カテゴリ： 14.可用性、信頼性

スタック

物理レベルの冗長化の仕組みとしてスタックがあります。スタック（stack）という言葉は、「積み重ねる」という意味です。スタックは2台以上のスイッチングハブを主に専用ケーブル（光ケーブルの場合もあります）で接続し、1台として動作させる技術です。スタックする機器は、原則として同じ機器である必要があります。

■Stackケーブルによる接続

Stack接続は簡単で、スイッチに付属している専用のStackケーブルで、複数のスイッチを接続するだけです。Stack用の特別な設定は要りません。（★HPの場合はIRFで、光ケーブルで接続します）

Stack接続したときのConfigですが、1号機のコンソールポートから接続しても、2号機から接続しても、どちらも同じConfigが表示されます。つまり、2台の機器で設定情報（Config）も共有されるのです。

設定をみると、従来は24ポートのCatalyst3750が、ポート数が48ポートにまで増えています。

　

機器を冗長化しても、その機器に接続されているケーブルも冗長化する必要がありますよね？

もちろんそう。ではここで、スタック接続した場合の機器とケーブルの構成を紹介します。一例ですが、以下のような構成になります。

LANケーブル（または光ケーブル）の接続ですが、2本（またはそれ以上）のLANケーブルをスタック接続したスイッチに１つずつ接続します。そして、２台の機器を１つの機器として動作させたように、複数のLANケーブルを1本のLANケーブルのように動作させます（後述するリンクアグリゲーション）。こうすれば、図のスイッチ１がダウンしても、スイッチ２とスイッチ3に接続されているLANケーブルを使うことで、スイッチ間の接続性を確保できます。

CDN(Contents Delivery Network)

■1.CDNとは
米国のアカマイ社が有名であり、インターネット世界総量の20%以上をこの会社のネットワークが利用されているとも言われている。YahooやGoogleなどを経由して動画を見ていても、実際のサーバはアカマイ社のものを利用しているケースが多いようだ。

動画のトラヒックは日々増えており、かつリアルタイム通信の要求が増えている。
非同期で提供すればよいのであれば、時間をずらして提供すればよい。しかし、リアルタイムになると圧縮技術などを駆使した技術的な対策が求められる。

CDNでは、各拠点にコンテンツのコピーを持つサーバを配置する。利用者はコピーから情報を入手することで、配信元の負荷を軽減する。
この仕組みがあったおかげで、700万人が見たともいわれるオバマ大統領のリアルタイム配信が可能になった。
CDP以外には、P2Pの仕組みを使うことも有用と考えられる。WinMXなどのファイル交換の仕組みは、大規模なサーバ無しにファイルを簡単に交換できた。あの原理である。
この仕組みはどこまで商用化されているかは不明であるが、原理は色々なところで活用されているであろう。 H16秋NW午後Ⅱ問２にCDNの問題があります。

■CDNの過去問
〔CDNの目的と仕組み〕
CDNの目的と仕組みについて, I係長がH課長に説明した内容は,次のとおりである。
CDNは, VOD (Video On Demand)のようなストリーミング型の映像配信サービスを,インターネットを利用して,高いサービス品質で提供するためのネットワークである。インターネットを経由してコンテンツを配信し,視聴者がPCでリアルタイムに再生する場合,トラフィックや負荷の集中によってサービス品質が低下することがある。その要因となるのは,ルータ,スイッチングハブ,サーバ,回線などのネットワーク構成要素である。 CDNを利用すれば,これらが要因となって発生するサービス品質の低下を抑止できる。
CDNは,次の三つの要素で構成される。
① オリジンサーバ
② キャッシュサーバ
③ コンテンツ複製ネットワーク
オリジンサーバは,オリジナルコンテンツの登録,管理などを行い,コンテンツ複製ネットワークを使用して,キャッシュサーバにコンテンツを複製する機能をもつ。キャッシュサーバは,オリジンサーバが複製したコンテンツを保管し,視聴者にコンテンツを配信する機能をもつ。コンテンツ複製ネットワークは,オリジンサーバに登録されているコンテンツをキャッシュサーバに複製するために使用される。コンテンツは,キャッシュサーバから配信されるので,(ア)キャッシュサーバが設置されたISPの利用者に対して、高品質の映像配信サービスの提供が可能になる。

H課長:CDNの目的と仕組みは理解できた。映像配信サービスを提供するためには,CDNを利用した方がよさそうなので,CDNを利用したコンテンツ配信システムを具体化させてくれないか。
H課長の指示を受けて,I係長は,コンテンツ配信システムの構成,コンテンツ複製方式,映像配信サービスの提供方式などをまとめた。

RPOとRTO

　バックアップ対策を検討する際において、復旧にかかる時間や、どの時点までデータを復元できるかは大事な要素です。これらの指標として、RTO(目標復旧時間)とRPO（目標復旧時点）があります。どちらも，短時間であればあるほど，対策費用は大きくなります。

