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エッジ仮想ブリッジング

EX シリーズ スイッチで VEPA テクノロジを使用するためのエッジ 仮想ブリッジングについて

仮想イーサネット ポート アグリゲータ(VEPA)を使用するサーバーは、1 つの仮想マシン(VM)から別の仮想マシンに直接パケットを送信しません。代わりに、パケットは処理のために隣接するスイッチ上の仮想ブリッジに送信されます。EX シリーズ スイッチは、エッジ仮想ブリッジング(EVB)を仮想ブリッジとして使用し、パケットを配信したのと同じインターフェイス上でパケットを返します。

EVBとは

EVBは、Junos OSを実行するスイッチ上のソフトウェア機能で、複数の仮想マシンが相互に通信し、イーサネットネットワーク環境の外部ホストと通信できます。

VEPAとは

VEPAは、サーバー上のソフトウェア機能で、隣接する外部スイッチと連携して、複数の仮想マシンと外部ネットワーク間のブリッジングサポートを提供します。VEPAは、VM由来のすべてのフレームを隣接スイッチに転送してフレーム処理とフレームリレー(ヘアピン転送を含む)を行い、VEPAアップリンクから受信したフレームを適切な宛先にステアリングおよび複製することで、隣接スイッチと連携します。

VEB の代わりに VEPA を使用する理由

仮想マシンは、VEB(仮想イーサネット ブリッジング)と呼ばれる技術を使用して相互に直接パケットを送信できる場合でも、VEB は高価なサーバー ハードウェアを使用してタスクを実行するため、通常はスイッチングに物理スイッチを使用する必要があります。VEB を使用する代わりに、サーバーに VEPA をインストールして、スイッチング機能を隣接する低コストの物理スイッチにオフロードできます。VEPA を使用するその他の利点は次のとおりです。

  • VEPA は複雑さを軽減し、サーバーのパフォーマンスを向上させます。

  • VEPAは、物理スイッチのセキュリティ機能と追跡機能を活用します。

  • VEPAは、隣接ブリッジ用に設計されたネットワーク管理ツールに仮想マシン間トラフィックを可視化します。

  • VEPA は、サーバー管理者が必要とするネットワーク構成の量を削減し、その結果、ネットワーク管理者の作業を削減します。

EVB の仕組み

EVB は、VDP(Virtual Station Interface)Discovery and Configuration Protocol(VDP)とエッジ コントロール プロトコル(ECP)の 2 つのプロトコルを使用して、個々の仮想スイッチ インスタンスごとにポリシーをプログラムします。具体的には、EVB は各 VSI インスタンスに対して次の情報を保持します。

  • VLAN ID

  • VSI タイプ

  • VSI タイプ バージョン

  • サーバーの MAC アドレス

VDPはVSI情報をスイッチに伝達するためにVEPAサーバーによって使用されます。これにより、スイッチは個々のVSI上でポリシーをプログラムでき、特定のインターフェイスとVSIを事前に関連付けるロジックを実装することで、仮想マシンの移行をサポートします。

ECP は、複数の上位レイヤー プロトコルが PDU(プロトコル データ ユニット)を送受信できるようにする、LLDP(Link Layer Discovery Protocol)のようなトランスポート レイヤーです。ECP は、シーケンス、再送、ack メカニズムを実装することで LLDP を改善すると同時に、シングルホップ ネットワークに実装できるほど軽量なままです。ECP は、EVB 用に設定したインターフェイスで LLDP を設定するときに、EVB 設定に実装されます。つまり、ECP ではなく LLDP を設定します。

EVB の実装方法

スイッチが VEPA テクノロジを含むサーバーに隣接している場合、スイッチで EVB を設定できます。一般的に、これはEVPを実装するために行うことです。

  • ネットワーク マネージャーは、一連の VSI タイプを作成します。各 VSI タイプは VSI タイプ ID で表され、VSI バージョンで表されるネットワーク マネージャーは、いつでも 1 つ以上の VSI バージョンを導入できます。

  • VM マネージャーは、VSI(MAC アドレスと VLAN ID ペアで表される VM の仮想ステーション インターフェイス)を設定します。これを実現するために、VM マネージャーは使用可能な VSI タイプ ID(VTID)を照会し、VSI インスタンス ID と選択した VTID で構成される VSI インスタンスを作成します。このインスタンスは VTDB と呼ばれ、VSI マネージャー ID、VSI タイプ ID、VSI バージョン、および VSI インスタンス ID が含まれています。

EX シリーズ スイッチでのエッジ 仮想ブリッジングの設定

スイッチが仮想イーサネット ポート アグリゲータ(VEPA)技術を使用して仮想マシン(VM)サーバーに接続されている場合に、エッジ仮想ブリッジング(EVB)を設定します。EVB はパケットを変換しません。そうではなく、同じ VM サーバー上の別の VM 宛の 1 つの VM からのパケットが確実に切り替えられます。言い換えると、パケットの送信元と宛先が同じポートである場合、EVB はパケットを適切に配信します。それ以外の場合は発生しません。

