MS-MPCおよびMS-MIC上の集約型マルチサービスインターフェイスによるロードバランシングと高可用性

集約型マルチサービスインターフェイス

Junos OS では、複数のサービス インターフェイスを組み合わせて、1 つのインターフェイスとして機能できるサービス インターフェイスのバンドルを作成できます。このようなインターフェイスのバンドルは AMS( aggregated multiservices interface )と呼ばれ、設定では amsN と表記され、 N は AMS インターフェイスを識別する一意の番号(ams0 など)です。

AMS 構成は、より高いスケーラビリティ、向上したパフォーマンス、より優れたフェイルオーバーとロードバランシングのオプションを提供します。

AMS設定では、AMSバンドルをサービスセットに関連付けることで、サービスセットで複数のサービスPICをサポートできます。AMSバンドルは、メンバーインターフェイスとして最大24のサービスPICを持つことができ、メンバーインターフェイス間でサービスを分散できます。

メンバー インターフェイスは、構成内で mams として識別されます。AMS 構成をサポートするルーターのシャーシ プロセスは、ルーター上のすべてのマルチサービス インターフェイスに対して mams エントリを作成します。

Junos OS リリース 16.2 以降(Junos OS リリース 17.3R3-S7 を除く)、AMS インターフェイスは最大 36 のメンバー インターフェイスを持つことができます。24 を超えるメンバー インターフェイスを含める場合、すべてのサービス PIC のサービス PIC ブート タイムアウトを 240 秒または 300 秒に増やす必要があります。Junos OS リリース 16.1 以前と Junos OS リリース 17.3R3-S7 では、AMS インターフェイスは最大 24 のメンバー インターフェイスを持つことができました。

Junos OS Release 17.1R1以降、AMSはネクストホップスタイルのサービスセットのIPSecトンネル配信をサポートしています。ただし、インターフェイス形式の IPSec サービス セットはサポートされていません。

Junos OSリリース19.2R1以降、MX2020ルーターの異なるAMSバンドルで最大60個のPICを使用できます。AMS バンドルあたり最大 36 メンバー インターフェイスというハード制限は依然として存在します。ただし、シャーシ内には複数のAMSバンドルがあり、これらのバンドル全体で15個のMS-MPCを構成できます。

ams インターフェイス レベルでサービス オプションを設定すると、そのオプションは ams インターフェイスのすべてのメンバー インターフェイス (mam) に適用されます。

このオプションは、ams インターフェイスのメンバー インターフェイスに対応するサービス インターフェイスに設定されたサービス セットにも適用されます。すべての設定はPICごとです。例えば、session-limit は、集約レベルではなく、メンバーごとに適用されます。

Junos OS Release 19.3R2 以降、AMS インターフェイスは MX-SPC3 でサポートされます。以下の表は、バンドル内の MX-SPC3 の最大数、PIC の最大数、および AMS メンバーの最大数の詳細を示しています。

の最大数

MXプラットフォーム	MX-SPC3の最大数	PIC	AMSメンバーの最大数
MX240	2	4	4
MX480	5	10	10
MX960	7	14	14

手記：

サービスオプションをams(集約)レベルとメンバーインターフェイスレベルの両方で設定することはできません。サービスオプションがms-x/y/zまたはvms-x/y/zで構成されている場合、それらはmams-x/y/zのサービスセットにも適用されます。

サービスオプション設定をすべてのメンバーに均一に適用する場合は、ams インターフェイスレベルでサービスオプションを設定します。個々のメンバーに異なる設定が必要な場合は、メンバーインターフェイスレベルでサービスオプションを設定します。

手記：

NAT64 には、メンバー単位のトラフィック ドロップとメンバー単位のネクスト ホップ設定が必要です。NAPT44 では、このメンバーごとの仕様により、任意のハッシュ キーを使用できるため、より優れた負荷分散オプションが提供され、動的 NAT 操作を実行できます。NAT64、NAPT44、および動的NAT44の場合、どのメンバーが動的NATアドレスを割り当てているかを判断することはできません。リバース フロー パケットがフォワード フロー パケットと同じメンバーに確実に届くように、プール アドレスベースのルートを使用してリバース フロー パケットを誘導します。

