Entwurf für die Notfallwiederherstellung mit privatem ExpressRoute-Peering

ExpressRoute wurde für hohe Verfügbarkeit entwickelt, um verbindungen mit privaten Netzwerken auf Netzbetreiberniveau für Microsoft Ressourcen bereitzustellen. Das heißt, gibt es keine einzelne Fehlerquelle im ExpressRoute-Pfad im Microsoft-Netzwerk. Entwurfsüberlegungen zur Maximierung der Verfügbarkeit eines ExpressRoute-Schaltkreises finden Sie unter Entwerfen für hohe Verfügbarkeit mit ExpressRoute und Well-Architected Framework.

Allerdings konzentriert sich dieser Artikel unter Berücksichtigung von Murphys bekanntem Sprichwort (wenn etwas schiefgehen kann, dann wird es auch schiefgehen) auf Lösungen, die über Ausfälle hinausgehen, die ein einzelner ExpressRoute-Schaltkreis abdecken kann. Es untersucht Überlegungen zur Netzwerkarchitektur beim Erstellen einer robusten Back-End-Netzwerkkonnektivität für die Notfallwiederherstellung mithilfe georedundanter ExpressRoute-Schaltkreise.

Hinweis

Die in diesem Artikel beschriebenen Konzepte gelten gleichermaßen, wenn eine ExpressRoute-Leitung innerhalb oder außerhalb eine Virtual WAN erstellt wird.

Erfordernis einer redundanten Konnektivitätslösung

ExpressRoute-Peering-Standorte oder ein gesamter regionaler Dienst können an Leistung einbüßen. Ein regionaler Weitserviceausfall kann natürliche Katastrophen umfassen. Planen Sie die Notfallwiederherstellung zur Aufrechterhaltung des Geschäftsbetriebs und für unternehmenskritische Anwendungen.

Hinweis

Wenn Sie einen Entwurf für die Notfallwiederherstellung in einer zeitkritischen Situation implementieren müssen, z. B. um die Geschäftskontinuität während einer Naturkatastrophe aufrechtzuerhalten, sollten Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen:

  • Dieses Dokument enthält Anleitungen zum Implementieren eines robusten Entwurfs für die Notfallwiederherstellung für mehrere ExpressRoute-Verbindungen, die über verschiedene Peeringstandorte konfiguriert sind. In diesem Szenario wird davon ausgegangen, dass Sie über ausreichend Zeit und Ressourcen verfügen, um die ExpressRoute-Verbindung einzurichten.
  • Wenn Sie schnell einen Notfallwiederherstellungsentwurf für eine einzelne ExpressRoute-Verbindung konfigurieren müssen, die nicht georedundant ist, können Sie die folgenden Alternativen verwenden:
    • Verwenden Sie ein Site-to-Site-VPN als Sicherung für privaten Peeringdatenverkehr.
    • Verwenden Sie Internetkonnektivität als Sicherung für Microsoft-Peeringdatenverkehr.

Unabhängig davon, ob Sie Ihre unternehmenskritischen Anwendungen in einer Azure-Region, lokal oder anderswo ausführen, können Sie eine andere Azure-Region als Failoverstandort verwenden. Die folgenden Artikel behandeln die Notfallwiederherstellung aus Anwendungen und Front-End-Zugriffsperspektiven:

Wenn Sie auf die ExpressRoute-Konnektivität zwischen Ihrem lokalen Netzwerk und Microsoft setzen, müssen Sie folgendes berücksichtigen, um Notfallwiederherstellung über ExpressRoute zu planen:

Herausforderungen beim Verwenden mehrerer ExpressRoute-Verbindungen

Wenn Sie dieselbe Gruppe von Netzwerken über mehrere Verbindungen miteinander verbinden, führen Sie parallele Pfade zwischen den Netzwerken ein. Parallele Pfade können, wenn sie nicht richtig entworfen werden, zu asymmetrischem Routing führen. Wenn Sie zustandsbehaftete Entitäten (z. B. NAT, Firewall) im Pfad haben, kann asymmetrisches Routing den Datenverkehrsfluss blockieren. In der Regel werden Sie über den privaten ExpressRoute-Peeringpfad auf keine zustandsbehafteten Entitäten wie NAT oder Firewalls treffen. Daher blockiert asymmetrisches Routing über privates ExpressRoute-Peering nicht unbedingt den Datenverkehrsfluss.

Wenn Sie jedoch für Datenverkehr einen Lastenausgleich über georedundante parallele Pfade durchführen, würden Sie unabhängig davon, ob zustandsbehaftete Entitäten vorhanden sind, eine inkonsistente Netzwerkleistung feststellen. Diese georedundanten parallelen Pfade können über das gleiche Metro oder eine andere Metro auf der Seite Anbieter nach Standort gefunden werden.

