仮想IPアドレスとは何ですか？

仮想IPアドレス（VIP）とは、単一の物理ネットワークインターフェースに紐付けられていないIPアドレスのことです。代わりに、デバイス間を移動したり、サービスのフロントエンドとして機能したりするため、基盤となるハードウェアが変更されてもトラフィックの流れが途切れることはありません。例えば、冗長化されたルーター間でVRRPが共有するアドレスや、負荷分散されたアプリケーションのフロントエンドアドレスなどがこれにあたります。

主なポイント

• VIPとは、特定の物理インターフェースに紐付けられていないIPアドレスのことです。
• VRRPは、アクティブなルーターとスタンバイのバックアップ間でVIPを共有します。
• ロードバランサーは、VIPをサービスの唯一のフロントエンドアドレスとして公開します。
• フェイルオーバーでは、クライアントの設定を変更することなく、VIPを正常なデバイスに移行します。
• Versa ゲートウェイでは、VLANプロファイル上でVIPを設定し、VRRPのフェイルオーバーを有効にします。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 ・ 仮想IPアドレスとVersa · よくある質問

仮想IPアドレスはなぜ重要なのでしょうか？

物理アドレスは、サービスを特定のハードウェアに紐づけます。そのハードウェアに障害が発生すると、その古いアドレスを保持しているすべてのクライアントが接続できなくなります。VIP（仮想IPアドレス）は、クライアントが使用するアドレスと、そのアドレスに応答している現在のデバイスとを切り離すため、フェイルオーバーやメンテナンス期間中に、クライアントが気付くことなく、その背後にあるハードウェアを切り替えることができます。

この分離には、2つの一般的なパターンが根底にあります。1つは「ファーストホップ冗長性」で、プライマリルーターがダウンしてもLANのゲートウェイが応答し続ける仕組みです。もう1つは「負荷分散」で、多数のバックエンドサーバーが1つのパブリックIPアドレスを共有する仕組みです。VIPがない場合、どちらのパターンでも障害が発生するたびに手動でDNSの設定変更を行う必要がありますが、VIPがあれば、フェイルオーバーは数秒で完了するルーティングテーブルの更新だけで済みます。

仮想IPアドレスとは何ですか？

VIPとは、特定のインターフェースのハードウェアに恒久的に紐付けられるのではなく、アドバタイズされるIPアドレスのことです。これは複数のデバイス上で設定されるか、複数のバックエンドをフロントエンドとして機能し、プロトコルまたはコントロールプレーンが、その時点でどのデバイスがそれを所有しているかを随時決定します。

これを実現する仕組みは2つあります。アドレス所有権方式では、VRRPなどのプロトコルによって1台のルーターがマスターとして選出されます。このルーターがVIPへの応答を担当し、万が一障害が発生した場合、バックアップが「hello」パケットの欠落を検知して、数秒以内に引き継ぎを行います。アドレスフロント方式では、ロードバランサーがVIPを単一の公開アドレスとして終端し、クライアントには見えないバックエンドのアドレス群にトラフィックを分散させます。いずれの場合も、背後にあるインフラが変化しても、クライアント向けのアドレスは安定して維持されます。

仮想IPアドレスの種類

ゲートウェイ（ファーストホップ冗長性）のVIPは、VRRPやHSRP、CARPなどの類似プロトコルを介して2台以上のルーターで共有されます。アクティブなルーターが応答し、障害発生時にはバックアップが引き継ぎ、通常はLANのデフォルトゲートウェイとして機能します。ロードバランサーのフロントエンドVIPは、ロードバランシングされたサービスの公開アドレスとして単一で機能します。ロードバランサーはこのアドレスをバックエンドサーバーのプールにマッピングし、クライアントが使用するアドレスを変更することなく、サーバーの追加や削除を行うことができます。クラスタ（フェイルオーバー）VIPは、アクティブ・スタンバイクラスタ内の、その時点でリソースを保持しているノードに紐付けられており、フェイルオーバー時にはそのリソースとともに移動します。エニーキャストVIPは、BGPを通じて複数の分散したロケーションからアドバタイズされる同一のアドレスです。ルーティングによって、どのロケーションがクライアントに応答するかが決定されます。これは、CDNやDNSルートサーバーがスケーリングする仕組みと同じです。