手記：

Junos OS リリース 13.3 までは、サービスが設定されたすべてのメディア論理インターフェイス(インターフェイス スタイル サービス)に対して、論理インターフェイス エイリアスが内部で作成されていました。このインターフェイスエイリアスは、システム内のパケットループを回避するために入力サービスが処理された後に論理インターフェイスで実行される機能のトポロジチェーンを格納します。インターフェイスエイリアスでは、各論理インターフェイスが2つのエントリ、すなわちインターフェイス自体用とインターフェイスエイリアス用の2つのエントリを消費するため、サービスでサポートされている論理インターフェイスの最大数はサポートされている最大数の半分に減少しました。

Junos OS Release 14.1R4以降、MS-MPCおよびMS-MICの入力インターフェイスエイリアスは作成されません。その結果、サービスPICでサポートされる論理インターフェイスの最大数は、システムでサポートされる最大数と同じになります。MS-MPCおよびMS-MICによる入力サービス処理の後、サービスPICは、対応するサービスが設定されているマルチサービス(ms-)論理インターフェイス上のパケット転送エンジンにパケットを送信します。Junos OSリリース13.2以降のMS-MPCおよびMS-MICでは、ポストサービスはサポートされていません。

手記：

MS-MIC または MS-MPC をメンバー インターフェイスとして含む AMS 構成に、MS-DPC または他の MS-PIC を含めることはできません。

手記：

AMS インターフェイスに割り当てられたサービス セットで使用されている NAT プールを変更した場合、NAT プールの変更を有効にするには、サービス セットを非アクティブ化してからアクティブ化する必要があります。

デフォルトでは、AMS インターフェイスのメンバーインターフェイスを介したトラフィック分散はラウンドロビン方式で行われます。また、トラフィック分散を調整するために、 source-ip、 destination-ip 、および protocol のハッシュキー値を設定することもできます。トラフィックの対称性を必要とするサービスでは、対称ハッシュを設定する必要があります。対称ハッシュ設定により、フォワード トラフィックとリバース トラフィックの両方が、同じメンバー インターフェイス経由でルーティングされます。

基本的なNAT44では、イングレスハッシュキーが送信元IPアドレスで、エグレスハッシュキーが宛先IPアドレスの場合、MS-MICおよびMS-MPCのAMSインターフェイスでのロードバランシングは正しく機能しません。

NAT 内部インターフェイスとして機能するギガビット イーサネットまたは 10 ギガビット イーサネット インターフェイスにサービス セットが適用される場合、ロード バランシングに使用されるハッシュ キーは、イングレス キーが宛先 IP アドレスとして設定され、エグレス キーが送信元 IP アドレスとして設定されるように設定される可能性があります。送信元 IP アドレスは NAT 処理を受けるため、トラフィックを逆方向にハッシュすることはできません。そのため、ロード バランシングは同じ IP アドレスでは発生せず、転送トラフィックとリバース トラフィックは同じ PIC にマッピングされません。ハッシュキーを逆にすると、負荷分散が正しく行われます。

ネクストホップ サービスでは、転送トラフィックの場合は内部インターフェイスのイングレス キーがトラフィックを負荷分散し、リバース トラフィックでは外部インターフェイスのイングレス キーがトラフィックを負荷分散するか、メンバーごとのネクスト ホップがリバース トラフィックを誘導します。インターフェイススタイルのサービスでは、イングレスキーが順方向のトラフィックを負荷分散し、エグレスキーが順方向トラフィックまたはメンバーごとのネクストホップの負荷分散を行い、リバーストラフィックを誘導します。転送トラフィックはサービス セットの内側から入るトラフィックであり、リバース トラフィックはサービス セットの外側から入るトラフィックです。転送キーはトラフィックの順方向に使用されるハッシュ キーであり、リバース キーはトラフィックの逆方向に使用されるハッシュ キーです(インターフェイス サービスまたはネクストホップ サービス スタイルのどちらに関連するかによって異なります)。

ステートフルファイアウォールでは、負荷分散のために次の順方向キーと逆方向キーの組み合わせを設定できます。ハッシュキーに対して提示される次の組み合わせでは、FOR-KEY は転送キー、REV-KEY はリバースキー、SIP は送信元 IP アドレス、DIP は宛先 IP アドレス、PROTO は IP などのプロトコルを指します。