Redundanz mit ExpressRoute-Verbindungen in derselben Metro

Viele Metro s verfügen über zwei ExpressRoute-Standorte. Ein Beispiel hierfür ist Amsterdam und Amsterdam2. Beim Entwerfen der Redundanz können Sie zwei parallele Pfade zu Azure erstellen, die beide Standorte in derselben Metro haben. Sie können dies mit demselben Anbieter tun oder sich für einen anderen Dienstanbieter entscheiden, um die Resilienz zu verbessern. Ein weiterer Vorteil dieses Entwurfs liegt darin, dass im Fall eines Anwendungs-Failovers die End-to-End-Latenz zwischen Ihren lokalen Anwendungen und Microsoft ungefähr gleich bleibt. Wenn jedoch eine Naturkatastrophe wie ein Erdbeben eintritt, ist die Konnektivität für beide Pfade möglicherweise nicht mehr verfügbar.

Redundanz mit ExpressRoute-Verbindungen in verschiedenen Metros

Wenn Sie unterschiedliche Metros für Redundanz verwenden, sollten Sie den sekundären Standort in derselben Region für die georedundante Regionauswählen. Um einen Standort außerhalb der geopolitischen Region zu wählen, müssen Sie Premium SKU für beide Verbindungen in den Parallelpfaden verwenden. Der Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass eine Naturkatastrophe, bei der es zu einem Ausfall kommt, zu beiden Verknüpfungen weitaus geringer ist, aber auf Kosten einer erhöhten End-to-End-Latenz.

Hinweis

Das Aktivieren von BFD für die ExpressRoute-Verbindungen hilft bei der schnelleren Erkennung von Verbindungsausfällen zwischen MSEE-Geräten (Microsoft Enterprise Edge) und den Kunden/Partner-Edge-Routern. Failover und Konvergenz zur redundanten Site können jedoch unter einigen Fehlerbedingungen insgesamt bis zu 180 Sekunden in Anspruch nehmen, und während dieser Zeit können eine höhere Wartezeit oder Leistungsbeeinträchtigung auftreten.

In den folgenden Abschnitten werden Herausforderungen behandelt, die beim Konfigurieren von georedundanten Pfaden auftreten können.

Überlegungen zu kleinen bis mittelgroßen lokalen Netzwerken

Betrachten Sie das Beispielnetzwerk, das im folgenden Diagramm dargestellt ist. Im Beispiel wird eine georedundante ExpressRoute-Konnektivität zwischen dem lokalen Standort von Contoso und dem virtuellen Netzwerk von Contoso in einer Azure Region hergestellt. Im Diagramm gibt die durchgezogene blaue Linie den bevorzugten Pfad (über ExpressRoute 1) an, und der gepunktete Pfad stellt den Stand-by-Pfad (über ExpressRoute 2) dar.

Diagramm mit Überlegungen für kleine bis mittelgroße lokale Netzwerke.

Wenn Sie Routen standardmäßig identisch über alle ExpressRoute-Pfade ankündigen, werden lokale, lokale gebundene Datenverkehr von Azure über maximal 4 ExpressRoute-Leitungen mit ECMP-Routing (Equal-Cost Multi-Path) verteilt.

Bei georedundanten ExpressRoute-Schaltkreisen müssen Sie jedoch unterschiedliche Netzwerkleistung in verschiedenen Netzwerkpfaden berücksichtigen, insbesondere die Netzwerklatenz. Um eine konsistentere Netzwerkleistung während des normalen Betriebs zu erzielen, sollten Sie den ExpressRoute-Schaltkreis bevorzugen, der die minimale Latenz bietet.

Sie können Azure so beeinflussen, dass eine ExpressRoute-Verbindung einer anderen vorgezogen wird, indem Sie eine der folgenden Techniken verwenden (in der Reihenfolge ihrer Effektivität):

  • Ankündigen der spezifischeren Route vor der bevorzugten ExpressRoute-Leitung im Vergleich zu anderen ExpressRoute-Leitungen
  • Konfigurieren einer höheren Verbindungsgewichtung für die Verbindung, die das virtuelle Netzwerk mit der bevorzugten ExpressRoute-Verbindung verbindet
  • Ankündigen der Routen über weniger bevorzugte ExpressRoute-Verbindungen mit einem längeren AS-Pfad (Voranstellen des AS-Pfads)

Spezifischere Route

Die folgende Abbildung veranschaulicht die Beeinflussung der ExpressRoute-Pfadauswahl durch eine spezifischere Routenankündigung. Im dargestellten Beispiel wird der lokale /24-IP-Bereich von Contoso als zwei /25-Adressbereiche über den bevorzugten Pfad (ExpressRoute 1) und als /24 über den Standbypfad (ExpressRoute 2) angekündigt.

Diagramm: Einfluss auf die Pfadauswahl mithilfe von spezifischeren Routen.