仮想IPアドレスとVersa

Versa SASE ゲートウェイデバイスは、VLANプロファイルのVRRP設定の一環としてVIPを設定します。VRRPを有効にすると、「仮想IPアドレス」フィールドが表示されます。このフィールドには、VLANのIPサブネットと共通のIPアドレスを指定する必要があります。また、「優先度」フィールド（範囲：1～255、デフォルト：100）があり、これによりどのルーターがVRRPのアクティブルーターになるかが決定されます。 この仮想IPアドレスは、そのLANセグメント上のホストのデフォルトゲートウェイとして機能します。アクティブなルーターに障害が発生した場合、優先順位が次に高いバックアップルーターが約3秒以内に引き継ぎます。ただし、すべてのWAN接続がダウンした場合は22秒かかります。Titan ポータルでは、SASE ゲートウェイが有効化されると、ICMPを使用してLANの到達性を追跡するIP SLAモニターが自動的に作成されます。マルチテナントゲートウェイデバイスでは、テナントごとに同様のモデルが適用されます。 詳細な手順については、「 SASE ゲートウェイデバイスの設定と有効化」および「マルチテナントゲートウェイデバイスの設定と有効化」を参照してください。

よくある質問

仮想IPアドレスと物理IPアドレスの違いは何ですか？

物理IPアドレスは、1台のデバイスの1つのインターフェースに紐付けられています。そのデバイスに障害が発生すると、そのアドレスも使用できなくなります。一方、仮想IPアドレスは論理的なものであり、複数のデバイスのいずれか、あるいはロードバランサーのバックエンドプールがその要求に応答できるため、1台のデバイスの障害があっても機能し続けます。

VRRPはフェイルオーバーの際に、仮想IPアドレスをどのように使用するのでしょうか？

VRRPは、同じ仮想IPアドレスを共有するルーター群の中から1台をマスターとして選出します。マスターはそのアドレスに対して応答し、トラフィックを転送します。もしマスターからのハローメッセージが途絶えた場合、優先順位が次に高いバックアップが数秒以内にそのアドレスを引き継ぎます。この際、クライアント側の再設定は不要です。

VIPとフローティングIPの違いは何ですか？

これらの用語は、その意味がほぼ重なっています。「フローティングIP」とは、管理者が必要に応じてインスタンス間で再割り当てを行うアドレスを指す、クラウドプラットフォームにおける一般的な名称です。「VIP」は、VRRPゲートウェイやロードバランサーを含め、デバイス間で共有または移動されるあらゆるアドレスを指す、より広義のネットワーク用語です。

1つの仮想IPアドレスで、複数の場所にいるクライアントに同時にサービスを提供することは可能ですか？

はい、エニーキャストを通じてです。BGPを介して複数のサイトから同じVIPがアドバタイズされ、ルーティングによって各クライアントは最も近いアドバタイズ元へ誘導されます。これは、VRRPやロードバランサーのVIPとは異なり、後者ではアドレスが一度に1つのサイトまたは1つのクラスターでのみアクティブになります。

Versa では、ゲートウェイの冗長化のために仮想IPアドレスをどのように設定するのですか？

SASE ゲートウェイのVLANプロファイルでVRRPを有効にすると、「仮想IPアドレス」フィールドと「優先度」フィールド（1～255、デフォルトは100）が表示されます。優先度が最も高いルーターがアクティブとなり、そのアドレスへの応答を担当します。アクティブなルーターに障害が発生した場合は、数秒以内にバックアップのルーターが自動的に引き継ぎます。

仮想IPアドレスに関する詳細

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