Microsoft NLB用のCatalystスイッチの設定

概要

このドキュメントでは、Microsoft Network Load Balancing（NLB）と相互対話するために Cisco Catalyst スイッチを設定する方法について説明しています。

前提条件

要件

このドキュメントに特有の要件はありません。

使用するコンポーネント

このドキュメントの情報は、次のソフトウェアとハードウェアのバージョンに基づくもので、設定されています。

• Cisco IOSソフトウェア15.1(1)SY1が稼働するCatalyst 6500 Sup2Tスイッチ
• Cisco IOSソフトウェア15.0(2)SG7が稼働するCatalyst 4948スイッチ
• Microsoft Windows Server

注：シスコの他のプラットフォームでこれらの機能を有効にするために使用されるコマンドについては、該当するコンフィギュレーション ガイドを参照してください。

このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、初期（デフォルト）設定の状態から起動しています。対象のネットワークが実稼働中である場合には、どのようなコマンドについても、その潜在的な影響について確実に理解しておく必要があります。

背景説明

NLB の技術は、一連のサーバにクライアント要求を分散するのに使用できます。クライアントに対して許容できるパフォーマンス レベルを常に提供する目的で、IIS ベースの Web サーバなどのステートレス アプリケーションの規模の拡大に対応して、クライアントの負荷が増加する場合には Microsoft Windows NLB が追加サーバを追加できます。また、誤作動が発生したサーバによるダウンタイムも減少します。

Microsoft Windows NLB は、すべての Windows 2000 Server および Windows 2003 のサーバ ファミリのオペレーティング システムの一部として提供されるクラスタリング技術です。これは、クラスタ全体の宛先 IP アドレスとしてすべてのクライアントに単一の仮想 IP アドレスを提供します。

次の 3 つのモードのいずれかで動作するように NLB を設定できます。

• ユニキャスト モード
• マルチキャスト モード
• インターネット グループ管理プロトコル（IGMP）モード

ユニキャスト モード

ユニキャスト モードの NLB の使用について注意事項を次に示します：

• ユニキャスト モードでは、NLB は、クラスタの各サーバの実際のメディア アクセス コントロール（MAC）アドレスを共通 NLB MAC アドレスに置き換えます。クラスタ内のすべてのサーバには同じ MAC アドレスが設定され、そのアドレスに転送されたすべてのパケットはクラスタのすべてのメンバへ送信されます。NLB は架空の MAC アドレスを作成し、これを NLB クラスタ内の各サーバに割り当てます。各 NLB サーバには、メンバのホスト ID に基づいたそれぞれ異なる架空の MAC アドレスが NLB によって割り当てられます。このアドレスはイーサネット フレーム ヘッダー内に表示されます。
  
  
• MAC アドレスは、イーサネット ヘッダーではなくアドレス解決プロトコル（ARP）ヘッダーで使用されます。スイッチでは、ARP ヘッダーではなく、イーサネット ヘッダー内の MAC アドレスが使用されます。これにより、パケットが宛先 MAC アドレスをクラスタの MAC アドレス 00-bf-ac-10-00-01 として指定して NLB クラスタに送信されると、問題が発生します。スイッチは MAC アドレス 00-bf-ac-10-00-01 の Content Addressable Memory（CAM）テーブルを確認し、NLB クラスタの MAC アドレス 00-bf-ac-10-00-01 に登録されているポートがないため、フレームがスイッチ ポートすべてに配信されます。これによりユニキャスト フラッディングが発生します。 フラッディングを回避するために、シスコではフラッディングを抑制するように NLB 専用の VLAN を使用することを推奨します。

マルチキャスト モード

マルチキャスト モードの NLB の使用について注意事項を次に示します：

• マルチキャスト モードでは、システム管理者が Microsoft NLB 設定 GUI 内の [Multicast] ボタンをクリックします。この選択により、0300.5e01.0101 などのマルチキャストの MAC アドレスを使用してこれらの仮想アドレスに対する ARP に応答するように、クラスタ メンバに指示が出されます。
  
  
• ARP プロセスではマルチキャストの MAC アドレスを完了しません（これは RFC 1812 に反します）。 スタティック MAC アドレスはローカル サブネット外部のクラスタに到達するために必要です。
  
  
• 仮想 IP アドレスは 10.100.1.99 で、マルチキャスト MAC アドレスは 0300.5e01.0101 です。ARP テーブルに静的にデータ入力するには、次のコマンドを入力してください：

arp 10.100.1.99 0300.5e01.0101

• 着信パケットにはユニキャストの宛先IPアドレスとマルチキャストの宛先MACアドレスが割り当てられているため、シスコデバイスではこのエントリが無視され、クラスタにバインドされた各パケットがユニキャストによってフラッディングされます。このフラッディングを回避するには、次のように静的なmac-address-tableエントリを挿入して、ハードウェア内でクラスタにバインドされたパケットをスイッチングします。

mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interface TenGigabitEthernet1/4 TenGigabitEthernet1/5 disable-snooping