Da /25 im Vergleich zu /24 spezifischer ist, würde Azure den für 10.1.11.11.0/24 bestimmten Datenverkehr im Normalzustand über ExpressRoute 1 senden. Wenn beide Verbindungen von ExpressRoute 1 unterbrochen werden, würde das virtuelle Netzwerk die 10.1.11.11.0/24-Routenankündigung nur über ExpressRoute 2 erkennen. Daher wird in diesem Fehlerzustand die Standbyleitung verwendet.

Verbindungsgewichtung

Der folgende Screenshot zeigt das Konfigurieren der Gewichtung einer ExpressRoute-Verbindung über das Azure-Portal.

Screenshot: Konfigurieren der Verbindungsgewichtung über das Azure-Portal.

Die folgende Abbildung veranschaulicht die Beeinflussung der ExpressRoute-Pfadauswahl durch eine Verbindungsgewichtung. Die Standardverbindungsgewichtung ist 0. Im folgenden Beispiel wird die Gewichtung der Verbindung für ExpressRoute 1 als 100 konfiguriert. Wenn ein virtuelles Netzwerk ein Routenpräfix empfängt, das über mehrere ExpressRoute-Leitungen angekündigt wird, bevorzugt das virtuelle Netzwerk die Verbindung mit der höchsten Gewichtung.

Diagramm: Einfluss auf die Pfadauswahl mithilfe von Verbindungsgewichtung.

Wenn beide Verbindungen von ExpressRoute 1 unterbrochen werden, würde das virtuelle Netzwerk die 10.1.11.11.0/24-Routenankündigung nur über ExpressRoute 2 erkennen. Daher wird in diesem Fehlerzustand die Standbyleitung verwendet.

Vorangestellter AS-Pfad

Die folgende Abbildung veranschaulicht die Beeinflussung der ExpressRoute-Pfadauswahl durch einen vorangestellten AS-Pfad. In der Abbildung gibt die Routenankündigung über ExpressRoute 1 das Standardverhalten von eBGP an. Für die Ankündigung der Route über ExpressRoute 2 wird die ASN des lokalen Netzwerks außerdem dem AS-Pfad der Route vorangestellt. Wenn die gleiche Route über mehrere ExpressRoute-Leitungen empfangen wird, würde das virtuelle Netzwerk über das eBGP-Routenauswahlverfahren die Route mit dem kürzesten AS-Pfad bevorzugen.

Diagramm: Einfluss auf die Pfadauswahl durch AS-Pfadvoranstellung.

Wenn beide Verbindungen von ExpressRoute 1 ausfallen, würde das virtuelle Netzwerk die 10.1.11.11.0/24-Routenankündigung nur über ExpressRoute 2 erkennen. Folglich würde der längere AS-Pfad irrelevant werden. Aus diesem Grund würde die Standbyverbindung in diesem Fehlerzustand verwendet.

Wenn Sie Azure mithilfe einer dieser Techniken so beeinflussen, dass eine Ihrer ExpressRoute-Verbindungen gegenüber anderen bevorzugt wird, müssen Sie außerdem sicherstellen, dass auch das lokale Netzwerk den gleichen ExpressRoute-Pfad für Azure-gebundenen Datenverkehr bevorzugt, um asymmetrische Datenflüsse zu vermeiden. In der Regel wird der Wert für die lokale Einstellung verwendet, um das lokale Netzwerk so zu beeinflussen, dass es eine ExpressRoute-Verbindung gegenüber anderen bevorzugt. Die lokale Einstellung ist eine interne BGP-Metrik (iBGP). Die BGP-Route mit dem höchsten Wert für die lokale Einstellung wird bevorzugt.

Wichtig

Wenn Sie bestimmte ExpressRoute-Verbindungen als Standby verwenden, müssen Sie diese aktiv verwalten und den Failovervorgang in regelmäßigen Abständen testen.

Großes verteiltes Unternehmensnetzwerk

Wenn Sie über ein großes verteiltes Unternehmensnetzwerk verfügen, verwenden Sie wahrscheinlich mehrere ExpressRoute-Verbindungen. In diesem Abschnitt wird gezeigt, wie Sie die Notfallwiederherstellung mithilfe von aktiven ExpressRoute-Schaltkreisen entwerfen, ohne dass ein anderer Stand-by-Schaltkreis erforderlich ist.

Betrachten Sie das beispiel, das im folgenden Diagramm dargestellt ist. Im Beispiel verfügt Contoso über zwei lokale Standorte, die mit zwei Contoso IaaS-Bereitstellungen in zwei verschiedenen Azure Regionen über ExpressRoute-Schaltkreise an zwei verschiedenen Peeringstandorten verbunden sind.

Diagramm: Überlegungen zu großen verteilten lokalen Netzwerken.

