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Planen einer softwaredefinierte Netzwerkinfrastruktur für Azure Local, Version 23H2

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Gilt für: Azure Local, Versionen 23H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Erfahren Sie mehr über die Bereitstellungsplanung für eine softwaredefinierte Netzwerkinfrastruktur (SDN), einschließlich der Hardware- und Softwarevoraussetzungen. Dieses Thema enthält Planungsanforderungen für die physische und logische Netzwerkkonfiguration, für Routing, Gateways, Netzwerkhardware usw. Darüber hinaus enthält sie Überlegungen zum Erweitern einer SDN-Infrastruktur und zur Verwendung einer phasenweisen Bereitstellung.

Voraussetzungen

Es gibt mehrere Hardware- und Softwarevoraussetzungen für eine SDN-Infrastruktur, darunter:

  • Sicherheitsgruppen und dynamische DNS-Registrierung. Sie müssen Ihr Rechenzentrum für die Bereitstellung des Netzwerkcontrollers vorbereiten, wofür eine Reihe von virtuellen Computern (Virtual Machines, VMS) erforderlich ist. Bevor Sie den Netzwerkcontroller bereitstellen können, müssen Sie Sicherheitsgruppen und die dynamische DNS-Registrierung konfigurieren.

    Weitere Informationen zur Bereitstellung von Netzwerkcontrollern für Ihr Rechenzentrum finden Sie unter Anforderungen für die Bereitstellung von Netzwerkcontrollern.

  • Physisches Netzwerk. Sie benötigen Zugriff auf ihre physischen Netzwerkgeräte, um virtuelle lokale Netzwerke (Virtual Local Area Networks, VLANs), Routing und das Border Gateway Protocol (BGP) zu konfigurieren. Dieses Thema enthält Anweisungen für die manuelle Switchkonfiguration und Optionen zur Verwendung von BGP-Peering auf Layer-3-Switches/Routern oder einer Routing- und Remotezugriffsserver-VM (RRAS).

  • Physischer Compute-Hosts. Diese Hosts führen Hyper-V aus und sind erforderlich, um eine SDN-Infrastruktur und Mandanten-VMs zu hosten. Für optimale Leistung erfordern diese Hosts spezifische Netzwerkhardware, wie im nächsten Abschnitt beschrieben.

SDN-Hardwareanforderungen

Dieser Abschnitt enthält Hardwareanforderungen für physische Switches bei der Planung einer SDN-Umgebung.

Switches und Router

Bei der Auswahl eines physischen Switches und Routers für Ihre SDN-Umgebung sollten Sie sicherstellen, dass er die folgenden Funktionen unterstützt:

  • Switchport-MTU-Einstellungen (erforderlich)
  • MTU festgelegt auf >= 1674 Bytes (einschließlich L2-Ethernet-Header)
  • L3-Protokolle (erforderlich)
  • ECMP-Routing (Equal-Cost Multi Path)
  • ECMP auf Basis von BGP (IETF RFC 4271)

Implementierungen sollten die MUST-Anweisungen in den folgenden IETF-Standards unterstützen:

Die folgenden Markierungsprotokolle sind erforderlich:

  • VLAN – Isolation verschiedener Arten von Datenverkehr
  • 802.1q-Trunk

Die folgenden Elemente bieten Verknüpfungskontrolle:

  • Quality of Service (QoS) (PFC nur erforderlich bei Verwendung von RoCE)
  • Enhanced Traffic Selection (802.1Qaz)
  • Priority-Based Flow Control (PFC) (802.1p/Q und 802.1Qbb)

Die folgenden Elemente bieten Verfügbarkeit und Redundanz:

  • Switchverfügbarkeit (erforderlich)
  • Ein hochverfügbarer Router ist erforderlich, um Gatewayfunktionen auszuführen. Diesen können Sie bereitstellen, indem Sie einen Mehrfach-Chassis-Switch/Router verwenden oder Technologien wie das Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP).