• フォーキー:シップ、レブキー:ディップ

• キーの場合:シップ、プロトリビジョンキー:ディップ、プロト

• キー用:ディップ、レブキー:SIP

• フォーキー:ディップ、プロトリビジョンキー:シップ、プロト

• フォーキー:シップ、ディップ リビジョンキー:シップ、ディップ

• キーの場合:シップ、ディップ、プロト リビジョンキー:シップ、ディップ、プロト

静的NATを基本NAT44または宛先NAT44として設定し、ステートフルファイアウォールが設定されているかどうかにかかわらず、トラフィックの順方向がNAT処理を受ける必要がある場合は、ハッシュキーを次のように設定します。

• キー用:ディップ、レブキー:SIP

• フォーキー:ディップ、プロトリビジョンキー:シップ、プロト

トラフィックの逆方向がNAT処理を受ける必要がある場合は、ハッシュキーを次のように設定します。

• フォーキー:シップ、レブキー:ディップ

• キーの場合:シップ、プロトリビジョンキー:ディップ、プロト

ダイナミックNATを設定し、ステートフルファイアウォールが設定されているかどうかにかかわらず、順方向トラフィックのみがNATを通過できます。正ハッシュ鍵は、SIP、DIP、およびプロトコルの任意の組み合わせにすることができ、逆ハッシュ鍵は無視されます。

手記：

Junos OS の AMS 構成は、IPv4 および IPv6 トラフィックをサポートします。

AMS インターフェイスの IPv6 トラフィックの概要

Junos OS リリース 14.2R1 以降、IPv6 トラフィックに AMS インターフェイスを使用できます。AMS インターフェイスの IPv6 サポートを設定するには、[edit interfaces ams-interface-name unit 1]階層レベルで family inet6 ステートメントを記述します。AMS インターフェイス サブユニットに family inet と family inet6 が設定されている場合、hash-keys はインターフェイス スタイルはサービス セット レベル、ネクスト ホップ スタイルは IFL レベルに設定されます。

AMS バンドルのメンバー インターフェイスに障害が発生すると、障害が発生したメンバー宛てのトラフィックは、残りのアクティブ メンバー間で再分配されます。既存のアクティブ メンバーを通過するトラフィック(フローまたはセッション)は影響を受けません。M 個のメンバーが現在アクティブな場合、予想される結果は、トラフィック量が障害が発生したメンバーからアクティブなメンバーのままにシフトされるため、トラフィック(フロー/セッション)の約 1/M 分のみが影響を受けることです。障害が発生したメンバー インターフェイスがオンラインに戻ると、新しいメンバーに再分配されるトラフィックはごくわずかです。N 個のメンバーが現在アクティブである場合、予想される結果は、その量のトラフィックが復元された新しいメンバーに移動するため、トラフィック(フロー/セッション)の約 1/(N+1) の割合のみが影響を受けることです。1/M と 1/(N+1) の値は、ロード バランシングにパケット ハッシュが使用され、トラフィックには通常、IP アドレスの一般的なランダムな組み合わせ(またはロード バランシング キーとして使用されるその他のフィールド)が含まれているため、フローがメンバー間で均一に分散されていることを前提としています。

IPv4トラフィックと同様に、IPv6パケットの場合、AMSバンドルには1つのサービスPICタイプのメンバーのみを含める必要があります。同じルーター上の個別の AMS バンドルには、異なるサービス PIC タイプのメンバーを含めることができます(たとえば、ams0 に 2 つの MS-MIC と、ams1 に 2 つの MS-MPC PIC PIC)。

理想的な環境で分散されるフローの数は、N 番目のメンバーがアップまたはダウンする最良のシナリオでは 1/N になります。ただし、この前提では、ハッシュキーが実際のトラフィックまたは動的トラフィックのロードバランシングを行うことを考慮しています。たとえば、メンバー A が 1 つのフローのみを処理しているのに対し、メンバー B は 10 個のフローを処理している実際の展開を考えてみましょう。メンバー B がダウンした場合、中断されるフローの数は 10/11 です。NAT プール分割の動作は、再ハッシュ最小化機能の利点を活用するように設計されています。NAT プールの分割は、動的 NAT シナリオ(動的 NAT、NAT64、および NAPT44)に対して実行されます。