RPO（目標復旧時点：Recovery Point Objective)
RPOは，障害発生からどの時点までデータを復旧できるかの時間です。

RTO(目標復旧時間：Recovery Time Objective)
RTOは，障害が発生してからシステムが復旧するまでに要する時間です。

H20NW午後Ⅰ問2にRTO関連の問題がある。

バックアップ対策を実施する際の要件として、RPO（Recovery Point Objective)、RTO(Recovery Time Objective)が重要である。ここでは、RPOは、障害発生からどの時点までデータを復旧できるかを表す指標とし、RTOは、障害が発生してからシステムが復旧するまでの時間を表わす指標とする。どちらも、短時間であればあるほど、費用は大きくなる。

SNMP（Simple Network Management Protocol）とMIB

１．ネットワーク管理とは
ＩＰＡが発表する応用情報のシラバスに、ネットワーク管理に関して以下の記述がある。

（1）ネットワーク運用管理
1) 構成管理
構成情報を維持し，変更を記録する構成管理の管理方法を理解する。
【用語例】ネットワーク構成，バージョン

2) 障害管理
障害の検出，分析，対応を行う障害管理の管理方法を理解する。
【用語例】情報収集，障害の切分け，障害原因の特定，復旧措置，記録

3) 性能管理
トラフィック量と転送時間の関係の分析などによる，ネットワークの性能の管理方法を理解する。
【用語例】トラフィック監視

（2）ネットワーク管理ツール
ネットワーク管理に利用されているツールの機能，仕組みを理解する。
【用語例】 ping，ipconfig，arp，netstat

（3）SNMP
ネットワークを構成する機器を集中管理するためのプロトコルであるSNMP とMIB（Management Information Base：管理情報ベース）を使用したトラフィック解析方法を理解する。
【用語例】 SNMP エージェント，SNMP 管理ステーション，get 要求，put 要求，trap 要求

1) 構成管理
過去問では、ネットワーク構成の管理に関して、「ネットワーク構成の変更の都度、ネットワーク構成図を更新する。（H19NW午前問17）」と述べられている。H16NW午前問17
H16NW午前問45　SNMP

■SNMP全般
・過去問ではSNMPに関して、「TCP/IPの環境で使用されるプロトコルのうち、構成機器や障害時の情報収集を行うために使用されるネットワーク管理プロトコル（H20秋AP午前-問60）」と述べている。
・UDP161と162を使う。
・コミュニティ名は、特に意図がなければ「一般大衆」を意味する「public」が設定されます（すべて小文字。参考だが、大文字小文字は区別される）。しかし、コミュニティ名は、機器をグループ化する意味に加え、簡易な認証（パスワード）としての意味を持ちます。コミュニティ名が一致しなければ、情報のやり取りができません。コミュニティ名は暗号化されずに流れるので、セキュリティの強度は強くありません。ですが、publicではない方が多少なりとも安全と言えます。
過去問（H23NW午後1問3）を見てみよう。

・監視対象となる機器は，SNMP v1/v2c 対応の機器を導入する。監視の対象範囲に［　カ　］名を付け，監視SVがこれを指定して，対象機器に問い合わせる。

↓
↓
↓
↓
↓
［正解］
カ：コミュニティ

もう一問（H30NW午後1問2）。こちらも正解は「コミュニティ」。

SNMPエージェントとSNMPマネージャは，同じグループであることを示す[ エ ]を用いて，機器の管理情報（以下，MIBという）を共有する。

・Trapとポーリングは絶対に覚えましょう。※過去問（H23午後Ⅰ問1）では、穴埋めでTrapが問われた。解答例は、最初のTが大文字で「Trap」）
snmp

・trapに関して過去問では、「ネットワーク管理プロトコルであるSNMPバージョン1のメッセージタイプのうち、異常や事象の発生を自発的にエージェント自身がマネージャに知らせるために使用するもの(H21NW午前2-17)」と述べられています。
・Simpleという名のとおり、プロトコルは単純である。SNMPマネージャとSNMPエージェント間のメッセージの種類は6つしかない。
・機器側ではMIB（Management Information Base)というツリー構造のデータベースを持って、問いかけに対して答えるだけというシンプルな動きである。仕組みが簡単なので、安価なSwitchなどでもSNMP機能を有することが多い。
・インテリジェントSwitchやSNMP対応Switchと書かれている場合には、SNMPの情報を持つことで、ステータス情報をマネージャとやりとりできる。

・SNMPのメッセージ
シンプルと言われるだけあって、わずか5種のメッセージしかない
1)Get-Request
2)Get-Next-Request
3)Get-Response
4)Set-Request
5)Trap