Physische und logische Netzwerkkonfiguration

Jeder physische Computehost erfordert eine Netzwerkverbindung über mindestens einen Netzwerkadapter, der mit einem physischen Switchport verbunden ist. Ein Layer-2-VLAN unterstützt Netzwerke, die in mehrere logische Netzwerksegmente aufgeteilt sind.

Tipp

Verwenden Sie VLAN 0 für logische Netzwerke im Zugriffsmodus oder als nicht markiert.

Wichtig

Softwaredefinierte Netzwerke unter Windows Server 2016unterstützen IPv4-Adressierung für die Unter- und Überlagerung. ICv6 wird nicht unterstützt. Windows Server 2019 unterstützt sowohl IPv4- als auch IPv6-Adressierung.

Logische Netzwerke

In diesem Abschnitt werden die Anforderungen an die Planung der SDN-Infrastruktur für das logische Verwaltungsnetzwerk und das logische Netzwerk der Hyper-V-Netzwerkvirtualisierung (HNV) behandelt. Es enthält Details zur Bereitstellung zusätzlicher logischer Netzwerke für die Verwendung von Gateways und des Software Load Balancers (SLB) sowie eine Beispielnetzwerktopologie.

Verwaltung und HNV-Anbieter

Alle physischen Computehosts müssen auf das logische Verwaltungsnetzwerk und das logische Netzwerk des HNV-Anbieters zugreifen. Bei der Planung von IP-Adressen muss jedem physischen Computehost mindestens eine IP-Adresse aus dem logischen Verwaltungsnetzwerk zugewiesen werden. Der Netzwerkcontroller erfordert eine reservierte IP-Adresse aus diesem Netzwerk, um als REST-IP-Adresse (Representational State Transfer) fungieren zu können.

Das HNV-Anbieternetzwerk dient als zugrunde liegendes physisches Netzwerk für den Ost/West-Mandantendatenverkehr (intern-intern), den Nord/Süd-Mandantendatenverkehr (extern-intern) und für den Austausch von BGP-Peeringinformationen mit dem physischen Netzwerk.

Hier erfahren Sie, wie das HNV-Anbieternetzwerk IP-Adressen zuweist. Verwenden Sie dies, um Ihren Adressraum für das HNV-Anbieternetzwerk zu planen.

  • Ordnet jedem physischen Server zwei IP-Adressen zu.
  • Weist jeder SLB-MUX-VM eine IP-Adresse zu.
  • Ordnet jeder Gateway-VM eine IP-Adresse zu.

Ein DHCP-Server kann automatisch IP-Adressen für das Verwaltungsnetzwerk zuweisen, oder Sie können statische IP-Adressen manuell zuweisen. Der SDN-Stapel weist automatisch IP-Adressen für das logische Netzwerk des HNV-Anbieters für die einzelnen Hyper-V-Hosts aus einem IP-Adresspool zu. Der Netzwerkcontroller gibt den IP-Adresspool an und verwaltet diesen.

Hinweis

Der Netzwerkcontroller weist einem physischen Computehost eine HNV-Anbieter-IP-Adresse erst zu, nachdem der Netzwerkcontroller-Host-Agent eine Netzwerkrichtlinie für eine bestimmte Mandanten-VM empfangen hat.

