MIRACLE LoadBalancerを使用したネットワーク構成と注意点

MIRACLE LoadBalancerを使用

したネットワーク構成と注意点

ミラクル・リナックス

Agenda

 ネットワーク接続パターン

 パケット転送方式

NATオプション注意点

 負荷分散方式

 固定化方式

Cookieオプション注意点

パフォー

マンス

ダイレクト

サーバーリ

ターン(DSR)

対

障害性

対応

レイヤ

備考

接続パターン①

冗長無し

◎

○

×

L4:全て

L7:全て

接続パターン①

冗長有り

◎

○

◎

L4:全て

L7:全て

最も多く使

用される構

成

(推奨)

接続パターン②

○

×

○

L4:NATのみ

L7:全て

L4時:要NAT

オプション

接続パターン③

-

-

-

-

未サポート

ネットワーク構成パターン

ネットワーク接続パターン①(冗長無し)

１アーム

分散ノード クライアント Internet ルータ ファイアウォール L2スイッチ ・ ・ ・ アクティブ

◆特 長

最小構成

MLLBを、分散ノード(Webサーバ等)と同じセグメントに1アームで接続するシンプル構成

サーバ単体でサービスの既存環境へのMLLBを追加時、分散ノードのセグメント変更不要

L4負荷分散のMAT方式で分散させると、MLLBを経由せずに、分散ノードから直接クライ

アントへ応答可能

ダイレクトレスポンスによりスループット向上！

◆利用可能なパケット転送方式

1アームでは、

全ての分散方式が使用可能

L4負荷分散 ： MAT方式、NAT方式（オプション）

L7負荷分散 ： 全て

ネットワーク接続パターン①(冗長あり)

１アーム

分散ノード クライアント Internet ルータ ファイアウォール L2スイッチ ・ ・ ・ アクティブ スタンバイ

１アーム(LAN二重化)

分散ノード クライアント Internet ルータ ファイアウォール L2スイッチ ・ ・ ・ アクティブ スタンバイ L2スイッチ

◆特 長

 MLLBを、分散ノード(Webサーバ等)と同じセグメントに1アームで接続するシンプル構成

サーバ単体でサービスの既存環境へのMLLBを追加時、分散ノードのセグメント変更不要

L4負荷分散のMAT方式で分散することで、MLLBを経由せずに、分散ノードから直接クライアン

トへ応答可能

ダイレクトレスポンスによりスループット向上！

◆利用可能なパケット転送方式

1アームでは、

全ての分散方式が使用可能

L4負荷分散 ： MAT方式、NAT方式（オプション）

※L2スイッチおよびルータを二重化するかは要件に応じて判断ください。 ※例では、分散ノードのLANも二重化しています。 分散ノードの二重化は、分散ノードの機能(bonding)を使用します。

ネットワーク接続パターン②

２アーム

分散ノード クライアント Internet ルータ ファイアウォール L2スイッチ ・ ・ ・ アクティブ スタンバイ

◆特 長

MLLBが、クライアント側とサーバ側のそれぞれのセグメント(2アーム)に接続される構成

クライアント側からは、

分散ノード側セグメントのIPアドレスは見えない

ため、よりセキュア



既存環境がロードバランサを２アームで使用している場合

に、LBを導入しても、

分散ノードのセグメントを変更する必要なし

◆利用可能なパケット転送方式

２アームでは、

MAT方式以外の全ての分散方式が使用可能

L4負荷分散 ： NAT方式（オプション）

L7負荷分散 ： 全て

L2スイッチ ※LBはルータではありません。 ※eth0をクライアント側にして下さい。 eth0 eth1

ネットワーク接続パターン③

◆現在上記構成は対応しておりません。

構成時はご注意ください。

２アーム(LAN二重化)

分散ノード クライアント Internet ルータ ファイアウォール L2スイッチ ・ ・ ・ アクティブ スタンバイ L2スイッチ L2スイッチ L2スイッチ bond0 bond1

パフォー

マンス

ダイレクトサーバー

リターン(DSR)

レイヤ

備考

DSR(ダイレクトサー

バリターン)方式

◎

○

L4

最も多く使用され

る構成

(推奨)

NAT方式

○

×

L4

要NATオプション

Webサーバ

固定化方式

○

×

L7

httpのみ対応

パケット転送方式

クライアント

分散ノード

仮想IP :

10.1.1.100

実IP :