■SNMPのバージョン
SNMPのバージョンには、大きくSNMPv1、SNMPv2c、SNMPv3の3つがあり、バージョンが上がるにつれて機能が拡張し、SNMPのメッセージのフォーマットも異なります。
たとえば、v3では平文のコミュニティ名を廃止して認証を強化しています。
現在でも広く普及しているのはSNMPv2cです。
バージョンの違いによる機能差は覚える必要はありません。SNMPの基本機能だけをしっかり覚えておきましょう。
参考ですが、SNMPv2はセキュリティ機能が実情に即していなかったので、v1と同様のコミュニティ名での簡易認証に変更しました。それ以外はv2の仕様であったため、Community-based SNMPv2として、SNMPv2cとなっています。
・v2による改良点は、GetBulkRequestによる複数一括の処理など
・各バージョンでの互換性は、部分的にはあるが、・・・というレベル
・v3ではセキュリティが強化されており、コミュニティ名ではなくUSMを使う

■SNMPインフォーム
まずは過去問（H30NW午後1問2）をみてみよう。

しかし，SNMPのインフォームと呼ばれるイベント通知機能を利用すれば，これらの問題に対応できると考えた。
SNMPのインフォームでは，MIBに変化が起きた際に，SNMPエージェントが直ちにメッセージを送信し，SNMPマネージャからの確認応答を待つ。確認応答を受信できない場合，SNMPエージェントは，SNMPマネージャがメッセージを受信しなかったと判断し，メッセージの再送信を行う。Cさんは，⑧今回と同様なネットワークの異常が発生した場合に備えて，SNMPマネージャがインフォームの受信を行えるよう，SNMPエージェントの設定パラメタを考えた。

ポイントは、「確認応答を待ち」、確認応答を受信できない場合は「メッセージの再送信」を行うことである。Trapを送信しても、ネットワークの障害（この過去問ではSTPの再計算）により、TrapがSNMPマネージャに届かない場合がある。SNMPエージェントは、確認応答がSNMPマネージャから届かない場合、再送をするので、Trapをより確実に届けることができる。

■MIB
・管理情報をMIBと呼ばれるデータベースに保存する。
・拡張MIB（またはPrivateMIBだとおもう）により、独自の管理ができる。
・MIB1は144種、MIB2は171種のオブジェクトが定義されている。各オブジェクトはOID（ObjectID）で識別される。MIB2はMIB1に対して下方互換がある。

■MIBを実際にみてみよう。
CatalystのMIBをSNMPサーバから覗いてみましょう。
まず、Catalystにて、SNMPのポーリングを受け付ける設定をします。

Switch(config)#snmp-server community public

コミュニティ名をpublicにしました。
また、IFのIDを確認します。

Switch#show snmp mib ifmib ifindex
FastEthernet0/1: Ifindex = 10001
FastEthernet0/2: Ifindex = 10002
FastEthernet0/3: Ifindex = 10003
FastEthernet0/4: Ifindex = 10004
FastEthernet0/5: Ifindex = 10005
FastEthernet0/6: Ifindex = 10006
FastEthernet0/7: Ifindex = 10007
FastEthernet0/8: Ifindex = 10008
GigabitEthernet0/1: Ifindex = 10101
Null0: Ifindex = 10501
Vlan1: Ifindex = 1
Switch#

インターフェースのOIDはツリー構造で、.1.3.6.1.2.1.2.2.1.に存在します。
では、順に確認していきましょう。
SNMPの管理ソフトがあれば見やすいでしょうが、ここではLinuxサーバで、snmpgetコマンドで簡単に実行します。
※snmpgetコマンドは、必要に応じて# yum install net-snmp-utils などでインストールしてください。

（１）IFの説明
#snmpget -v2c -c public 192.168.0.10 .1.3.6.1.2.1.2.2.1.2.10001
IF-MIB::ifDescr.10001 = STRING: FastEthernet0/1
→IFがFastEthernet0/1であることがわかります。
（２）IFのスピード
#snmpget -v2c -c public 192.168.0.10 .1.3.6.1.2.1.2.2.1.5.10001
IF-MIB::ifSpeed.10001 = Gauge32: 10000000
→IFのスピードが10000000（=10Mbps）であることがわかります。
（３）IFの状態
#snmpget -v2c -c public 192.168.0.10 .1.3.6.1.2.1.2.2.1.8.10001
IF-MIB::ifOperStatus.10001 = INTEGER: down(2)
→IFの状態がdownであることがわかります。
UPしていれば、up(1)と表示されます。

（４）通信量
通信量を見るには、ifHCInOctets（受信したバイト数）とifHCOutOctets（送信したバイト数）を取得します。snmpgetコマンドにて、スイッチのIPアドレス（10.1.1.100）を指定し、スイッチの4番ポートのifHCInOctetsを取得します。このあたりは知らなくていいので、雰囲気だけ味わってください。ifHCInOctetsのOIDは.1.3.6.1.2.1.31.1.1.1.6.xでして、最後のxにIFの番号10004を指定します。