Wenn... Folge
Die logischen Netzwerke verwenden VLANs, der physische Computehost muss eine Verbindung mit einem Switchporttrunk herstellen, der Zugriff auf die VLANs hat. Es ist wichtig, dabei zu beachten, dass für die physischen Netzwerkadapter auf dem Computehost keine VLAN-Filterung aktiviert sein darf.
Sie verwenden Switch-Embedded-Teaming (SET) und verfügen über mehrere NIC-Teammitglieder (Network Interface Card, Netzwerkschnittstellenkarte), z. B. Netzwerkadapter, Sie müssen alle NIC-Teammitglieder für diesen spezifischen Host mit derselben Layer-2-Broadcastdomäne verbinden.
Auf dem physischen Computehost werden zusätzliche Infrastruktur-VMs ausgeführt, z. B. Netzwerkcontroller, der SLB/Multiplexer (MUX) oder ein Gateway, stellen Sie sicher, dass das logische Verwaltungsnetzwerk über ausreichende IP-Adressen für jede gehostete VM verfügt. Stellen Sie ferner sicher, dass das logische Netzwerk des HNV-Anbieters über ausreichende IP-Adressen verfügt, um jedem SLB/MUX und jeder Gatewayinfrastruktur-VM eine zuweisen zu können. Zwar wird die IP-Reservierung vom Netzwerkcontroller verwaltet wird, doch kann das Fehlschlagen der Reservierung einer neuen IP-Adresse aufgrund von Nichtverfügbarkeit zu doppelten IP-Adressen in Ihrem Netzwerk führen.

Informationen zur Hyper-V-Netzwerkvirtualisierung (HNV), mit der Sie Netzwerke in einer Microsoft SDN-Bereitstellung virtualisieren können, finden Sie unter Hyper-V-Netzwerkvirtualisierung.

Gateways und der Softwarelastenausgleich (SLB)

Sie müssen zusätzliche logische Netzwerke erstellen und bereitstellen, um Gateways und den SLB zu verwenden. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen IP-Präfixe, VLAN-IDs und Gateway-IP-Adressen für diese Netzwerke erhalten.

Logisches Netzwerk Beschreibung
Logisches Netzwerk mit öffentlicher VIP Das logische Netzwerk mit öffentlicher virtueller IP (VIP) muss IP-Subnetzpräfixe verwenden, die außerhalb der Cloudumgebung routingfähig sind (in der Regel routingfähig über das Internet). Dies sind die Front-End-IP-Adressen, die externe Clients für den Zugriff auf Ressourcen in den virtuellen Netzwerken verwenden, einschließlich der Front-End-VIP für das Site-to-Site-Gateway. Sie müssen diesem Netzwerk kein VLAN zuweisen. Sie müssen dieses Netzwerk nicht auf Ihren physischen Switches konfigurieren. Stellen Sie sicher, dass ip-Adressen in diesem Netzwerk nicht mit vorhandenen IP-Adressen in Ihrer Organisation überlappen.
Privates logisches VIP-Netzwerk Das logische Private VIP-Netzwerk muss nicht außerhalb der Cloud routingfähig sein. Dies liegt daran, dass nur VIPs, auf die von internen Cloudclients zugegriffen werden kann, z. B. private Dienste, dieses verwenden. Sie müssen diesem Netzwerk kein VLAN zuweisen. Diese IP kann maximal ein /22-Netzwerk sein. Sie müssen dieses Netzwerk nicht auf Ihren physischen Switches konfigurieren. Stellen Sie sicher, dass ip-Adressen in diesem Netzwerk nicht mit vorhandenen IP-Adressen in Ihrer Organisation überlappen.
Logisches Netzwerk mit GRE VIP Das GRE-VIP-Netzwerk (Generic Routing Encapsulation) ist ein Subnetz, das ausschließlich zum Definieren von VIPs vorhanden ist. Die VIPs werden Gateway-VMs zugewiesen, die auf Ihrem SDN-Fabric für einen S2S-GRE-Verbindungstyp (Site-to-Site) ausgeführt werden. Sie müssen dieses Netzwerk weder in ihren physischen Switches oder im Router vorkonfigurieren noch ihm ein VLAN zuweisen. Stellen Sie sicher, dass ip-Adressen in diesem Netzwerk nicht mit vorhandenen IP-Adressen in Ihrer Organisation überlappen.

Beispielnetzwerktopologie

Ändern Sie die Beispiel-IP-Subnetzpräfixe und -VLAN-IDs entsprechend Ihrer Umgebung.

