Você pode configurar vários algoritmos de balanceamento de carga em um comutador virtual para determinar como o tráfego de rede é distribuído entre as NICs físicas em uma equipe.

Rota baseada na porta virtual de origem

O comutador virtual seleciona uplinks com base nas IDs de porta da máquina virtual no comutador vSphere Standard ou vSphere Distributed Switch.

Rota baseada na porta virtual de origem é o método de balanceamento de carga padrão no switch vSphere Standard e no vSphere Distributed Switch.

Cada máquina virtual em execução em um host ESXi tem um ID de porta virtual associado no comutador virtual. Para calcular um uplink para uma máquina virtual, o comutador virtual usa a ID da porta da máquina virtual e o número de uplinks na equipe da NIC. Depois que o comutador virtual seleciona um uplink para uma máquina virtual, ele sempre encaminha o tráfego por meio do mesmo uplink para essa máquina virtual, desde que a máquina seja executada na mesma porta. O comutador virtual calcula os uplinks para máquinas virtuais apenas uma vez, a menos que os uplinks sejam adicionados ou removidos da equipe da NIC.

A ID da porta de uma máquina virtual é fixa enquanto a máquina virtual é executada no mesmo host. Se você migrar, desligar ou excluir a máquina virtual, sua ID de porta no comutador virtual ficará livre. O comutador virtual para de enviar tráfego para essa porta, o que reduz o tráfego geral do uplink associado. Se uma máquina virtual for ligada ou migrada, ela poderá aparecer em uma porta diferente e usar o uplink, que está associado à nova porta.

Tabela 1. Considerações sobre o uso de rota com base na porta virtual de origem
Considerações Descrição
Vantagens
  • Uma distribuição uniforme do tráfego se o número de NICs virtuais for maior que o número de NICs físicas na equipe.
  • Baixo consumo de recursos, pois na maioria dos casos o comutador virtual calcula uplinks para máquinas virtuais apenas uma vez.
  • Nenhuma alteração no comutador físico é necessária.
Desvantagens
  • O comutador virtual não está ciente da carga de tráfego nos uplinks e não faz o balanceamento de carga do tráfego para os uplinks menos usados.
  • A largura de banda disponível para uma máquina virtual é limitada à velocidade do uplink associado à ID de porta relevante, a menos que a máquina virtual tenha mais de uma NIC virtual.

Rota baseada no hash MAC de origem

O comutador virtual seleciona um uplink para uma máquina virtual com base no endereço MAC da máquina virtual. Para calcular um uplink para uma máquina virtual, o comutador virtual usa o endereço MAC da máquina virtual e o número de uplinks na equipe da NIC.

Tabela 2. Considerações sobre o uso de rota com base no hash MAC de origem
Considerações Descrição
Vantagens
  • Uma distribuição mais uniforme do tráfego do que Rota Baseada na Porta Virtual de Origem, pois o comutador virtual calcula um uplink para cada pacote.
  • As máquinas virtuais usam o mesmo uplink porque o endereço MAC é estático. A ativação ou desativação de uma máquina virtual não altera o uplink que a máquina virtual usa.
  • Nenhuma alteração no comutador físico é necessária.
Desvantagens
  • A largura de banda disponível para uma máquina virtual é limitada à velocidade do uplink associado à ID de porta relevante, a menos que a máquina virtual use vários endereços MAC de origem.
  • Maior consumo de recursos do que Rota com base na porta virtual de origem, pois o comutador virtual calcula um uplink para cada pacote.
  • O comutador virtual não está ciente da carga dos uplinks, portanto, os uplinks podem ficar sobrecarregados.

Rota baseada em hash IP

O comutador virtual seleciona uplinks para máquinas virtuais com base no endereço IP de origem e de destino de cada pacote.

Para calcular um uplink para uma máquina virtual, o comutador virtual pega o último octeto dos endereços IP de origem e de destino no pacote, os coloca em uma operação XOR e, em seguida, executa o resultado por meio de outro cálculo com base no número de uplinks no Equipe NIC. O resultado é um número entre 0 e o número de uplinks na equipe menos um. Por exemplo, se uma equipe de NIC tiver quatro uplinks, o resultado será um número entre 0 e 3, pois cada número está associado a uma NIC na equipe. Para pacotes não IP, o comutador virtual obtém dois valores binários de 32 bits do quadro ou pacote de onde o endereço IP estaria localizado.

Qualquer máquina virtual pode usar qualquer uplink na equipe da NIC, dependendo do endereço IP de origem e de destino. Dessa forma, cada máquina virtual pode usar a largura de banda de qualquer uplink na equipe. Se uma máquina virtual for executada em um ambiente com um grande número de máquinas virtuais independentes, o algoritmo de hash de IP poderá fornecer uma distribuição uniforme do tráfego entre as NICs na equipe. Quando uma máquina virtual se comunica com vários endereços IP de destino, o comutador virtual pode gerar um hash diferente para cada IP de destino. Dessa forma, os pacotes podem usar diferentes uplinks no comutador virtual, o que resulta em um maior rendimento potencial.