# snmpget -v2c -c public 10.1.1.100 .1.3.6.1.2.1.31.1.1.1.6.10004
　
その結果、以下のように、バイト数のカウンタが表示されます。
IF-MIB::ifHCInOctets.10004 = Counter64: 20008082

※動画も用意しました。ご参考まで

◆RMON(Remote Network Monitoring)
Remoteという言葉のとおり、遠隔から監視する。SNMPを拡張している。
MIBはある一点の情報を表示するのに対し、RMONでは点を線にして監視する。その結果、ネットワークの使用率なども管理できる。
RMON1はレイヤ2の情報、RMON2はレイヤ3以上の情報を持つ。

◆過去問より
過去問で、SNMPを理解するに相応しい出題があるので紹介する。正解以外の選択肢についても、なぜ間違っているかを理解してほしい。

【H18NW午前　問45】
TCP/IPにおけるネットワーク管理プロトコルであるSNMPに関する記述のうち、適切なものはどれか。

ア　SNMPで定義されているメッセージは、マネージャからの要求に対してエージェントが応答する形式のものだけである。
イ　SNMPは、UDPを用いている。
ウ　エージェントからのすべてのメッセージは、マネージャの同一ポートに送られる。
エ　マネージャがエージェントにアクセスする管理情報のデータベースは、RDBと呼ばれる。

↓
↓
↓
↓
↓
正解：イ

◆SNMPの過去問
H16NW午後Ⅰ問2をみてみよう

管理サーバでの監視には,pingとSNMPを使用している。
C君:pingもSNMPも聞いたことはありますが,詳しいことは分かりません。
B氏:それでは,PCを使って,pingの仕組みを説明しよう。このように,pingコマンドを人力すると,あて先にICMPの[ a ]要求メッセージが送信される。それに対する応答メッセージを受信することで,あて先となった機器がネットワークに接続されていると見なすことができる。
C君:そうでしたか。
B氏:さて,ネットワーク機器やサーバの監視は,pingによる確認だけでは十分ではない。サーバのCPUやハードディスクの使用率,ネットワーク機器のトラフィックやインタフェースの状況も見たいときがある。このような要求に対応できるのが, SNMPというわけだ。
C君:SNMPは,難しいのですか。
B氏:奥は深いけれど,簡単な仕組みだよ。SNMP機能搭載の機器は,エージェントと呼ばれ,それを管理するマネージャと対になって動作する。マネージヤは,エージェントに対して,情報収集や設定変更の要求を出す。情報収集にはget要求,設定変更には[　b　]要求が使われる。さらに,エージェントからマネージヤに通知される[　c　]がある。get要求のグループには,階層的に次のオブジェクトの情報を取得するget-[　d　]要求がある。SNMPで管理されるエージェントがもつ情報定義のことを,[　e　]という。
C君:障害の検知に,[　c　]が使われるのですね。
B氏:そのとおり。よく分かったね。そして,障害を検知すると,管理サーバに搭載されているマネージャソフトの機能で,コマンドを投人したり,メールを送信したりする。重大な障害が発生した場合には,私の携帯電話あてにメールを送信する設定にしている

↓
↓
↓
↓
↓
正解：
a：エコー
b：set
c：trap
d：next
e：MIB

■違う過去問
過去問（H30NW午後Ⅰ問2）には、以下の記載があります。

SNMPは機器を管理するためのプロトコルで，⑥SNMPエージェントとSNMPマネージャで構成される。SNMPエージェントとSNMPマネージャは，同じグループであることを示す【　エ：コミュニティ　】を用いて，機器の管理情報（以下，MIBという）を共有する。
　SNMPの基本動作として，ポーリングとトラップがある。ポーリングは，SNMPマネージャが，SNMPエージェントに対して，例えば5分ごとといった定期的にMIBの問合せを行うことによって，機器の状態を取得できる。一方，トラップは，MIBに変化が起きた際に，SNMPエージェントが直ちにメッセージを送信し，SNMPマネージャがメッセージを受信することによって，機器の状態を取得できる。

■CatalystでのSNMPの設定
CatalystスイッチにSNMPの設定をしてみます。設定を確認しながら、SNMPに関する理解を膨らませてください。

Switch(config)#snmp-server community a_sha_community ro
Switch(config)#snmp-server enable traps
Switch(config)#snmp-server host 10.1.100.99 a_sha_community

1行目は、SNMPのポーリングの設定です。コミュニティ名として、「a_sha_community」を設定しました。そのあとにあるroはRead Onlyとう意味で、SNMPマネージャからは読取専用という意味です。（読み書き可能なrwに設定することも可能です）
2行目と3行目はトラップの設定です。2行目でトラップを有効にし、3行目でトラップを送信するSNMPサーバのIPアドレスと、コミュニティ名を設定しています。