元のフローと再配布されたフローが次のように定義されているとします。

• メンバーオリジナルフロー:すべてのメンバーが稼働しているときにメンバーにマッピングされるトラフィック。

• メンバー再分配フロー:他のメンバーに障害が発生した場合に、メンバーにマッピングされる追加トラフィック。これらのトラフィック フローは、メンバー インターフェイスがアップおよびダウンしたときに、リバランスが必要になることがあります。

メンバー インターフェイスの元のフローと再配布されたフローの前述の定義では、次の点が適用されます。

• メンバーのメンバーの元のフローは、そのメンバーが稼働している限りそのまま残ります。このようなフローは、他のメンバーがアップ状態とダウン状態の間を移動しても影響を受けません。

• メンバーのメンバー再配分フローは、他のメンバーがアップまたはダウンしたときに変わる可能性があります。このフローの変更は、これらの追加フローをすべてアクティブ メンバー間で再調整する必要があるために発生します。したがって、メンバー再分配フローは、他のメンバーが下降または上昇するかどうかによって大きく異なる可能性があります。メンバーがダウンするとアクティブメンバーのフローは維持され、メンバーがアップするとアクティブメンバーのフローは効果的な方法で保存されないように見えるかもしれませんが、この動作はアクティブメンバー間のトラフィックの静的またはハッシュベースのリバランスが原因です。

リハッシュ最小化機能は、メンバー インターフェイス ステータスの運用上の変更(メンバー オフラインやメンバー Junos OS リセットなど)のみを処理します。構成の変更は処理されません。例えば、 [edit interfaces amsN load-balancing-options member-interface mams-a/b/0] 階層レベルでのメンバーインターフェイスの追加や削除、あるいはアクティブ化と非アクティブ化では、すべてのメンバーPICをバウンスする必要があります。AMS インターフェイスの IPv4 サポートと同様に、Twice NAT またはヘアピニングはサポートされていません。

メンバー障害オプションと高可用性設定

複数のサービス・インターフェースが AMS バンドルの一部として構成されるため、AMS 構成はフェイルオーバーと高可用性のサポートも提供します。メンバー インターフェイスの 1 つを、他のメンバー インターフェイスのいずれかがダウンしたときにアクティブになるバックアップ インターフェイスとして設定するか、メンバー インターフェイスの 1 つがダウンしたときに、そのインターフェイスに割り当てられたトラフィックがアクティブなインターフェイス間で共有されるように AMS を設定できます。

member-failure-options 設定ステートメントでは、メンバーインターフェイスに障害が発生した場合のトラフィック処理方法を設定できます。1 つのオプションは、トラフィックを他のメンバー インターフェイス間で直ちに再分配することです。ただし、トラフィックの再分配にはハッシュタグの再計算が伴い、すべてのメンバーインターフェイスでトラフィックに混乱が生じる可能性があります。

もう 1 つのオプションは、障害が発生したメンバー インターフェイスに割り当てられているすべてのトラフィックをドロップするように AMS を設定することです。これにより、オプションで、障害が発生したインターフェイスがオンラインに戻るまでAMSが待機する間隔 rejoin-timeoutを設定できます。その後、AMSはトラフィックを他のメンバーインターフェイスに再分配できます。設定された待機時間の前に、障害が発生したメンバー インターフェイスがオンラインに戻った場合、オンラインに戻って操作を再開したインターフェイスを含むすべてのメンバー インターフェイスでトラフィックは影響を受けずに続行されます。

また、障害が発生したインターフェイスがオンラインに戻ったときの再結合を制御することもできます。member-failure-options 設定に enable-rejoin ステートメントを含めないと、障害が発生したインターフェイスは、オンラインに戻ったときに AMS に再参加できません。このような場合は、request interfaces revert interface-name 運用モード コマンドを実行することで、手動で AMS に再参加させることができます。

rejoin-timeoutおよびenable-rejoinステートメントを使用すると、メンバーインターフェイスがフラップする際のトラフィックの中断を最小限に抑えることができます。

