSS से दूसरे vSS में सीधे प्रेषित नहीं होगा। उनके बीच का ट्रैफ़िक या तो L3 डिवाइस तक जाना चाहिए, या आंतरिक वर्चुअल पोर्ट्स से वर्चुअल मशीन तक, जो L3 डिवाइस के रूप में काम करता है।

99% स्थितियों में, आपके ईएसएक्सआई होस्ट में एक से अधिक अपलिंक होंगे और आपको यह तय करना होगा कि आप 2 या अधिक अपलिंक पर ट्रैफ़िक को कैसे संतुलित करेंगे। डिफ़ॉल्ट रूप से, ये नियम vSS पर लागू होते हैं, लेकिन आप चाहें तो इन्हें विशिष्ट पोर्ट समूहों पर भी बदल सकते हैं।

वीएसएस में तीन मुख्य यातायात संतुलन नीतियां हैं:

• रूटिंग वर्चुअल स्विच पोर्ट आईडी के आधार पर - मान लें कि आपके पास 6 वर्चुअल मशीनें हैं और एकमात्र vSS में दो अपलिंक हैं। जब आप पहली वर्चुअल मशीन को चालू करते हैं, तो vSS इसे पहला अपलिंक प्रदान करता है, जिसे यह वर्चुअल मशीन लगातार उपयोग करेगी, जब तक आप इसे बंद नहीं करते और फिर से चालू नहीं करते। दूसरी मशीन को दूसरा अपलिंक सौंपा जाएगा, तीसरा - फिर से पहला, और इसी तरह। किसी अन्य अपलिंक के लिए स्विचिंग तभी हो सकती है जब मुख्य लिंक गिरता है। भौतिक स्विच से वर्चुअल मशीन तक ट्रैफ़िक हमेशा एक ही अपलिंक द्वारा वापस आएगा, क्योंकि इस अपलिंक के माध्यम से केवल भौतिक मशीन वर्चुअल मशीन के मैक पते को जान पाएगी।
• स्रोत मैक हैश पर आधारित रूट - अनिवार्य रूप से पिछले एक के समान विधि, सिवाय इसके कि इस मामले में वर्चुअल मशीन के मैक पते के हैश का उपयोग अपलिंक का चयन करने के लिए किया जाएगा।
• IP हैश पर आधारित रूट - इस मामले में, vSS अपलिंक का चयन करने के लिए स्रोत और गंतव्य के आईपी पते के हैश का उपयोग करता है। यही है, दो आईपी पतों के बीच एक सत्र हमेशा एक ही अपलिंक के ऊपर जाएगा, जो हमें पैकेट वितरण के सही क्रम की गारंटी देगा। भौतिक स्विच पर, 802.3ad मानक के लिए समर्थन को सक्षम करने के लिए भी आवश्यक होगा ताकि यह समान - हैशेड स्रोत और गंतव्य पते, उनके लिए केवल एक अपलिंक का उपयोग किया जाए, फिर से पैकेट के आगमन के सही क्रम को सुनिश्चित करें। वैसे, यह बिल्कुल महत्वपूर्ण नहीं है अगर वर्चुअल मशीन से ट्रैफ़िक एक अपलिंक से गुजरता है, लेकिन दूसरे में लौटता है।

सबसे आम यातायात वितरण परिदृश्यों में से एक बहुत कुछ वैसा ही है जैसा कि स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए भौतिक स्विच पर किया जाता है, जब अलग-अलग vlans अलग-अलग अपलिंक में जाते हैं, जब तक कि अपलिंक में से कोई भी "ड्रॉप" नहीं हो जाता है और तब इन वलान का सारा ट्रैफ़िक- शेष अपलिंक पर स्विच करता है। इसी तरह, ESXi में, आप एक ही vSS पर 2 पोर्ट ग्रुप बनाते हैं। पहले पोर्ट समूह के लिए, पहले अपलिंक को सक्रिय रूप में इंगित किया जाता है, दूसरा - बैकअप। दूसरा पोर्ट ग्रुप ठीक इसके विपरीत कॉन्फ़िगर किया गया है। इस प्रकार, आप बैंडविड्थ के भौतिक स्विच में अधिक कुशल उपयोग प्राप्त करते हैं और एक ही समय में अतिरेक नहीं खोते हैं।