IPFIX（IP Flow Information Export）

※H30年4月の時点ですが、試験には出ないと思われます。

IPFIX（IP Flow Information Export）は、NetFlowの拡張版と考えてください。過去問（H29秋NW午前Ⅱ問13不正解選択肢）では、「ネットワークのトラフィックを分析するためのプロトコルであり，フロー（IPアドレスやポート番号の組合せ）ごとの統計情報を，ネットワーク機器がコレクタと呼ばれるサーバに送信するときに使用される」とあります。

負荷分散装置（LB:Load Balancer）

・負荷分散装置＝ロードバランサと思ってよい。ネットワークスペシャリスト試験ではLBと図に書かれることが多い。
・道路（road）ではなく、負荷（load）をバランス（balace）良く分配する装置（er）　
・過去問にはロードバランサの基本機能の説明として「クライアントからの要求が特定のサーバに集中しないように、複数のサーバに振り分ける。（H20NW午前　問9）」との記載がある。
・SSLによって暗号化されると、Cookieなどのデータの中身を見た負荷分散が行えない。SSLアクセラレータをどこに置くかという問題がSMで出題されていた。（H17年SM午後1　問3　設問2(2)）

・HTTPはステートレスな通信である。そこで、HTTPの通信が毎回違うサーバに振り分けられるとやっかい。過去問では、どうやってセッションを保持するかについて問われたと思う。

・L4レベルとL7レベルの負荷分散装置がある。
・L3レベルの負荷分散は、負荷分散装置ではなくVRRPなどのルータの機能で実現することが多い。

・実際の製品としては、BigIPやリンクプルーフなどがあるだろう。また、Microsoft社のNLBの機能も、負荷分散装置ではないが、負荷分散の仕組みである。それ以外にはDNSラウンドロビンによる負荷分散をとる方法もある。

・仕組み
負荷分散装置が実IP以外に仮想IPアドレスを持つ。

・実際の製品では、負荷分散の機能だけでなく、セキュリティ機能や高速化（SSLの高速化、帯域圧縮）機能なども付加した製品が多く、アプリケーションスイッチと呼ばれることもある。（試験には出ないと思う）

では、LBの設定画面を紹介します。Citrix Netscalerでの設定です。1つ目が仮想IPの設定で、10.1.1.254を設定しています。また、その次が、振り分け先のサーバの設定です。振り分け先のサーバとして、192.168.1.101などの3つのIPアドレスを設定しています。

負荷分散装置（過去問での解説）

H21年NW午後1問3に負荷分散装置（LB：ロードバランサ）に関する出題がある。これを解説することで、負荷分散装置の理解を深めてほしい。

[増強するeシステムの構成]
　eシステムの増強は，情報システム部のP君が担当することになった。P君は，eシステムの利用者数と，ベンダから入手したパフォーマンスに関する仕様を基に，eSVRとLBの機種を選定した。また，コンテンツと管理情報の一元管理のために，ファイルサーバも併せて導入することにした。
選定したLBは，(ⅰ)処理の振分け機能，(ⅱ)[　ア　]維持機能，(ⅲ)ヘルスチェック機能をもっている。(ⅰ)には，様々な方式がある。システムの応答時間は，eSVRの負荷の増加とともに長くなると考えられたので，応答時間が最短のeSVRに処理を振り分ける方式を採用することにした。(ⅱ)には，リクエスト元のIPアドレスに基づいて行うレイヤ3方式や，Webページにアクセスしたユーザに関する情報を保持する[　イ　]に埋め込まれた，セッションIDに基づいて行うレイヤ7方式などがある。eシステムを利用するPCには， IPアドレスが固定設定されているので，レイヤ3方式を利用することにした。(ⅲ)には，レイヤ3，レイヤ4及びレイヤ7の各レイヤで稼働状況を監視する方式がある。eシステムのサービスポートの稼働状況を監視するために，レイヤ4方式を利用することにした。
　LBの故障時に，ネットワーク構成を変更しなくてもeシステムの運用が継続できるように，LBとeSVRは，図の構成で設置することにした。 PCからのeシステム利用には，社内のPCを三つのブロックに分け，各ブロックのPCごとに，異なったeSVRのホスト名を指定させる。DNSで，三つのホスト名に一つのVIPを対応付けることによって，LB経由でeSVRに接続できる。このように， eSVRのホスト名を使い分けることで，LBの故障時にも①DNSの設定変更によって，3台のeSVRに処理を振り分けることができる。選定したLBには， PCからVIPあてに送信されたパケットの，送信元IPアドレスをLBの実アドレスに変換してeSVRに転送する，ソースNAT機能がある。ソースNAT機能を利用すると，既設eSVRのネットワーク情報の設定変更が不要になる。しかし，②管理上必要な情報が，eSVRのログから取得できなくなってしまう問題があるので，ソースNAT機能は利用しないことにした。

