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Windows Server 2022 – wie Sie einen Lastenausgleich erreichen
Ein NLB-Cluster (Network Load Balancing) ermöglicht die gleichmäßige Verteilung von Arbeitslasten im hauseigenen Rechenzentrum über diverse Server. Dieses System eignet sich besonders für Dienste wie RDP oder Webserver. Alternativ können Sie auch den Ansatz des DNS Round Robin in Betracht ziehen. Wichtige Informationen zum Thema Lastenausgleich und Windows Server 2022 finden Sie in diesem Blogartikel.
Lastenverteilung via NLB-Cluster – darum geht es
Bei der Integration mehrerer Server in einen NLB-Cluster verbinden sich die Benutzer zunächst mit dem Cluster selbst. Anschließend werden sie an den entsprechenden Server weitergeleitet, der für die Bearbeitung ihrer Anfragen zuständig ist. Dies können sowohl virtuelle als auch physische Server sein.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, DNS Round Robin zu verwenden. Wird parallel Microsoft Azure genutzt, kann auch der Azure Load Balancer von Vorteil sein. Dienste wie Azure Load Balancer, Application Gateway, Front Door und Traffic Manager bieten optimale Lastverteilungslösungen in Cloud- und Hybridumgebungen.
NLB-Cluster – die Grundlagen im Überblick
Ein NLB-Cluster kann bis zu 32 Server unterstützen. Dies ermöglicht die Skalierung verschiedener TCP-basierter Dienste. NLB-Cluster sind in der Lage, mehrere Anfragen von einem einzelnen Client an verschiedene oder identische Knoten weiterzuleiten. Für eine flexible Skalierung können dem Cluster jederzeit zusätzliche Hosts hinzugefügt oder nicht mehr benötigte Server entfernt werden. Ein herausragendes Merkmal des NLB-Clusters in Windows Server 2022 ist seine benutzerfreundliche Handhabung.
Um einen Host erfolgreich in einen NLB-Cluster einzubinden, muss das IP-Forwarding für diesen Host aktiviert werden. Dies kann zum Beispiel über die Befehlszeile erfolgen. Durch Aktivieren dieser Option wird sichergestellt, dass Server IP-Pakete weiterleiten können, wenn sie diese nicht selbst verarbeiten. Um einem NLB-Cluster beizutreten, ist es erforderlich, das Feature „Netzwerklastenausgleich“ zu installieren. Dies kann über den Server-Manager, die PowerShell oder das Windows Admin Center erfolgen. Es ist wichtig, dieses Feature auf jedem Host zu aktivieren, der dem Cluster beitreten soll.
Im DNS-System besteht die Möglichkeit, einen Host-A-Eintrag hinzuzufügen, der sowohl den Namen als auch die IP-Adresse des NLB-Clusters repräsentiert. Benutzer stellen über diesen Namen eine Verbindung zum Cluster her, und die Knoten leiten die Anfragen entsprechend weiter.
NLB-Cluster erstellen – so gehen Sie vor
Das Einrichten des Clusters wird über den „Netzwerklastausgleich-Manager“ vorgenommen. Hier kann man durch die Option „Neuer Cluster“ ein frisches NLB-Cluster aufsetzen. Mit dem Button „Verbinden“ wird der erste Knoten anschließend integriert.
Sobald eine Verbindung zum ersten Knoten hergestellt wurde, beginnt die Cluster-Konfiguration. Hierbei werden Details wie die IP-Adresse und der Cluster-Name festgelegt. Zudem wird entschieden, ob der Betriebsmodus „Unicast“, „Multicast“ oder „IGMP-Multicast“ verwendet werden soll. In den meisten Situationen ist „Unicast“ ausreichend. Sollten jedoch Verbindungsprobleme bei den Clients auftreten, kann man die Einstellungen später auf „Multicast“ oder „IGMP-Multicast“ umstellen. Bei „Unicast“ nutzen alle Hosts dieselbe MAC-Adresse des Clusters.
