2.4. ルーティングメソッド

図2.3「NAT ルーティングを実装したロードバランサー」 は、ロードバランサーが NAT ルーティングを使用して、インターネットとプライベートネットワークの間で要求を移動する様子を示しています。

この例では、アクティブ LVS ルーターに NIC が 2 つあります。インターネットの NIC ではリアル IP アドレスとフローティング IP アドレスが eth0 にあります。プライベートネットワークインターフェイスの NIC はリアル IP アドレスとフローティング IP アドレスが eth1 にあります。フェイルオーバーが発生すると、インターネットに向けられている仮想インターフェイスと仮想インターフェイスに向けられているプライベートネットワークが同時にバックアップ LVS ルーターへ引き継ぎされます。プライベートネットワークにあるすべての実サーバーは、NAT ルーターのフローティング IP をアクティブ LVS ルーターと通信するデフォルトのルートとして使用します。こうすることで、インターフェイスからの要求に応答する能力が維持されます。

この例では、LVS ルーターのパブリックフローティング IP アドレスとプライベート NAT フローティング IP アドレスが物理 NIC に割り当てられます。フローティング IP アドレスを LVS ルーターノード上のそれぞれの物理デバイスに関連付けることは可能ですが、3 つ以上の NIC を使用する必要はありません。

このトポロジーを使うと、アクティブ LVS ルーターは要求を受信して適切なサーバーにルーティングします。実サーバーはその要求を処理してパケットを LVS ルーターに返します。LVS ルーターはネットワークアドレス変換を使用してパケット内の実サーバーのアドレスを LVS ルーターのパブリック VIP アドレスに置き換えます。実サーバーの本当の IP アドレスは要求を行っているクライアントからは見えないよう隠しているため、IP マスカレード と呼ばれます。

NAT ルーティングを使用する場合は、実サーバーにするマシンの種類や稼働させるオペレーティングシステムの種類に制限はありません。ただし、発信要求および着信要求のいずれも LVS ルーターで処理しなければならないため、大規模なクラスター導入の場合には LVS ルーターがボトルネックとなる場合があります。

ipvs モジュールは、iptables および ip6tables NAT とは独立した独自の NAT ルーティングを使用します。これにより、実サーバーが /etc/keepalived/keepalived.conf ファイルで DR ではなく NAT に対して設定されている場合に、IPv4 と IPv6 NAT の両方に対応します。

ダイレクトルーティングを使用するロードバランサー設定を構築すると、他のロードバランサーネットワーキングトポロジーよりもパフォーマンス上のメリットが大きくなります。ダイレクトルーティングでは、実サーバーは要求元のユーザーに対して直接パケットを処理およびルーティングでき、すべての送信パケットを LVS ルーター経由で渡しません。ダイレクトルーティングでは、LVS ルーターが受信パケットのみを処理するよう制限し、ネットワークパフォーマンスの問題が発生する可能性を低減します。

典型的なダイレクトルーティングのロードバランサー設定では、LVS ルーターは仮想 IP (VIP) 経由で受信サーバー要求を受け取り、スケジューリングアルゴリズムを使用して要求を実サーバーへルーティングします。実サーバーは要求を処理し、LVS ルーターを通さずに応答を直接クライアントに送信します。ネットワークの負荷が高い状態で LVS ルーターが送信パッケージを実サーバーからクライアントへルーティングするとボトルネックになりますが、 このルーティング方法では LVS ルーターがこのような処理をしなくても実サーバーを追加できるため、スケーラビリティーが向上します。