負荷分散装置の機能には以下がある。　※問題文を活用して解説します。
また、また、負荷分散とセッション維持は別物であることを、きちんと認識してください。基本的に、負荷分散はL3かL4です。
ただ、アプリケーションの作りの関係から、Cookie情報を保持したいときがある。そんな場合。負荷分散はL4で実施した後、セッション維持はL7、つまりCookieでする、なんてことは、普通によくある
※通常、SSLであっても、SSLはLBで復号するので、Cookieは分かるはず。

(1)処理の振分け機能・・・負荷分散装置の基本機能
「(i)には様々な方式がある。」と書かれているように、様々な方式があります。例えば、ラウンドロビン方式として順番に振り分ける、接続されているセッション数が少ないサーバに振り分ける、サーバの負荷を判断して振り分ける、などがあります。
この問題では「応答時間が最短」のサーバに振り分けると述べられています。振分け方式は製品によって異なります。

以下は、CitixのNetScalerの設定画面です。振り分け方式として、ROUNDROBIN、LEASTCONNECTION（最もコネクション数が少ない）、などが選べることがわかります。
LB方式

また、振り分ける際にL4レベルでの振分けも可能で、ポート番号を見てアプリケーションごとにサーバを振り分けることもできます。
そして、L7レベルでも振り分けはできますが、あまり使わないでしょう。たとえば、URLでの振り分けです。
http://www.example.com/siteA/　⇒サーバ１
http://www.example.com/siteB/　⇒サーバ２

(2)セッション維持機能・・・接続先のサーバが変化しても、利用者のセッションを維持する。
　ユーザが情報を入力したり、その入力情報に基づいた動きをするサーバの場合、LBにて違うサーバに接続させられては困る。
sef1

セッション維持機能って必要ですか？
振分け機能で、同じサーバに接続するのでは？
送信元IPアドレス単位で振分けていれば、同じサーバに接続するでしょう。でも、ラウンドロビン方式や、負荷状況を見て振り分ける場合には、別のサーバに振分けられるかもしれません。ですから、セッション維持機能は必要です。

①L3方式
リクエスト元のIPアドレスに基づいてセッションを維持する。実際には、一定時間が過ぎるとIPアドレス情報と接続サーバとの関係を保持した情報は廃棄されるであろう。

②L7方式
Cookieに埋め込まれたセッションIDに基づいて行う。または、HTTPのヘッダ内容を見る場合がある。この場合は、TCPのコネクションを確立しないと中身を見ることができないので、LBがサーバの代わりに3Wayハンドシェイクのコネクションを確立する。その後、LBが接続するサーバのみとTCPコネクションを確立することになる。

以下は、CitixのNetScalerの設定画面です。Persistenceなので、セッション維持の設定です。Cookieが選択できることがわかります。
session維持

　
Cookieの名前を設定できる画面がありますが、どういう意味ですか？
CookieはサーバとPCでやり取りされるもの。LBは関与できないですよね？
そこは大きな間違い。そのCookieというのは、サーバが発行したものではなく、LBがクライアントPCに発行する。あくまでも、LBによるセッション維持のためだけのCookieである。

(3)ヘルスチェック機能・・・サーバの生死を確認する機能
「レイヤ3、レイヤ4及びレイヤ7の各レイヤで稼働状況を監視する方式がある。」と述べられている。

後半に述べられている、LB故障時の仕組みは非常に面白い。
業務で参考にさせてもらうつもりだ。

よくある設計として、LBをインラインに入れる。つまり「PC→LB→サーバ」という一連の流れで接続するのだ。LBはフェールオープン機能が無いものが多いため、LBが故障すると、サーバへの通信ができなくなる。そこで、LBをやむなく（無駄に）二重化することが多い。
　情報処理試験のこの問題文では、LBを1台で運用する方法を書いている。LBをインラインに入れず、DNSの設定変更だけでサーバへアクセスできるようにしているのである。
何を言っているのか分からない人も多いかもしれないが、感動したのは私だけでは無いと思う。