Wählt man „Multicast“, behält der Host seine ursprüngliche MAC-Adresse und die MAC-Adresse des Clusters wird zusätzlich ergänzt. Im folgenden Schritt können Zugriffsregeln festgelegt werden, die bestimmen, wie Clients auf die verschiedenen Hosts zugreifen. Nach Abschluss dieser Einstellungen können zusätzliche Hosts über die Option „Host dem Cluster hinzufügen“ integriert werden. Auf ähnliche Weise können Knoten auch später zum NLB-Cluster hinzugefügt oder daraus entfernt werden.
DNS Round Robin – eine denkbare Alternative
Neben dem NLB-Cluster bietet DNS Round Robin eine weitere Methode, um Lastenausgleich in Netzwerken zu gewährleisten. Anstatt eines Clusters werden hier spezifische DNS-Einträge verwendet, die Benutzer nach einer Anfrage an den DNS-Server zu verschiedenen Clients leiten. Das Besondere an DNS Round Robin ist, dass die DNS-Antworten in einem rotierenden Muster geändert werden.
Bei dieser Methode wird im DNS für jeden Server ein einheitlicher Eintrag mit demselben Namen, aber der spezifischen IP-Adresse des jeweiligen Hosts angelegt. Wenn Clients den DNS-Server nach der IP-Adresse eines Namens fragen, antwortet dieser mit der nächsten IP in der Liste. Hierbei wird jedoch nicht die Auslastung des jeweiligen Hosts berücksichtigt. Stattdessen rotiert der DNS-Server die IP-Adressen in seinen Antworten, sodass Clients sich sukzessive mit unterschiedlichen Hosts verbinden.
Vereinfacht gesagt, wenn Clients nach der IP-Adresse für den Eintrag “Nlb.joos.int” fragen, erhalten sie eine Liste aller zugehörigen IP-Adressen, wobei die Reihenfolge ständig variiert. So stellen Clients immer wieder Verbindungen zu verschiedenen Hosts her. Dabei versucht DNS, Verbindungen vorzugsweise zu Hosts im gleichen oder einem benachbarten Subnetz herzustellen.
Jeder Host behält bei der Nutzung von DNS Round Robin seinen individuellen Host-A-Eintrag. Parallel dazu wird, ähnlich wie beim NLB, für jeden Host ein zusätzlicher Eintrag mit demselben Namen, aber unterschiedlichen IP-Adressen erstellt. Nach Abschluss der Konfiguration gibt es im DNS sowohl individuelle Einträge für jeden Server als auch einen gemeinsamen Namenseintrag, der die spezifische IP-Adresse des jeweiligen Hosts verwendet.
Um Round Robin im DNS-Server zu aktivieren, muss in den Servereigenschaften im DNS-Management unter “Erweitert” die Option “Round Robin aktivieren” ausgewählt werden. Sollte diese Funktion für bestimmte Recordtypen deaktiviert werden, kann dies über die Registry eingestellt werden. Hierfür wird unter “HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\DNS\Parameters” ein REG_SZ-Wert namens “DoNotRoundRobinTypes” hinzugefügt, wobei die nicht zu verwendenden Recordtypen als Werte eingetragen werden.
Lastenausgleich – weitere Werkzeuge in der Übersicht
In Netzwerkumgebungen, die sowohl lokale als auch Azure-basierte Dienste nutzen, spielt der Azure Load Balancer eine zentrale Rolle. Er verteilt effizient die Arbeitslast von Clients, die auf Azure-Dienste zugreifen.
Der Azure Load Balancer agiert auf der Layer 4 des OSI-Modells und dient als Zugangspunkt für Clients, die mit den verbundenen Anwendungen interagieren. Dabei können sowohl interne als auch externe Lastausgleiche durchgeführt werden. Detaillierte Informationen zur Einrichtung finden Sie im Abschnitt “Azure Load Balancer-Komponenten”.
Zusätzlich bietet Microsoft in Azure das Application Gateway an, das auf Layer 7 operiert, sowie regionale Load-Balancing-Funktionen. Azure Front Door ermöglicht einen weltweiten Lastenausgleich, während der Traffic Manager DNS-basierte Lastausgleiche durchführt.
Wenn Sie im Azure-Portal nach “Lastenausgleich” suchen, wird Ihnen ein Auswahl-Assistent angezeigt. Dieser hilft Ihnen dabei, den optimalen Loadbalancer zu konfigurieren, um je nach Bedarf lokale oder globale Dienste effizient zu erreichen.
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