Netzwerkname Subnet Maske VLAN-ID im Trunk Gateway Reservierung (Beispiele)
Verwaltung 10.184.108.0 24 7 10.184.108.1 10.184.108.1 – Router
10.184.108.4 – Netzwerkcontroller
10.184.108.10 – Computehost 1
10.184.108.11 – Computehost 2
10.184.108.X – Computehost X
HNV-Anbieter 10.10.56.0 23 11 10.10.56.1 10.10.56.1 – Router
10.10.56.2 – SLB/MUX1
10.10.56.5 – Gateway1
Öffentliche VIP 41.40.40.0 27 Nicht verfügbar 41.40.40.1 41.40.40.1 – Router
41.40.40.3 – IPSec S2S VPN VIP
Private VIP 20.20.20.0 27 Nicht verfügbar 20.20.20.1 20.20.20.1 – Standard-GW (Router)
GRE VIP 31.30.30.0 24 Nicht verfügbar 31.30.30.1 31.30.30.1 – Standard-GW

Routinginfrastruktur

Routinginformationen (wie nächster Hop) für die VIP-Subnetze werden vom SLB/MUX und den RAS-Gateways (Remote Access Server, Remotezugriffsserver) im physischen Netzwerk mithilfe des internen BGP-Peerings angekündigt. Die logischen VIP-Netzwerke haben kein VLAN zugewiesen, und sie sind nicht im Layer-2-Switch vorkonfiguriert (z. B. der Switch "Top-of-Rack").

Sie müssen einen BGP-Peer auf dem Router erstellen, der von Ihrer SDN-Infrastruktur zum Empfangen von Routen für die von den SLB/MUXes und RAS-Gateways angekündigten logischen VIP-Netzwerken verwendet wird. BGP-Peering muss nur in eine Richtung erfolgen (vom SLB/MUX oder RAS-Gateway zum externen BGP-Peer). Oberhalb der ersten Routingebene können Sie statische Routen oder ein anderes dynamisches Routingprotokoll verwenden, z. B. OSPF (Open Shortest Path First). Wie bereits erwähnt, muss das IP-Subnetzpräfix für die logischen VIP-Netzwerke jedoch vom physischen Netzwerk an den externen BGP-Peer routingfähig sein.

BGP-Peering wird in der Regel in einem verwalteten Switch oder Router als Teil der Netzwerkinfrastruktur konfiguriert. Der BGP-Peer könnte auch auf einem Windows-Server konfiguriert werden, auf dem die RAS-Rolle in einem reinen Routingmodus (Nur Routing) installiert ist. Der BGP-Routerpeer in der Netzwerkinfrastruktur muss so konfiguriert sein, dass er seine eigenen ASN (Autonomous System Numbers) verwendet und Peering von einer ASN zulässt, die den SDN-Komponenten (SLB/MUX und RAS-Gateways) zugewiesen ist.

Sie müssen die folgenden Informationen von Ihrem physischen Router oder vom Netzwerkadministrator, der diesen Router kontrolliert, abrufen:

  • Router-ASN
  • Router-IP-Adresse

Hinweis

Vier-Byte-ASNs werden von SLB/MUX nicht unterstützt. Sie müssen dem SLB/MUX sowie dem Router, mit dem er eine Verbindung herstellt, 2-Byte-ASNs zuordnen. 4-Byte-ASNs können Sie an anderer Stelle in Ihrer Umgebung verwenden.

Sie oder Ihr Netzwerkadministrator müssen den BGP-Routerpeer so konfigurieren, dass er Verbindungen von der ASN und der IP-Adresse oder der Subnetzadresse des logischen Netzwerks des HNV-Anbieters akzeptiert, den Ihr RAS-Gateway und die SLB/MUXes verwenden.

Weitere Informationen finden Sie unter Border Gateway Protocol (BGP).