DSR方式の負荷分散装置

負荷分散装置は、ネットワーク上にどう構成するのでしょうか。一つは、ネットワークのインライン上に配置する方式です。もう一つは、DSR（Direct Server Return）方式です。
インラインで配置する方式の場合は、往路と復路の両方でLBを経由します。一方のDSR方式では、フルスペルの通り、また、DSR方式は，応答パケットをサーバ（Server）に直接（Direct）返信（Return）する方式です。よって、往路と復路が異なります。
（１）インライン上に配置する方式
　この方式であれば、SSLを終端したり，HTTPヘッダを挿入したりするなど，様々な処理が行えます。この方式の動作は次のとおりです。
　①PCが送信した要求パケットは，LBが受信します。
　②LBは，振り分け先のサーバに要求パケットを送信します。
　③サーバは応答パケットをLBに送信します。
　④LBは応答パケットをPCに送信します。
（２）DSR方式
　DSRは、直接（Directに）パケットを返信（Return）します。この方式の動作は次のとおりです。
　①PCが送信した要求パケットを，LBが受信します。
　②LBは，振り分け先のサーバに要求パケットを送信します。
　③サーバは応答パケットをPCに直接返信します。
この方式の利点は、スループット向上が期待できることと、LBが故障してもDNSの設定変更だけでサーバと通信させられることです。具体的には、サーバの仮想IPアドレスとしてLBのIPアドレスを指定していたところ、実サーバのIPアドレスを指定するのです。

チーミング

　
チーミングとリンクアグリゲーションって一緒ですか？
確か、同じと書いてある文献を見た気が・・・
それに、やっていることは同じですよね。
どちらも、LANケーブルを冗長化するので。
まあ、同じと考えてもいいが、厳密には違う。
多少乱暴ではあるば、リンクアグリゲーションは、NW機器の冗長化。チーミングはサーバのNICの冗長化と考えておいてよい。
　実際の設定も、リンクアグリゲーションの設定は、SWで設定し、チーミングの設定はサーバにて設定する。
　過去問では、両者に関して以下の説明がある。これからも、リンクアグリゲーションはNW機器、チーミングはサーバのNICの設定と考えられる。

これらのL2SWから,サーバ,NAS間の接続には,リンクアグリゲーションを設定します。サーバとNASのNICには,チーミング機能を設定して2本の回線に負荷を分散させ,[　？　]と冗長化を図ります。（H23NW午後Ⅱ問2）

ちなみに、[　？　]には、帯域増大が入る。

■参考情報
某サーバの設定を確認したところ、チーミング方式は以下の３つがあった。
①Active-Standby：Activeを使う。障害がおきればStandbyに
②Active-Active：ロードバランス　
③Active-Active：リンクアグリゲーションと同じ（だと思う）

※①の場合、MACアドレスは2つのNICで同じものを使う。メーカによって違うが、仮想MACを持つのではなく、AcitveのMACアドレスをStanby時にも利用すると思う。

※③の場合、100MのNICであれば200Mのスピードを出すことができる。しかし、対向もリンクアグリゲーションに対応している必要があるので、③を使うことは少ないだろう。

リンクアグリゲーション（Link Aggregation）

過去問ではリンクアグリケーションのことを、「コンピュータとスイッチングハブ、又は2台のスイッチングハブの間を接続する複数の物理回線を論理的に1本の回線に束ねる技術（H20NW午前　問24)」と述べている。CiscoではFEC（Fast EtherChannel）とかGEC（Gigabit EtherChannel）と言われているので、イーサチャネルという言葉のほうがなじみ深いかもしれない。

では問題。リンクアグリゲーションの利点は何か？
これは即答してほしい。

答えは、①帯域拡大、②冗長化（による信頼性向上）、である。（※過去問H23NW午後Ⅱ問2より）

　
複数のポートを束ねることで、スイッチのMACアドレステーブルとかはややこしくならないんですか？
　そのあたりは仮想化の技術と同様で、利用者は意識する必要がなく、スイッチ側で処理している。
また、サーバのNICを冗長化する技術であるチーミングに関しても、理解してほしい。
女性直立

これは便利ですね。
最近はサーバとストレージ間で大容量の通信が必要になってます。
1Gを8本束ねれば、8Gbpsのスループットになりますね。
いや、ちょっと注意が必要だ。必ずしもそうとは限らない。

単純化して2本のLAGで考えます。
LAGの場合、1つのパケットを半分にして、2本の回線に同時に流すわけではありません。1つ目のパケットは1本目の回線、2つ目のパケットは2本目の回線などと、パケットを分散することで、冗長化と帯域向上を図っています。
LAG

よって、IPアドレスベースなどで負荷分散するため、同じIPアドレスとの通信だと、同じ線を使う。だから、8本あっても、実際には1本しか使われていないかもしれない。
女性ハテナ

なんでそんな仕様なんですか？
8本でロードバランスするような仕様にすればいいじゃないですか。
順序制御が難しいからね。
1000kのフレームと100kのフレームであれば、100kの方が速く届く。すると、フレームの順序が無茶苦茶になる可能性がある。だから、同じIPアドレス間の通信は同じ線で流すようにしている。イーサネットファブリックの仕組みは、技術的にこれを解消するものらしいので、対処できる製品もあるかもしれない。