手記：

member-failure-optionsが設定されていない場合、デフォルト動作では、120秒の再参加タイムアウトでメンバートラフィックをドロップします。

high-availability-options設定では、メンバー インターフェイスの 1 つをバックアップ インターフェイスとして指定できます。バックアップ インターフェイスは、バックアップ インターフェイスである限り、ルーティング操作には参加しません。メンバー インターフェイスに障害が発生すると、バックアップ インターフェイスが障害が発生したインターフェイスに割り当てられたトラフィックを処理します。障害が発生したインターフェイスがオンラインに戻ると、新しいバックアップ インターフェイスになります。

多対 1 構成(N:1)では、1 つのバックアップ インターフェイスがグループ内の他のすべてのメンバー インターフェイスをサポートします。メンバー インターフェイスのいずれかに障害が発生した場合、バックアップ インターフェイスが引き継ぎます。このステートレス構成では、バックアップ インターフェイスと他のメンバー インターフェイスの間でデータは同期されません。

Junos OS リリース 16.1 以降、1 対 1 の構成では、1 つのアクティブ インターフェイスが 1 つのバックアップ インターフェイスとペアになっています。アクティブ インターフェイスに障害が発生した場合、バックアップ インターフェイスが引き継ぎます。 member-failure-options を使用した構成は、1 対 1 (1:1) の高可用性構成では使用できません。

AMS 用に member-failure-options と high-availability-options の両方が構成されている場合、 high-availability-options 構成が member-failure-options 構成よりも優先されます。障害が発生したインターフェイスがオンラインに戻って新しいバックアップとなる前に2つ目の障害が発生した場合、 member-failure-options 設定が有効になります。

ウォーム スタンバイ冗長性

Junos OS リリース 17.2R1 以降、複数の AMS インターフェイスでバックアップと同じサービス インターフェイスを使用できるようになったため、MS-MPC および MS-MIC に対して N:1 のウォーム スタンバイ オプションを使用できます。

各ウォーム スタンバイ AMS インターフェイスには 2 つのメンバーが含まれています。1 つのメンバーは保護したいサービス インターフェイスで「プライマリ インターフェイス」と呼ばれ、もう 1 つのメンバーはセカンダリ(バックアップ)インターフェイスです。プライマリ インターフェイスはアクティブ インターフェイスであり、バックアップ インターフェイスは、プライマリ インターフェイスに障害が発生しない限り、トラフィックを処理しません。

AMS インターフェイスでウォーム スタンバイを構成するには、 redundancy-options ステートメントを使用します。 load-balancing-options ステートメントは、ウォーム スタンバイ AMS インターフェイスでは使用できません。

プライマリインターフェイスからセカンダリインターフェイスに切り替えるには、 request interface switchover amsN コマンドを発行します。

セカンダリインターフェイスからプライマリインターフェイスに戻すには、 request interface revert amsN コマンドを発行します。

AMS インフラストラクチャの設定

AMS は、複数のサービス セット間の負荷分散をサポートします。サービス セットのすべてのイングレスまたはエグレス トラフィックは、異なるサービス PIC 間でロード バランシングできます。ロード バランシングを有効にするには、既存のサービス インターフェイスで集約インターフェイスを設定する必要があります。

AMS で障害の動作を構成するには、 member-failure-options ステートメントを含めます。

PIC に障害が発生した場合、[edit interfaces interface-name load-balancing-options member-failure-options] 階層レベルで redistribute-all-traffic ステートメントを使用することで、障害が発生した PIC へのトラフィックが再分配されるように設定できます。drop-member-trafficステートメントを使用すると、障害が発生したPICへのすべてのトラフィックが破棄されます。どちらのオプションも相互に排他的です。

手記：

member-failure-optionsが明示的に設定されていない場合、デフォルト動作では、120秒の再参加タイムアウトでメンバートラフィックをドロップします。

mams インターフェイス (AMS の一部であるサービス インターフェイス) のみを集約できます。AMS インターフェイスを設定した後で、個々の構成要素 mams- インターフェイスを設定することはできません。mams- インターフェイスを ams インターフェイスとして使用することはできません(これは次世代サービス MX-SPC3 には適用されません)。AMS は IPv4 (family inet) と IPv6 (family inet6) をサポートしています。AMS インターフェイスにアドレスを設定することはできません。ネットワーク アドレス変換 (NAT) は、現時点で AMS インフラストラクチャで実行される唯一のアプリケーションです。