注:MACアドレスを複数のポートに静的にマッピングする場合、MACアドレスがサポートされるのはCisco Catalyst 4500シリーズスイッチのソフトウェアだけです。また、Catalyst 4500 シリーズのスイッチでこの設定を使用すると、CPU の使用率が高くなる可能性があります。この問題を回避するために、特定の VLAN に NLB を切り離して、スタティック ARP エントリだけを追加し、その VLAN でフラッディングを可能にします。

注:Cisco Catalyst 6000/6500シリーズスイッチの場合、disable-snoopingパラメータを追加して、指定したポートだけにトラフィックを制限する必要があります。スタティック接続を設定する場合、disable-snoopingキーワードを入力して、スタティックに設定されたマルチキャストMACアドレスにアドレス指定されたマルチキャストトラフィックが、同じVLAN内の他のポートにも送信されないようにします（このコマンドは他のプラットフォームでは必要ありません）。

IGMP モード

IGMP モードでの NLB の使用について注意事項を次に示します：

• IGMP モードでの NLB の使用には最小限の手動設定が必要です。仮想 MAC アドレスは、Internet Assigned Numbers Authority（IANA）の範囲に該当し、0100.5exx.xxxx から開始します。MAC アドレスが IANA の仕様に準拠するようになったため、シスコ スイッチは、IGMP スヌーピングを使用して MAC アドレスを動的にプログラムできます。これにより、VLAN へのフラッディングを防止するためにマルチキャスト モードで必要なポート マップに MAC アドレスを手動でプログラムする必要がなくなります。
  
  
• IGMP スヌーピングは、スイッチがクラスタのメンバからメンバーシップ レポートを受信すると、ユーザの仮想 MAC アドレスをプログラムします。マルチキャスト ルータのポートも、Protocol Independent Multicast（PIM）または IGMP クエリア機能を使用して NLB VLAN にプログラムする必要があります。
  
  
• 仮想 IP アドレスはマルチキャストの MAC アドレスを使用するため、ローカル サブネットの外部へ到達不能です。これを解決するには、クラスタ VLAN のレイヤ 3（L3）インターフェイスを使用して、各デバイスでスタティック ARP エントリを設定する必要があります。マルチキャスト モードでの方法と同じ方法でこれを実行します。たとえば、仮想 IP アドレスが 10.100.1.99 で、マルチキャスト MAC アドレスが 0100.5e01.0101 の場合、ARP テーブルに静的にデータ入力するには次のコマンドを使用します。

arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101

IGMPモードの警告

IGMP モードで NLB を使用する場合に注意する重要な注意事項を次に示します：

注:Cisco Bug ID CSCsw72680で追跡されるように、特定のバージョンのコードのNLB VLANSwitch仮想インターフェイス(SVI)ではPIMを使用できません。 この問題に対処するコード リリースのバグの詳細を参照するか、IGMP スヌーピング クエリア機能を使用してください。

注:Cisco Bug ID CSCsy62709で追跡されるように、パケットはIGMPモードのNLBサーバにルーティングされたすべてのトラフィック用に複製されます。 該当するコード バージョンのバグの詳細を参照してください。

注:Cisco nug ID CSCug49149によって追跡されるハードウェアの制限により、スイッチがPFC3BモードまたはPFC3Cモードで動作している場合、NLBトラフィックは同じラインカード6708上で分散Etherchannel経由で送信できません。ポートチャネルは、すべてのメンバーリンクが同じフォワーディングエンジン上にあるようにケーブル接続する必要があります。

ネットワーク図

設定

このセクションでは、マルチキャスト モードまたは IGMP モードで動作する Cisco Catalyst 6500 および 4948 シリーズのプラットフォームに NLB を設定する方法について説明します。

マルチキャスト モードの設定 

このセクションでは、マルチキャスト モードで動作する Cisco Catalyst 6500 および 4948 シリーズのプラットフォームに NLB を設定する方法を説明しています。

6500-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 6500-1
!
boot system flash disk0:s2t54-adventerprisek9-mz.SPA.151-1.SY1
!
interface TenGigabitEthernet1/4
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/5
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface Vlan100
ip address 10.100.1.1 255.255.255.0
!
! 
interface Vlan200
ip address 10.200.1.1 255.255.255.0
!
!
arp 10.100.1.88 0300.5e01.0101 ARPA
!
!
mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interface TenGigabitEthernet1/4
TenGigabitEthernet1/5 TenGigabitEthernet5/5
!