■STPと比較したリンクアグリゲーションの利点
この点に関して、H28AP午後問5に出題がある。
「リンクアグリゲーションの構成は，STPの構成に比べて利点が多いことが分かった。（一部筆者が修正）」とあり、この利点が選択式で問われています。
正解は、以下の２つです。
・経路障害が発生したとき，通信が中断したとしても短時間で済む。
・経路障害が発生しても，L2SW2及びL2SW3の負荷は増加しない。

ただ、後者に関しては、スイッチングハブは負荷が高くなってもスループットが落ちるようなことはありません。
なので、利点としては、以下として整理できるでしょう。
①経路障害が発生したとき，通信が中断したとしても短時間で済む。
②ケーブルを束ねて通信できることで、通信帯域が拡大する。

■以下は参考情報
・IEEE802.3ad
・固定で静的に設定する（Cisco社の場合のコマンドではmode on）場合と、LACPなどのネゴシエーションのプロトコルを利用して動的に設定する場合がある。動的に設定する場合は、ネゴシエーションなどを自動でやってくれるので便利であるが、異機種の場合は静的に設定したほうがよいだろう。
・100Mを4本束ねることで400Mの通信を実現する。が、厳密に400Mかというと、そうではない。1つのコネクションでは1本しか使えない。なので、100Mのままである。だから、PC1対1の通信では100Mしかでない。4つ以上のコネクション（実質４台以上）になって初めて、400Mの通信が実現できる。

■CiscoのCatalystでの設定例は以下
（１）インターフェース１と２をLAG設定。
❶mode onで固定設定
Switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 - 2
Switch(config-if-range)#switchport mode access
Switch(config-if-range)#switchport access vlan 10
Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on

❷LACPの場合　　※on をactiveにするだけ

Switch(config)#interface range fastEthernet 0/1 – 2　←1番，2番ポートに設定

Switch(config-if-range)#switchport mode access　　←ポートVLANの設定

Switch(config-if-range)#switchport access vlan 10　←VLAN番号を10に設定

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode active　←リンクアグリゲーションの設定

（２）状態確認コマンド

Switch#sh etherchannel summary
（中略）
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1 Po1(SU) - Fa0/1(P) Fa0/2(P)

■スイッチを冗長化するときの構成
スイッチを冗長化（、今回は2重化と考えてください）する場合の構成は、以下の２つが考えられます。
①STP＋VRRPで冗長化する
②スタック接続し、ケーブルはリンクアグリゲーションとする。

Q1.L3スイッチを冗長化すると仮定して、それぞれの物理構成および論理構成を書け
stp+VRRP

Q2.どちらが利点があるか、具体的に述べよ。
　②の方が利点がある。その理由は以下です。
　・処理速度の向上と、帯域を有効に使える点
　　　①の場合は、利用しているのは1台の機器と片方のケーブル。②の場合は、2台の機器と2台のケーブルを使える
　・構成がシンプルになる
　　　STPやVRRPで、どこがブロックされているとか、どっちがマスターだとかの設計および状態確認をせずにすむ。
　・切り替わり時間が速い
　　　特にSTPは切り替わりに時間がかかる

Q3.②の冗長化技術があれば、STPは不要か
A.冗長化技術に関しては、その通りです。
ですが、STPはループ対策という重要なミッションがあります。
ネットワークスペシャリストを目指す女性SEあれ？

　

スタック＋リンクアグリを使えば、ループそのものを無くすことができますよね？
はい、無くすことができますので、シンプルで理想的な構成です。
ですが、過去にも多くの企業で経験があったと思いますが、誤ってケーブル接続することで、意図せずループすることがあるのです。だから、スタック＋STPで冗長化をしていて、ループが無い構成であっても、STPはONにしておくべきなのです。

■参考解説
試験範囲を大幅に超えていますので、理解する必要はありません。
解説には設定に関する知識がいるので、読んでわからなくても構いません（説明も不十分ですが、ご了承ください）
ネットワークスペシャリストを目指す女性SEハテナ

①-Aの構成で、STPは必要ですか？
まあ、なくてもいいです。
1-Bにあるように、Standby trackという設定を入れればです。
具体的には、192.168.1.1のVRRPが切り替わったら、172.16.1.1のVRRPも切り替わるという設定です。
①-Bを見てみましょう。
もし、L3SWの下側のケーブルが断線した場合、VRRPによって、右側のL3SWがActiveになります。しかし、上位の172.16.1.1のセグメントでは、VRRPが切り替わりません。
そこで、①-Aのように、STPが有効でケーブルが接続されていれば、正常な通信ができます。
または、先に説明した、Standby trackという設定を入れて、上側のVRRPも切り替えます。

■H30秋SM午前Ⅱ

問22 スイッチングハブ同士を接続する際に,複数のポートを束ねて一つの論理ポートとして扱う技術は

どれか。

ア　MIME　　　イ MIMO　　　ウ　マルチパート　　　エリンクアグリゲーション

↓

正解：エ

スポンサードリンク

↑このページのトップヘ