No entanto, se o seu ambiente tiver um pequeno número de endereços IP, o comutador virtual poderá passar o tráfego de forma consistente por meio de um uplink na equipe. Por exemplo, se você tiver um servidor de banco de dados que é acessado por um servidor de aplicativos, o comutador virtual sempre calculará o mesmo uplink, pois existe apenas um par origem-destino.

Configuração do switch físico

Para garantir que o balanceamento de carga de hash IP funcione corretamente, você deve ter um Etherchannel configurado no comutador físico. Um Etherchannel vincula vários adaptadores de rede em um único link lógico. Quando as portas são vinculadas a um Etherchannel, sempre que o comutador físico recebe um pacote do mesmo endereço MAC da máquina virtual em portas diferentes, o comutador atualiza sua tabela de memória endereçável de conteúdo (CAM) corretamente.

Por exemplo, se o switch físico receber pacotes nas portas 01 e 02 do endereço MAC A, o switch fará uma entrada 01-A e 02-A em sua tabela CAM. Como resultado, o switch físico distribui o tráfego de entrada para as portas corretas. Sem um Etherchannel, o switch físico primeiro registra que um pacote do endereço MAC A é recebido na porta 01 e, em seguida, atualiza o mesmo registro de que um pacote do endereço MAC A é recebido na porta 02. Portanto, o comutador físico encaminha o tráfego de entrada apenas na porta 02 e pode resultar em pacotes que não atingem seu destino e sobrecarregam o uplink correspondente.

Limitações e requisitos de configuração

  • Os hosts do ESXi oferecem suporte ao agrupamento de hash de IP em um único switch físico ou em switches empilhados.
  • Os hosts ESXi oferecem suporte apenas à agregação de link 802.3ad no modo Estático . Você só pode usar um Etherchannel estático com vSphere Standard Switches. O LACP não é compatível. Se você habilitar o balanceamento de carga de hash IP sem a agregação de link 802.3ad e o inverso, poderá haver interrupções na rede.
  • Você deve usar Link Status Only como detecção de falha de rede com balanceamento de carga de hash IP.
  • Você deve definir todos os uplinks da equipe na lista de failover Ativo. As listas Em espera e Não utilizados devem estar vazias.
  • O número de portas no Etherchannel deve ser o mesmo que o número de uplinks na equipe.

Considerações sobre o uso de rota baseada em hash IP

Considerações Descrição
Vantagens
  • Uma distribuição mais uniforme da carga em comparação com a rota baseada na porta virtual de origem e a rota baseada no hash MAC de origem, pois o comutador virtual calcula o uplink para cada pacote.
  • Uma taxa de transferência potencialmente mais alta para máquinas virtuais que se comunicam com vários endereços IP.
Desvantagens
  • Maior consumo de recursos em comparação com os outros algoritmos de balanceamento de carga.
  • O comutador virtual não está ciente da carga real dos uplinks.
  • Requer alterações na rede física.
  • Complexo para solucionar problemas.

Rota baseada na carga física da NIC

A rota baseada na carga da NIC física é baseada na rota baseada na porta virtual de origem, em que o comutador virtual verifica a carga real dos uplinks e toma medidas para reduzi-la em uplinks sobrecarregados. Disponível apenas para vSphere Distributed Switch.

O switch distribuído calcula os uplinks para máquinas virtuais usando a ID da porta e o número de uplinks na equipe da NIC. O switch distribuído testa os uplinks a cada 30 segundos e, se a carga exceder 75% do uso, a ID da porta da máquina virtual com a maior E/S será movida para um uplink diferente.

Tabela 3. Considerações sobre o uso de rota com base na carga física da NIC
Considerações Descrição
Vantagens
  • Baixo consumo de recursos porque o comutador distribuído calcula os uplinks para máquinas virtuais apenas uma vez e a verificação dos uplinks tem um impacto mínimo.
  • O switch distribuído está ciente da carga de uplinks e toma o cuidado de reduzi-la, se necessário.
  • Nenhuma alteração no comutador físico é necessária.
Desvantagens
  • A largura de banda disponível para máquinas virtuais é limitada aos uplinks conectados ao comutador distribuído.

Usar ordem de failover explícita

Nenhum balanceamento de carga real está disponível com esta política. O comutador virtual sempre usa o uplink que está em primeiro lugar na lista de adaptadores ativos da ordem de failover e que passa nos critérios de detecção de failover. Se nenhum uplink na lista Ativa estiver disponível, o comutador virtual usará os uplinks da lista Em espera.