注:

EVB の設定では、VDP(仮想ステーション インターフェイス)検出および設定プロトコル(VDP)も有効になります。

EVB の構成を開始する前に、次のことが必要であることを確認します。

  • EVB 用スイッチで使用するポートに接続されたサーバー上で設定されたパケット アグリゲーション。サーバーのマニュアルを参照してください。

  • 仮想マシン上のすべての VLAN に EVB インターフェイスを設定します。EX シリーズ スイッチの VLAN の設定を参照してください。

    注:

    ポート セキュリティ機能の MAC 移動制限と MAC 制限は、EVB 用に設定されたインターフェイスでサポートされています。ただし、ポート セキュリティには IP ソース ガード、DAI(Dynamic ARP Inspection)、DHCP スヌーピングは EVB ではサポートされていません。これらの機能の詳細については、「 ポート セキュリティ機能」を参照してください。

スイッチで EVB を設定するには、次の手順にしたがってください。

  1. EVB を有効にするインターフェイスにタグ付きアクセス モードを設定します。
  2. EVB:を有効にするインターフェイスで、LLDP(Link Layer Discovery Protocol)を有効にします。
  3. バーチャル マシン上のすべての VLAN のメンバーとして EVB のインターフェイスを設定します。
  4. インターフェイスで VDP を有効にします。
  5. VSI マネージャー ID、VSI タイプ、VSI バージョン、VSI インスタンス ID など、VSI 情報のポリシーを定義します。
  6. 前のステップでマッピングしたファイアウォール フィルターを定義します。各受信パケットがフィルターと一致すると、カウントは 1 ずつ増加します。その他の可能なアクションは、受け入れとドロップです。
  7. VSI ポリシーと VDP の関連付け:
  8. 仮想マシンがスイッチに正常に関連付けられていることを確認します。VSI プロファイルとスイッチ インターフェイスの関連付けに成功した後、MAC テーブルまたは転送データベース テーブル上の VM の MAC アドレスの学習を検証します。VMのMACアドレスの学習タイプはVDPになり、VMのシャットダウンに成功すると、対応するMAC-VLANエントリがFDBテーブルからフラッシュされ、そうでなければシャットダウンすることはありません。
  9. スイッチで VSI プロファイルが学習されていることを確認します。
  10. スイッチとサーバー間の ECP パケット 交換の統計情報を確認します。

例:EX シリーズ スイッチで VEPA テクノロジを使用するためのエッジ 仮想ブリッジングの設定

仮想マシン(VM)は、VMのサーバーに隣接する物理スイッチを使用して、2つの条件が満たされた場合に他のVMとネットワークの残りの部分の両方にパケットを送信できます。

  • 仮想イーサネット パケット アグリゲータ(VEPA)は、VM サーバー上に構成されています。

  • エッジ仮想ブリッジング(EVB)がスイッチに設定されています。

この例では、パケットが仮想マシンとの間を流れるよう、スイッチ上で EVB を設定する方法を示しています。

要件

この例では、次のハードウェアおよびソフトウェア コンポーネントを使用します。

  • EX4500またはEX8200スイッチ1台

  • EX シリーズ スイッチ用 Junos OS リリース 12.1 以降

スイッチで EVB を設定する前に、サーバーに仮想マシン、VLAN、VEPA を設定していることを確認します。

注:

次に、この例で使用するコンポーネントの数を示しますが、機能の設定に使用できるコンポーネントの数は以下のとおりです。

  • サーバー上で、6 台の仮想マシン、VM 1~VM 6 を構成します(を 図 1参照)。サーバーのマニュアルを参照してください。

  • サーバー上で、VLAN_Purple、VLAN_Orange、VLAN_Blueという名前の 3 つの VLAN を設定し、各 VLAN に 2 つの仮想マシンを追加します。サーバーのマニュアルを参照してください。

  • サーバー上で、VEPA をインストールして設定して、仮想マシン パケットを集約します。

  • スイッチで、サーバー(VLAN_Purple、VLAN_Orange、VLAN_Blue)と同じ 3 つの VLAN を持つ 1 つのインターフェイスを設定します。EX シリーズ スイッチの VLAN の設定を参照してください。

概要とトポロジー

EVB は、複数の仮想エンド ステーションを提供するソフトウェア機能で、イーサネット ネットワーク環境で相互に通信し、外部スイッチと通信します。

この例では、そのスイッチが VEPA が設定されたサーバーに接続されている場合に、スイッチで行われる設定を示しています。この例では、スイッチは 6 台の仮想マシン(VM)をホストするサーバーにすでに接続されており、パケットを集約するために VEPA で設定されています。サーバーの 6 台の仮想マシンは VM 1~VM 6 であり、各仮想マシンは 3 つのサーバー VLAN(VLAN_Purple、VLAN_Orange、またはVLAN_Blue)のいずれかに属します。VEPA はサーバー上に設定されているため、2 つの VM が直接通信することはできません。VM 間のすべての通信は、隣接するスイッチを介して行う必要があります。 図 1 は、この例のトポロジを示しています。