手記：

AMSインターフェイスにユニット0を設定することはできません。

複数のアプリケーションとさまざまな種類の変換をサポートするために、AMS インフラストラクチャでは、サービス セットごとにハッシュの構成がサポートされています。ハッシュキーは、イングレスとエグレスに別々に設定できます。既定の構成では、ハッシュに送信元 IP、宛先 IP、およびプロトコルを使用します。入力用の着信インターフェイスと出力用の発信インターフェイスも利用できます。

手記：

NAT ソリューションの負荷分散セットアップで AMS を使用する場合、NAT IP アドレスの数は、AMS バンドルに追加したアクティブな mams インターフェイスの数以上である必要があります。

高可用性の構成

高可用性が設定された AMS システムでは、指定サービス PIC は、多対 1 (N:1) バックアップ構成の AMS システムの一部である他のアクティブな PIC のバックアップとして機能します。N:1バックアップ構成では、1つのPICを他のすべてのアクティブPICのバックアップとして使用できます。アクティブPICのいずれかに障害が発生した場合、バックアップPICが障害が発生したPICを引き継ぎます。N:1(ステートレス)バックアップ構成では、アクティブPICとバックアップPICの間でトラフィック状態とデータ構造は同期されません。

AMSシステムは、1対1(1:1)の構成もサポートしています。1:1バックアップの場合、バックアップインターフェイスは1つのアクティブインターフェイスとペアになります。アクティブ インターフェイスに障害が発生した場合は、バックアップ インターフェイスが引き継ぎます。1対1(ステートフル)構成では、アクティブPICとバックアップPIC間でトラフィック状態とデータ構造が同期されます。ステートフル同期は、IPsec 接続の高可用性に必要です。IPsec 接続の場合、AMS は 1:1 構成のみをサポートします。

手記：

IPsec 接続は、このリリースの MX-SPC3 ではサポートされていません。

負荷分散の高可用性は、[edit interfaces interface-name load-balancing-options] 階層レベルで high-availability-options ステートメントを追加することによって設定されます。

N:1 の高可用性を構成するには、many-to-one オプションに high-availability-options ステートメントを含めます。

Junos OS リリース 16.1 以降、MS-MPC でステートフル 1:1 の高可用性を設定できます。ステートフルな 1:1 の高可用性を構成するには、[edit interfaces interface-name load-balancing-options] 階層レベルで、one-to-one オプションに high-availability-options ステートメントを含めます。

手記：

次世代サービスMX-SPC3サービスカードは、AMS 1:1の高可用性をサポートしていません。

ロード バランシング ネットワーク アドレス変換フロー

ネットワーク アドレス変換 (NAT) はプラグインとしてプログラムされており、ロード バランシングと高可用性の機能です。プラグインは AMS インフラストラクチャで実行されます。変換用のすべてのフローは、AMSインフラストラクチャの一部であるさまざまなサービスPICに自動的に配信されます。アクティブなサービスPICに障害が発生した場合、設定されたバックアップPICが障害が発生したPICのNATプールリソースを引き継ぎます。選択されるハッシュ方式は、NAT のタイプによって異なります。 AMS インフラストラクチャで NAT を使用する場合、いくつかの制限があります。

• 障害が発生したPICへのNATフローは復元できません。

• IPv6 フローはサポートされていません。

  IPv6 アドレス プールは AMS ではサポートされていませんが、AMS では NAT64 がサポートされているため、IPv6 フローは AMS に入ります。

  NAT64 は、MX-SPC3 サービス カード上の次世代サービスでサポートされていますが、NAT66 はサポートされていません。IPv6 から IPv6 または IPv4 から IPv6 への変換が必要な場合を除いて、異なる NAT サービスの IPv6 フローがサポートされています。

• MS-MPC カードの負荷分散には、Twice NAT はサポートされていません。

  次世代サービス MX-SPC3 サービス カードの負荷分散には、Twice NAT がサポートされています。

• 決定論的NATは、ウォームスタンバイAMS構成を使用し、ウォームスタンバイモードで複数のAMSバンドルを使用して負荷を分散できます。

構成

• CLIクイック構成
• 手順
• 業績