10.1.1.11

MAC:

0000AE812211

ループバックIP:

10.1.1.100

実IP：10.1.1.1

MAC:

0000AE812201

Source MAC=

0000AE812201

Source IP=

192.168.1.50

Destination MAC=

0000AE812211

Destination IP=

10.1.1.100

Source MAC=

0000AE812211

Source IP=

10.1.1.100

Destination MAC=0000AE801150 Destination IP=

192.168.1.50

実IP：

192.168.1.50

MAC:

0000AE801150

L4負荷分散・MAT（MAC Address Translation） ）

Source MAC=

0000AE801150

Source IP=

192.168.1.50

Destination MAC=

0000AE812201

Destination IP=

10.1.1.100

MLLB

一連の通信が全て同一のTCPコネクションとして行なわれる（LBはパケットを転送しているのみ）

*1:分散ノードへエージェントプログラムの導入又は、IPTABLES(Linux)やループバックアダプタ

(Windows)の設定が必要です。

MLLBと分散ノードが同一セグメントの必要有り

ネットワーク接続パターン①

オプション

不要

エージェント

必要*1

パケット転送方式1 MLLB標準のDSR(ダイレクトサーバリターン)方式

パケット転送方式2 MLLB NATオプションを使用(NAT)方式

クライアント

分散ノード

仮想IP :

10.1.1.100

Source IP=

192.168.1.50

Destination IP=

172.168.1.11

Source IP=

192.168.1.50

Destination IP=

10.1.1.100

MLLB

Source IP=

10.1.1.100

Destination IP=

192.168.1.50

Source IP=

172.168.1.11

Destination IP=

192.168.1.50

実IP :

172.168.1.11

実IP：10.1.1.1

実IP：

192.168.1.50

一連の通信が全て同一のTCPコネクションとして行なわれる（LBはパケットを転送しているのみ）

[SYN]

[SYN]

[SYN,ACK]

[SYN,ACK]

[ACK]

[ACK]

GET / HTTP/1.1 …

GET / HTTP/1.1 …

MLLBと分散ノードが別セグメントでも対応可能

ネットワーク接続パターン①または②

L4負荷分散・NAT（Network Address Translation）

NATオプション

必要

エージェント

不要

デフォルトゲート

ウェイ設定必要

*1 *2

*1:分散ノードのデフォルトゲートウェイとして仮想IPアドレスの設定が必要です。

*2:LB～分散ノード間の経路上のルータに経路情報の登録が必要な場合があります。

NATオプション注意事項

 NATオプションを使用される場合は、分散ノード

(Webサーバ等)のデフォルトゲートウェイに

MLLBを設定されることを推奨します。

NATオプション使用時は分散ノードとクライアント

との間の通信がMLLBを経由するようルーティン

グを行うことが必須です。

 MLLBのNATオプションはDNAT(送信先IPアド

レス変換)となっております。

 SNAT(送信元IPアドレス変換)は対応しておりま

せん。

パケット転送方式3 MLLB L7分散グループ

（Webサーバ固定化）

を使用した場合

クライアント

分散ノード

仮想IP :

10.1.1.100

Source IP= 10.1.1.1

Destination IP=

10.1.1.11

Source IP=

192.168.1.50

Destination IP=

10.1.1.100

MLLB

Source IP=

10.1.1.100

Destination IP=

192.168.1.50

Source IP=

172.16.1.11

Destination IP=10.1.1.1

実IP :

10.1.1.11

実IP：10.1.1.1

実IP：

192.168.1.50

クライアント側とサーバ側とで、別々のTCPコネクションが張られる（プロキシ動作）

[SYN]

[SYN]

[SYN,ACK]

[SYN,ACK]

[ACK]

[ACK]

GET / HTTP/1.1 …

GET / HTTP/1.1 …

Proxy転送方式(

http専用

)

オプション不要

（cookie固定化では必要）

エージェント

不要

Webサーバ固定化方式には「URL」「クライアントタイプ」

「i-mode」「cookie（要オプション）」の4種類があります。

MLLBと分散ノードが別セグメントでも対応可能

ネットワーク接続パターン①または②

Source MAC=

0000AE812201

Source IP=

192.168.1.50

Destination MAC=

0000AE812211

Destination IP=

10.1.1.100

Destination Port=

443

Source MAC=

0000AE812211

Source IP=

10.1.1.100

SourcePort=

443

Destination MAC=0000AE801150 Destination IP=

192.168.1.50

Source MAC=

0000AE801150

Source IP=

192.168.1.50

Destination MAC=

0000AE812201

Destination IP=

10.1.1.100

Destination Port=

443

ローカルクライアント

分散ノード

仮想IP :