Standardgateways

Für Computer, die für die Verbindung mit mehreren Netzwerken konfiguriert sind, z. B. physische Hosts, SLB/MUX und Gateway-VMs, darf nur ein Standardgateway konfiguriert sein. Verwenden Sie die folgenden Standardgateways für die Hosts und die Infrastruktur-VMs:

  • Verwenden Sie für Hyper-V-Hosts das Verwaltungsnetzwerk als Standardgateway.
  • Verwenden Sie für Netzwerkcontroller-VMs das Verwaltungsnetzwerk als Standardgateway.
  • Verwenden Sie für SLB/MUX-VMs das Verwaltungsnetzwerk als Standardgateway.
  • Verwenden Sie für die Gateway-VMs das Netzwerk des HNV-Anbieters als Standardgateway. Dies sollte auf der Front-End-NIC der Gateway-VMs festgelegt werden.

Switches und Router

Zur Unterstützung der Konfiguration Ihres physischen Switchs oder Routers steht ein Satz von Beispielkonfigurationsdateien für eine Vielzahl unterschiedlicher Switchmodelle und -hersteller im Microsoft SDN-GitHub-Repository zur Verfügung. Eine Readme-Datei sowie getestete CLI-Befehle (Command-Line Interface, Befehlszeilenschnittstelle) für bestimmte Switches werden bereitgestellt.

Ausführliche Anforderungen für Switches und Router finden Sie unter im Abschnitt zu den SDN-Hardwareanforderungen.

Compute

Auf allen Hyper-V-Hosts muss das geeignete Betriebssystem installiert sowie für Hyper-V aktiviert sein, und sie müssen einen externen virtuellen Hyper-V-Switch mit mindestens einem physischer Adapter verwenden, der mit dem logischen Verwaltungsnetzwerk verbunden ist. Der Host muss über eine der vNIC des Verwaltungshosts zugewiesene Verwaltungs-IP-Adresse erreichbar sein.

Sie können jeden Speichertyp verwenden, der mit Hyper-V kompatibel ist, freigegeben oder lokal.

Tipp

Es ist praktisch, denselben Namen für alle virtuellen Switches zu verwenden, aber es ist nicht obligatorisch. Wenn Sie Skripts für die Bereitstellung verwenden möchten, lesen Sie den Kommentar, der der vSwitchName-Variablen in der Datei „config.psd1“ zugeordnet ist.

Hostcomputeanforderungen

Im Folgenden werden die Mindestanforderungen an die Hardware und Software für die vier physischen Hosts gezeigt, die in der Beispielbereitstellung verwendet werden.

Host Hardwareanforderungen Softwareanforderungen
Physischer Hyper-V-Host 4-Core 2,66 GHz CPU
32 GB RAM
300 GB Festplattenspeicherplatz
1 Gbit/s (oder schnellerer) physischer Netzwerkadapter		 Betriebssystem: Wie definiert in
„Gilt für“ am Anfang dieses Themas.
Installierte Hyper-V-Rolle

Anforderungen an die VM-Rolle der SDN-Infrastruktur

Im Folgenden finden Sie die Anforderungen an die VM-Rollen.

Role vCPU-Anforderungen Speicheranforderungen Datenträgeranforderungen
Netzwerkcontroller (drei Knoten) 4 vCPUs 4 GB Minimum
(8 GB empfohlen)		 75 GB für das Betriebssystemlaufwerk
SLB/MUX (drei Knoten) 8 vCPUs 8 GB empfohlen 75 GB für das Betriebssystemlaufwerk
RAS-Gateway
(einzelner Pool mit drei Knoten
Gateways, zwei aktiv, eins passiv)		 8 vCPUs 8 GB empfohlen 75 GB für das Betriebssystemlaufwerk
RAS-Gateway-BGP-Router
für SLB/MUX-Peering
(verwenden Sie alternativ einen ToR-Switch
als BGP-Router)		 2 vCPUs 2 GB 75 GB für das Betriebssystemlaufwerk

Wenn Sie System Center Virtual Machine Manager (VMM) für die Bereitstellung verwenden, sind zusätzliche Infrastruktur-VM-Ressourcen für VMM und andere Nicht-SDN-Infrastruktur erforderlich. Weitere Informationen finden Sie unter Systemanforderungen für System Center Virtual Machine Manager.