Die Art und Weise, wie Sie Ihre Disaster-Recovery-Architektur gestalten, beeinflusst, wie der Datenverkehr zwischen Regionen und Standorten (Region1/Region2 zu Standort2/Standort1) weitergeleitet wird. Betrachten Sie zwei Disaster-Recovery-Architekturen, die den Datenverkehr zwischen Regionen und Standorten unterschiedlich weiterleiten.

Szenario 1

Im ersten Szenario entwerfen Sie die Notfallwiederherstellung so, dass der gesamte Datenverkehr zwischen einer Azure Region und einem lokalen Netzwerk über den lokalen ExpressRoute-Schaltkreis im stabilen Zustand fließt. Wenn der lokale ExpressRoute-Schaltkreis fehlschlägt, verarbeitet der Remote-ExpressRoute-Schaltkreis alle Datenverkehrsflüsse zwischen Azure und dem lokalen Netzwerk.

Szenario 1 wird in der folgenden Abbildung gezeigt. In der Abbildung geben grüne Linien Pfade für den Datenverkehrsfluss zwischen VNet1 und lokalen Netzwerken an. Die blauen Linien geben Pfade für den Datenverkehrsfluss zwischen VNet2 und lokalen Netzwerken an. Durchgehende Linien zeigen den gewünschten Pfad im stabilen Zustand an, und die gestrichelten Linien zeigen den Datenverkehrspfad beim Ausfall der entsprechenden ExpressRoute-Verbindung an, die den stabilen Datenverkehrsfluss übernimmt.

Diagramm: Datenverkehrsfluss für das erste Szenario.

Sie können das Szenario entwerfen, indem Sie mithilfe der Verbindungsgewichtung VNets dazu veranlassen, für Datenverkehr, der für das lokale Netzwerk bestimmt ist, die Verbindung über den lokalen ExpressRoute-Peeringstandort zu bevorzugen. Um die Lösung zu vervollständigen, müssen Sie symmetrischen umgekehrten Datenverkehr sicherstellen. Sie können die Local Preference für die iBGP-Sitzung zwischen Ihren BGP-Routern (auf denen die ExpressRoute-Leitungen auf der On-Premises-Seite enden) verwenden, um eine ExpressRoute-Leitung zu bevorzugen. Die Lösung wird in der folgenden Abbildung dargestellt.

Diagramm: Aktiv/Aktiv-ExpressRoute-Verbindungen: Lösung 1.

Szenario 2

Szenario 2 wird in der folgenden Abbildung dargestellt. In der Abbildung geben grüne Linien Pfade für den Datenverkehrsfluss zwischen VNet1 und lokalen Netzwerken an. Die blauen Linien geben Pfade für den Datenverkehrsfluss zwischen VNet2 und lokalen Netzwerken an. Im stabilen Zustand (durchgezogene Linien in der Abbildung) fließt der gesamte Datenverkehr zwischen VNets und lokalen Standorten größtenteils über einen Microsoft-Backbone und durchläuft die Verbindung zwischen lokalen Standorten nur im Fehlerzustand (gestrichelte Linien im Diagramm) einer ExpressRoute-Verbindung.

Diagramm: Datenverkehrsfluss für das zweite Szenario.

Die Lösung wird in der folgenden Abbildung dargestellt. Wie dargestellt, können Sie das Szenario entweder mithilfe einer spezifischeren Route (Option 1) oder durch AS-Path-Prepending (Option 2) realisieren, um die Pfadauswahl für das virtuelle Netzwerk zu beeinflussen. Um die Netzwerkroute im lokalen Netzwerk für den an Azure gebundenen Datenverkehr zu beeinflussen, müssen Sie die Verbindung zwischen dem lokalen Standort als weniger bevorzugt konfigurieren. Wie Sie die Verbindung als bevorzugt konfigurieren, hängt vom Routingprotokoll ab, das innerhalb des lokalen Netzwerks verwendet wird. Sie können die lokale Einstellung mit iBGP oder die Metrik mit IGP (OSPF oder IS-IS) verwenden.

Diagramm: Aktiv/Aktiv-ExpressRoute-Verbindungen: Lösung 2.

Wichtig

Wenn eine oder mehrere ExpressRoute-Verbindungen mit mehreren virtuellen Netzwerken verbunden sind, kann der Datenverkehr von virtuellen Netzwerken mit anderen virtuellen Netzwerken über ExpressRoute weitergeleitet werden. Dies ist wird jedoch nicht empfohlen. Wenn Sie Konnektivität zwischen virtuellen Netzwerken ermöglichen möchten, konfigurieren Sie das Peering virtueller Netzwerke.

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In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie die Notfallwiederherstellung der privaten Peeringverbindung des ExpressRoute-Schaltkreises entwerfen. Die folgenden Artikel behandeln die Notfallwiederherstellung aus Anwendungen und Front-End-Zugriffsperspektiven:

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