エッジ仮想ブリッジングトポロジーの例

図 1: トポロジトポロジ

サーバーの VEPA コンポーネントは、同じサーバー上の他の VM 宛てか外部ホスト宛てのパケットか、隣接するスイッチへのパケットかに関係なく、すべてのパケットを任意の VM からプッシュします。隣接するスイッチは、インターフェイス設定に基づいて受信パケットにポリシーを適用し、MAC 学習テーブルに基づいてパケットを適切なインターフェイスに転送します。スイッチがまだ宛先MACを学習していない場合は、パケットが到着した送信元ポートを含むすべてのインターフェイスにパケットをフラッディングします。

表 1 は、この例で使用するコンポーネントを示しています。

表 1: EVB を構成するためのトポロジーのコンポーネント
コンポーネント 説明

EXシリーズスイッチ

この機能をサポートするスイッチのリストについては、「EX シリーズ スイッチ ソフトウェア機能の概要」または「EX シリーズバーチャル シャーシ ソフトウェア機能の概要」を参照してください。

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サーバーへのスイッチ インターフェイス。

サーバー

仮想マシンと VEPA 技術を備えたサーバー。

仮想マシン

サーバー上に 6 台の仮想マシン(VM 1、VM 2、VM 3、VM 4、VM 5、VM 6)という名前が付けられています。

VLAN

VLAN_Purple、VLAN_Orange、VLAN_Blueという 3 つの VLAN。各 VLAN には、2 つの仮想マシン メンバーがあります。

VEPA

仮想イーサネット ポート アグリゲータ(VEPA)は、サーバー上のソフトウェア機能で、隣接する外部スイッチと連携して、複数の仮想マシンと外部ネットワーク間のブリッジング サポートを提供します。VEPA は、VM 由来のすべてのフレームを隣接ブリッジに転送してフレーム処理とフレーム リレー(ヘアピン転送を含む)、および VEPA アップリンクから受信したフレームを適切な宛先にステアリングおよび複製することで、スイッチと連携します。

注:

EVB の設定では、VDP(仮想ステーション インターフェイス)検出および設定プロトコル(VDP)も有効になります。

設定

手順

CLI クイック設定

EVB を迅速に設定するには、次のコマンドをコピーして、階層レベルでスイッチの CLI に [edit] 貼り付けます。

手順

スイッチで EVB を設定するには、次の手順にしたがってください。

  1. EVB を有効にするインターフェイスにタグ付きアクセス モードを設定します。

  2. EVB を有効にするポート インターフェイスで LLDP(Link Layer Discovery Protocol)を有効にします。

  3. インターフェイスを仮想マシン上のすべての VLAN のメンバーとして設定します。

  4. インターフェイスでVDP(VSI Discovery and Control Protocol)を有効にします。

  5. VSI 情報のポリシーを定義します。VSI 情報は、VSI マネージャー ID、VSI タイプ、VSI バージョン、および VSI インスタンス ID に基づいています。

  6. 前のステップで 2 つの VSI ポリシーが定義され、それぞれ異なるファイアウォール フィルターにマッピングされました。ファイアウォール フィルターを定義します。

  7. VSI ポリシーを VSI 検出プロトコルに関連付ける

結果

検証

EVB が有効で正常に機能していることを確認するには、次のタスクを実行します。

EVB が正しく設定されていることを検証する

目的

EVB が正しく設定されていることを確認します。

対処
意味

LLDP が最初に有効になると、LLDP を使用してスイッチとサーバー間で EVB LLDP 交換が行われます。この交換の一環として、以下のパラメータがネゴシエートされます。サポートされるVSIの数、転送モード、ECPサポート、VDPサポート、再送信タイマー指数(RTE) ネゴシエートされたパラメータの値が出力に含まれている場合、EVB は正しく設定されます。

仮想マシンがスイッチに正常に関連付けられていることを検証する

目的

仮想マシンがスイッチに正常に関連付けられていることを確認します。VSI プロファイルとスイッチ インターフェイスの関連付けに成功した後、MAC テーブルまたは転送データベース テーブル上の VM の MAC アドレスの学習を検証します。VMのMACアドレスの学習タイプはVDPになり、VMのシャットダウンに成功すると、対応するMAC-VLANエントリがFDBテーブルからフラッシュされ、そうでなければシャットダウンすることはありません。

対処

スイッチで VSI プロファイルが学習されていることを検証する

目的

スイッチで VSI プロファイルが学習されていることを確認します。

対処
意味

VEPA 用に構成された VM がサーバーで開始されるたびに、VM は VDP メッセージの送信を開始します。このプロトコルの VSI プロファイルの一部として、スイッチで学習します。

マネージャ、タイプ、バージョン、VSI 状態、インスタンスの値が出力に含まれている場合、VSI プロファイルがスイッチで学習されます。