この設定についての重要な項目を次に示します：

• interface Vlan100 ip addressvalueはユーザVLANを設定します。
• interface Vlan200 ip addressvalueはNLBクラスタVLANを設定します。このアドレスに Microsoft サーバのデフォルト ゲートウェイを設定することが重要です。
• arp 10.100.1.88 0300.5e01.0101 ARPAはVLANにすべてのL3インターフェイスを含む、NLBクラスタサーバの仮想IPアドレスです。
• MAC address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 は、マルチキャスト仮想MACアドレスのスイッチでポートマッピングにスタティックMACエントリを作成します。

注:NLBクラスタでマルチキャストモードを使用していることを確認してください。Cisco では、IGMP 設定との競合が確認されているため、01 で開始されるマルチキャスト MAC アドレスを使用しないことを推奨いたします。

4948-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 4948-1
!
boot system bootflash:cat4500-entservices-mz.150-2.SG7
!
interface GigabitEthernet1/1
switchport access vlan 200
!
interface TenGigabitEthernet1/49
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/50
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interface Gi1/1 Te1/49 Te1/50
!
!
end

注：mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interfaceは、マルチキャスト仮想MACアドレスのスイッチでスタティックエントリを作成します。スイッチ間の NLB トラフィックを伝送するトランク インターフェイスすべてを追加する必要がある点に留意することが重要です。スタティック MAC アドレスが定義されると、フラッディングが抑制されます。インターフェイスを含むことを忘れると、NLB クラスタが中断します。

IGMP モードの設定

このセクションでは、IGMPモードで動作するCisco Catalyst 6500および4948シリーズプラットフォームにNLBを設定する方法について説明します

6500-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 6500-1
!
boot system flash disk0:s2t54-adventerprisek9-mz.SPA.151-1.SY1
!
ip igmp snooping querier
!
vlan configuration 1,100
no ip igmp snooping querier
! 
vlan configuration 200
ip igmp snooping querier address 10.200.1.1
!
interface TenGigabitEthernet1/4
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/5
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface Vlan100
ip address 10.100.1.1 255.255.255.0
! 
interface Vlan200
ip address 10.200.1.1 255.255.255.0
!
arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101 ARPA
!
end

この設定についての重要な項目を次に示します：

• ip igmp snoopingクエリアは、スヌーピングクエリア機能をイネーブルにします。
• ip igmp snooping querier address 10.200.1.1は、NLB VLANのスヌーピングクエリアを設定します。
• ユーザVLANは、interface Vlan100です。
• NLBクラスタのVLANはinterface Vlan200です。このアドレス (ip address 10.200.1.1 255.255.255.0)に Microsoft サーバのデフォルト ゲートウェイを設定することが重要です。
• arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101 ARPAは、NLBクラスタサーバの仮想IPアドレスです。スタティック ARP は VLAN の L3 インターフェイスすべてに存在する必要があります。

4948-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 4948-1
!
boot system bootflash:cat4500-entservices-mz.150-2.SG7
!
interface GigabitEthernet1/1
switchport access vlan 200
!
interface TenGigabitEthernet1/49
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/50
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
end

注：このモードではIGMPスヌーピングが動的に行うため、スタティックエントリを設定する必要はありません。また、ダウンストリームのレイヤ 2（L2）のスイッチでこのモードの特別な設定は必要ありません。

確認

ここでは、設定が正常に機能しているかどうかを確認します。

注：特定のshowコマンドが、アウトプットインタープリタツール（登録ユーザ専用）(OIT)でサポートされています。OIT を使用して、show コマンドの出力の分析を表示します。

マルチキャスト モードの確認 

ARPのキャッシュを表示するには、theshow ip arpコマンドを入力してください：

6500-1#sh ip arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 10.100.1.99 - 0300.5e01.0101 ARPA

特定のインターフェイスまたは VLAN の特定の MAC アドレス テーブルのスタティックおよびダイナミック エントリまたは MAC アドレス テーブルのスタティックおよびダイナミック エントリを確認するには、show mac address-table static コマンドを入力してください:

6500-1#show mac address-table static add 0300.5e01.0101

vlan mac address     type   learn age     ports
----+---------------+-------+-----+------+-----------------
200  0300.5e01.0101  static  No     -     Te1/4 Te1/5 Te5/5

4948-1#show mac address-table static add 0300.5e01.0101

Multicast Entries
vlan   mac address     type    ports
------+---------------+-------+--------------------
200    0300.5e01.0101  static  Gi1/1,Te1/49,Te1/50

IGMP モードの確認

ARPのキャッシュを表示するには、theshow ip arpコマンドを入力してください：

6500-1#show ip arp

Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 10.100.1.99 - 0100.5e01.0101 ARPA

アップストリームのスヌーピングクエリアから受信されるクエリーによってプログラミングされたマルチキャストルータポートを表示するには、show ip igmp snooping mroutereを入力してください：

4948-1#show ip igmp snooping mrouter

Vlan ports
---- -----
200 Te1/49(dynamic)

IGMP スヌーピングとメンバ ポートから学習されるダイナミック追加された MAC アドレスを確認するには、show mac address-table multicast igmp-snooping を入力してください：

4948-1#show mac address-table multicast igmp-snooping

Multicast Entries
vlan   mac address    type    ports
------+---------------+------+-------------
200    0100.5e01.0101  igmp   Gi1/1,Te1/49

マルチキャストグループに参加したクラスタメンバのポートリストを確認するには、show ip igmp snooping groupinを入力してください：

4948-1#show ip igmp snooping groups

Vlan    Group       Version     Port List
-----------------------------------------
200     239.1.1.1    v2           Gi1/1

トラブルシューティング

現在のところ、この設定に関する特定のトラブルシューティング情報はありません。