iDCの鉄板ネットワーク設計

“落ちないIP”を実現するために

現在では、冗長化や仮想化などの技術を用いてITシステムの可用性を高める試みが、数多く提供されています。特に、日本のインターネット環境においては、サーバー機の冗長化に加えてネットワークの冗長化に取り組むことによって、サービスが停止している時間が格段に少なくなりました。日本は、この数年間で世界でトップ・クラスのネットワーク・インフラを持つまでになりました。

国内では、誰もがその最高峰のネットワーク・インフラを使っています。さまざまな企業が、メールやWebサイトの用途にとどまらず、販売／宣伝や動画配信などの業務用途で利用しています。さらに、業務アプリケーション・ソフトや携帯端末の進化もあいまって、現在のネットワークはあらゆる業務ニーズに応えられるようになっています。

ネットワーク基盤に対して100％に限りなく近い稼働率を求めるのであれば、事業者が運営するデータセンター（iDC）を利用するのが普通です。本記事の第1回では、“落ちないIP”（停止時間がほとんどないIPネットワーク）の実現を目的に掲げ、iDCが採用しているネットワーク冗長化の仕組み、VLAN（仮想LAN）設計、具体的なラック内の機器設計方法について解説します。

ルーター冗長化プロトコルで2重化する

iDC各社のサービス・メニューを利用者の立場で見てみると、さまざまな回線を低コストで利用できることが分かります。比較的安価なサービスでも、上流に位置するネットワークとの接続回線部分は2重化されているのが普通です。

大手の主要iDCでは、ルーター冗長化プロトコルのVRRP（Virtual Router Redundancy Protocol、RFC2338）やHSRP（Hot Standby Routing Protocol、米Cisco Systems仕様）を用いて、ルーターとネットワーク回線を2重化しています（ルーター同士は通常、「/30」（IPアドレス4個）などの小さなネットワークで結びます）。

冗長回線を利用するためには、iDCからの冗長回線を接続するための設備を用意し、ラックに設置しなければなりません。基本的には、レイヤー3スイッチ（L3SW）と呼ばれるIPルーティング機能を持ったスイッチ機器を2台用意し、この2台でVRRP/HSRP構成を作り、仮想IP（VIP）で運用する必要があります。

図1-Aを参照してください。ラックとiDCは、このように接続されます。実際の結線は図1-Bの通りです。ラック側とiDC側で合計4台のL3SWを、2本の結線で結びます。

iDC側では、冗長化する「iDCSW-A」と「iDCSW-B」の2台のルーターにおいて、実IP-Aと実IP-Bのインタフェース上で仮想IP（iDC-VIP）を作ります（図1-C）。こうすることで、iDCSW-Aに障害が発生してスタンバイ・ルーターのiDCSW-Bに切り替わっても、同一の仮想IP（iDC-VIP）のまま通信を継続できます。

こうして作ったiDC側の“落ちないIP”に対応して、ラック側（顧客ネットワークの最上位）に用意するL3SWも、同じように“落ちないIP”を用意します（Cust-VIP）。iDC側とラック側で互いに仮想IP（iDC-VIPとCust-VIP）を使って経路交換を行うことで、通信を実現しています。

物理的には、ルーターと回線が2系統あるため2本の結線となりますが、論理ネットワーク的には、それぞれの仮想IPアドレスであるiDC-VIPとCust-VIPが1対1で、互いをデフォルト・ゲートウエイとして通信することになります。

ここまで説明してきた“落ちないIP”とは、2台の冗長化されたL3SWによって作り出される仮想IP（VIP）のことを指します。

次ページからは、iDCでラックを運用する際の必須事項とも言えるVLAN構成について簡単に紹介するとともに、ファイア・ウォール（FW）機器や負荷分散装置（ロード・バランサ、LB）による冗長構成について解説します。