कभी-कभी vSphere Adins केवल VMotion या FT ट्रैफ़िक के लिए अपलिंक की एक अलग जोड़ी आवंटित करते हैं, जो मुझे इंटरफेस की बर्बादी लगती है, क्योंकि VMotion या FT ट्रैफ़िक बहुत ही दुर्लभ मामलों में एक से अधिक इंटरफ़ेस के ऊपर संतुलित है। ज्यादातर समय, इंटरफेस में से एक बस बेकार हो जाएगा।

आउटगोइंग शेपिंग
वीएसएस का उपयोग करने के मामले में, हम केवल वर्चुअल मशीन से वीएसएस तक के आउटगोइंग ट्रैफिक को आकार दे सकते हैं। सिद्धांत रूप में, यह, उदाहरण के लिए, vMotion ट्रैफ़िक को आकार देने के लिए पर्याप्त है। लेकिन, अफसोस, हम भौतिक मशीनों से आने वाले यातायात को आकार देने में सक्षम नहीं हैं।

तो, वीएसएस को स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल की आवश्यकता क्यों नहीं है?

• वर्चुअल स्विच द्वारा भौतिक स्विच द्वारा भेजे गए सभी एसटीपी बीपीडीयू पैकेटों को केवल अनदेखा किया जाता है
• कोई भी पैकेट जो vSS को एक अपलिंक के माध्यम से प्राप्त होता है, उसे कभी भी दूसरे अपलिंक के माध्यम से नहीं भेजा जाएगा। उसके लिए एक ही रास्ता वर्चुअल मशीन या VMK इंटरफ़ेस में से एक है। यही है, वीएसएस के माध्यम से लूप अब नहीं होंगे
• जब वीएसएस एक अनजाने पते के साथ एक प्रसारण, मल्टीकास्ट या पैकेट भेजता है, तो भौतिक स्विच इसे सभी बंदरगाहों पर बिना किसी असफलता के पुनर्निर्देशित कर देगा। इसलिए, वीएसएस सभी आने वाले पैकेटों में स्रोत पते की जांच करता है, और अगर वर्चुअल मशीन या वीएमके इंटरफ़ेस में से किसी एक के मैक पते का पता लगाया जाता है, तो ऐसे ट्रैफ़िक को अनदेखा किया जाता है। इस प्रकार भौतिक स्विच के माध्यम से लूप की समस्या हल हो गई है
• वर्चुअल मशीन द्वारा भेजे गए ब्रॉडकास्ट और मल्टीकास्ट ट्रैफिक को एक ही पोर्ट ग्रुप के सभी पोर्ट्स पर भेजा जाएगा। इस ट्रैफ़िक की एक प्रतिलिपि ट्रैफ़िक संतुलन नीति के अनुसार चयनित केवल एक अपलिंक के शीर्ष पर भौतिक स्विच को भेजी जाएगी
• चूंकि vSS पहले से ही सभी मैक पते जानता है, इसलिए यह अज्ञात मैक पते के लिए सभी पैकेट को छोड़ देगा। यदि एक ही पैकेट को एक आभासी मशीन द्वारा किसी अज्ञात गंतव्य पर भेजा गया था, तो इसे सामान्य तरीके से अपलिंक के माध्यम से रूट किया जाएगा जो पहले से ही ट्रैफ़िक बैलेंसर द्वारा चयनित है

यह सब मूल रूप से साबित करता है कि आपके पास वीएसएस और भौतिक स्विच के बीच कई अपलिंक हो सकते हैं, लेकिन आपको स्पैनिंग ट्री प्रोटोकॉल की आवश्यकता नहीं है, जो समस्या निवारण के लिए मुश्किल है।

मैंने कॉमरेड इवान पेपेलनजक के अद्भुत ब्लॉग और वीएमवेयर के आधिकारिक दस्तावेज से अधिकांश जानकारी संकलित की।