10.1.1.100

実IP :

10.1.1.11

MAC:

0000AE812211

ループバックIP:

10.1.1.100

実IP：10.1.1.1

MAC:

0000AE812201

実IP：

192.168.1.50

MAC:

0000AE801150

MLLB

L4負荷分散を使用したSSLの分散(パケット転送方式1)

ダイレクト転送方式（ L4負荷分散・MAT（MAC Address Translation） ）

MLLBと分散ノードが同一セグメントの必要有り

ローカルクライアント

分散ノード

仮想IP :

10.1.1.100

Source IP=

192.168.1.50

Destination IP=

172.168.1.11

Destination Port=443

Source IP=

192.168.1.50

Destination IP=

10.1.1.100

Destination Port=443

MLLB

Source IP=

10.1.1.100

SourcePort=

443

Destination IP=

192.168.1.50

Source IP=

172.168.1.11

SourcePort=

443

Destination IP=

192.168.1.50

実IP :

172.168.1.11

実IP：10.1.1.1

実IP：

192.168.1.50

一連の通信が全て同一のTCPコネクションとして行なわれる（LBはパケットを転送しているのみ）

[SYN]

[SYN]

[SYN,ACK]

[SYN,ACK]

[ACK]

[ACK]

GET / HTTP/1.1 …

GET / HTTP/1.1 …

MLLBと分散ノードが

別セグメントでも対応可能

NAT転送方式（ L4負荷分散・NAT（Network Address Translation） ）

NATオプション

必要

負荷分散方式

(初回振り分け先の決定方式)

既存コネク

ション考慮

CPU負

荷考慮

エー

ジェント

備考

ラウンドロビン

-

-

-

分散ノードは全て対等、クライアントか

らの要求を分散ノードに順番に割当

最小コネクション ○

-

-

接続されたTCPコネクション数の最も

少ない分散ノードにクライアントからの

要求を割当

静的重み付けラ

ウンドロビン

-

-

-

静的に割当比率を設定可能なラウンド

ロビン

静的重み付け最

小コネクション

○

-

-

静的に割当比率を設定可能な最小コ

ネクション

CPU負荷重み付

けラウンドロビン

-

○

必須

分散ノードのCPU負荷に応じてクライ

アントからの要求を順番に割当

CPU負荷重み付

け最小コネク

ション

○

○

必須

接続されたTCPコネクション数と、分散

ノードのCPU負荷に応じてクライアント

からの要求を割当

レイヤ

パフォー

マンス

静的コ

ンテンツ

PC向け動的

コンテンツ

i-mode向

け動的コ

ンテンツ

備考

クライアン

ト個別

L4

◎

◎

○

×

最も多く使用さ

れる構成

(推奨)

クライアン

トIP

L4

◎

◎

○

×

URL

L7

○

◎

○

△

i-mode

HTML

L7

○

◎

×

○:i-mode

クライアン

トタイプ

L7

○

◎

○

○:i-mode

Cookie

L7

○

◎

○

○

Cookie

オプション必須

セッション維持機能

(接続固定化方式)