Erweitern Ihrer Infrastruktur

Die Anforderungen an Dimensionierung und Ressourcen für Ihre Infrastruktur hängen von den Mandantenworkload-VMs ab, die Sie zu hosten planen. Die CPU-, Arbeitsspeicher- und Datenträgeranforderungen für die Infrastruktur-VMs (z. B. Netzwerkcontroller, SLB, Gateway usw.) sind in der vorherigen Tabelle definiert. Sie können je nach Bedarf weitere Infrastruktur-VMs hinzufügen. Alle Mandanten-VMs, die auf den Hyper-V-Hosts ausgeführt werden, verfügen jedoch über eigene CPU-, Arbeitsspeicher- und Datenträgeranforderungen, die Sie beachten müssen.

Wenn die Mandantenworkload-VMs beginnen, zu viele Ressourcen auf den physischen Hyper-V-Hosts zu belegen, können Sie Ihre Infrastruktur erweitern, indem Sie zusätzliche physische Hosts hinzufügen. Sie können entweder Windows Admin Center, VMM oder PowerShell-Skripts verwenden, um neue Serverressourcen über den Netzwerkcontroller zu erstellen. Welche Methode Sie verwenden, hängt davon ab, wie Sie die Infrastruktur anfänglich bereitgestellt haben. Wenn Sie zusätzliche IP-Adressen für das Netzwerk des HNV-Anbieters hinzufügen müssen, können Sie neue logische Subnetze (mit den entsprechenden IP-Pools) erstellen, die die Hosts verwenden können.

Stufenweise Bereitstellung

Basierend auf Ihren Anforderungen müssen Sie möglicherweise einen Teil der SDN-Infrastruktur bereitstellen. Wenn Sie beispielsweise nur Kundenworkloads in Ihrem Rechenzentrum hosten möchten und keine externe Kommunikation erforderlich ist, können Sie den Netzwerkcontroller bereitstellen und die Bereitstellung von SLB/MUX und Gateway-VMs überspringen. Im Folgenden werden die Anforderungen an Netzwerkfunktionen der Infrastruktur für eine stufenweise Bereitstellung der SDN-Infrastruktur beschrieben.

Funktion Erforderlich für die Bereitstellung Netzwerkanforderungen
Logische Netzwerkverwaltung
Netzwerksicherheitsgruppen (NSGs) (für VLAN-basiertes Netzwerk)
Quality of Service (QoS) (für VLAN-basierte Netzwerke)
 Netzwerkcontroller Keine
Virtuelle Netzwerke
Benutzerdefiniertes Routing
ACLs (für virtuelles Netzwerk)
Verschlüsselte Subnetze
QoS (für virtuelle Netzwerke)
Peering in virtuellen Netzwerken		 Netzwerkcontroller HNV PA VLAN, Subnetz, Router
Eingehende/Ausgehende NAT
Lastenausgleich		 Netzwerkcontroller
SLB/MUX		 BGP in HNV PA-Netzwerk
Private und öffentliche VIP-Subnetze
GRE-Gatewayverbindungen Netzwerkcontroller
SLB/MUX
Gateway		 BGP in HNV PA-Netzwerk
Private und öffentliche VIP-Subnetze
GRE-VIP-Subnetz
IPSec-Gatewayverbindungen Netzwerkcontroller
SLB/MUX
Gateway		 BGP in HNV PA-Netzwerk
Private und öffentliche VIP-Subnetze
L3-Gatewayverbindungen Netzwerkcontroller
SLB/MUX
Gateway		 BGP in HNV PA-Netzwerk
Private und öffentliche VIP-Subnetze
Mandanten-VLAN, Subnetz, Router
BGP in Mandanten-VLAN ist optional

Nächste Schritte

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