要求元クライアント（IPアドレス）単位に、

分散ノード(サーバ)の固定化を行います。

分散ノードの決定は負荷分散方式に従います。

クライアントA

クライアントB

分散ノード固定化

（L4負荷分散）

①クライアントAから1回目のリクエスト

②1回目のリクエストで分散された

サーバに分散

①クライアントBから1回目のリクエスト

②1回目のリクエストで分散された

サーバに分散

固定化方式1 クライアント個別

各分散ノード(サーバ)で受け付けるクライアントのIPアドレスを指定

(個別と範囲指定）することにより、分散ノードの固定化を行います。

実IP：

192.168.1.50

実IP：

192.168.1.55

実IP：

10.1.0.168

クライアントIPが

192.168.1.0/24の場合

クライアントIPが

10.1.0.0/24の場合

分散ノード固定化

（L4負荷分散）

固定化方式2 クライアントIP

分散ノード（Webサーバ）において、

受け付けるURLのパターンを設定することにより

分散先を固定化することが可能

各URLに複数サーバの指定が可能

複数ノード内の固定はクライアントのIPアドレスによる固定

実IP：

192.168.1.50

リクエストURLが

www.miraclelinux.com/mllb

の場合

リクエストURLが

http://www.miraclelinux.com/mllb

http://www.miraclelinux.com/clp

Webサーバ固定化

（L7負荷分散）

URL指定パターン

URL

ディレクトリ

固定化方式3 URL

iモード端末からのリクエストを、

最初のリクエストで分散したノードに固定化する機能

Webサーバ固定化

（L7負荷分散）

i-modeA

i-modeB

①i-modeAから1回目のリクエスト

②1回目のリクエストで分散された

サーバに分散

①i-modeBから1回目のリクエスト

②1回目のリクエストで分散された

サーバに分散

固定化方式4 i-mode HTML

要求元のクライアントがiモード端末か

それ以外(一般のPCなど)かにより分散先を固定化する機能

それぞれ複数のノード(サーバ)を使用することが可能

複数ノード内の固定はクライアントのIPアドレスによる固定

クライアントがPC端末の場合

クライアントがimode端末の場合

Webサーバ固定化

（L7負荷分散）

i-mode

PC

PC

固定化方式5 クライアントタイプ

Cookieを使用して

最初のリクエストで分散したノードに固定化する機能

注意点

:Cookieによる固定化がされるのはWebサーバがCookie

を返す場合のみ、WebサーバがCookieを返さない|場合はクライ

アントのIPアドレスによる固定となる

Webサーバ固定化

（L7負荷分散）

PC A

i-modeA

①PC Aから1回目のリクエスト

②1回目のリクエストで分散された

サーバに分散

①i-modeAから1回目のリクエスト

②1回目のリクエストで分散された

サーバに分散

固定化方式6 Cookie

HTTP/1.1 200 OK

Date: Fri, 09 Oct 2009 11:10:42 GMT

Server: Apache/2.2.9 (Win32) mod_ssl/2.2.9 OpenSSL/0.9.8h

Set-Cookie: key2=123456789; path=/; expires=Thu, 07-Jan-2010 11:10:42 GMT

Keep-Alive: timeout=5, max=97 Connection: Keep-Alive Transfer-Encoding: chunked

Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-1

④LB→クライアント

CookieによるWebサーバ固定化の仕組み(詳細)

※WebサーバがレスポンスにCookieを含める場合※

①クライアントが リクエストを送信 ②LBは、負荷分散方式 に従って振分先の Webサーバを決定し、 リクエストを転送 ③WebサーバはCookie付きの レスポンスを返信 ④LBは固定化用Cookieを付けて レスポンスを返信

クライアント

⑤クライアントはCookie付きの リクエストを送信 ⑥LBは固定化用Cookieから 接続先Webサーバを決定し、 リクエストを転送 「Cookie固定化時間」の間、 Cookieによる接続先を 記憶します

①

④

⑤

②

③

⑥

LB

Webサーバ１

Webサーバ２

応答HTTPヘッダの例

Set-Cookie:･･･ Set-Cookie:･･･ Set-Cookie:･･･ Cookie:･･･ Cookie:･･･ Cookie:･･･ Cookie:･･･ HTTP/1.1 200 OK

Date: Fri, 09 Oct 2009 11:10:42 GMT

Server: Apache/2.2.9 (Win32) mod_ssl/2.2.9 OpenSSL/0.9.8h

Set-Cookie: key2=123456789; path=/; expires=Thu, 07-Jan-2010 11:10:42 GMT

Keep-Alive: timeout=5, max=97 Connection: Keep-Alive Transfer-Encoding: chunked

Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-1

CookieによるWebサーバ固定化の仕組み

※WebサーバがレスポンスにCookieを含めない場合※

①クライアントが リクエストを送信 ②LBは、負荷分散方式 に従って振分先の Webサーバを決定し、 リクエストを転送 ③Webサーバはレスポンスを 返信（Cookieは付いていない） ④LBはクライアントへ レスポンスを返信

クライアント

⑤クライアントが リクエストを送信 ⑥LBはクライアントのIP アドレスを基準に、前回（②） 接続したWebサーバを判断し、 リクエストを転送 （Webサーバ固定化の） ｢固定化時間」の間、クライ アントのIPアドレスを基準 にして接続先を記憶します

①

④

⑤

②

③

⑥

Webサーバ１

Webサーバ２

LB