ゲートウェイはコアで設定しなければならないのか?さまざまなアーキテクチャにおけるゲートウェイ導入の完全比較
もし
不思議に思ったことがあるだろう:
アグリゲーションスイッチはVLANIFインターフェイスを扱えますか?コアをゲートウェイとして使用することは、コアに過度の負担をかけることにならないか?アクセスレイヤーにゲートウェイを置くことは安全か?
この記事を読めば、ゲートウェイをどこにどのように配置するのが適切かを判断できるようになるだろう。
01|まず明確にしよう、ゲートウェイの目的とは?
簡単に言うと ゲートウェイ サブネットの出口として機能し、他のネットワークセグメントにアクセスできるようにする。
技術的には、VLANIFインターフェイス(L3フォワーディングを有効にするためにデバイスに設定されたレイヤ3論理インターフェイス)として現れる。
このインターフェイスをホストするデバイスが、そのVLANの「ゲートウェイ」になる。
02|3つのゲートウェイ導入モデルとは?
一般的な3つのキャンパスネットワークアーキテクチャにおいて、ゲートウェイがどのように導入されているかを見てみよう:
モデル1:コアレイヤーのゲートウェイ(古典的な3レイヤー)
特徴
- すべてのVLANIFインターフェイスはコアスイッチに設定される
- アグリゲーション/アクセス層はレイヤー2フォワーディングのみを行う
適したシナリオ
- 中規模から大規模のキャンパスネットワーク
- 複数のサービス、多数のVLAN、複雑なレイヤー3ポリシー
メリット
- 統合管理のための集中ゲートウェイ
- コアのルーティングテーブルが明確なパスの可視性を提供
- コア付近のファイアウォールによる集中的なセキュリティ・ポリシーの展開
デメリット
- 南北と東西の交通はすべてコアを通過しなければならないため、高い圧力がかかる。
- コアが単一障害点となり、潜在的なボトルネックになる
モデル2:アグリゲーション・レイヤーのゲートウェイ(フラット3レイヤー)
特徴
- アグリゲーションレイヤーに設定されたVLANIFインターフェース
- アグリゲーション層はL3フォワーディングを処理し、コアはルート要約または出口接続のみを管理する
適したシナリオ
- サービスエリアが明確に定義された中規模キャンパスネットワーク
- 比較的独立した集約ゾーン(例えば、フロアやエリアごとに編成される)
メリット
- コア負荷の軽減
- アグリゲーション・レイヤーは、ローカライズされたACLとセキュリティ・ポリシーを実装することができる。
- よりフラットなネットワーク構造、拡張が容易
デメリット
- 各アグリゲーション・スイッチがルーティング・テーブルを保持するため、ルーティングが複雑になる
- アグリゲーション・レイヤー間の通信はコアを横断する必要があり、若干間接的なルーティング・パスが発生する。
モデル3アクセス層のゲートウェイ(エッジゲートウェイ)
特徴
- アクセススイッチに設置されたVLANIFインターフェース
- 各アクセス・スイッチは、レイヤ3デバイスとして機能します。
適したシナリオ
- シンプルな展開の小規模ネットワーク
- デバイスが比較的固定されており、強力な分離要件があるIoTまたは支店シナリオ
メリット
- アグリゲーション・レイヤーを必要としない、極めて簡素化されたネットワーク
- すべてのフォワーディングをローカルで完結、高効率
デメリット
- 分散した機器構成、複雑な管理
- 維持が困難な分散型セキュリティポリシー
- アクセススイッチの負荷が増加し、障害が発生しやすくなる
03|では、ゲートウェイはどこに設定すべきか?
これはネットワークの規模やビジネス要件によって異なります:
- 小規模ネットワーク(50台以下):ゲートウェイとしてのアクセス層産業用ルーター
- 中規模ネットワーク(50~500台):アグリゲーション・レイヤー・ゲートウェイ
- 大規模ネットワーク(500台以上):コア層ゲートウェイ
04|「ハイブリッド展開」は可能か?
そうだ。現実のプロジェクトの多くは「混合」アプローチを採用している:
- ほとんどのVLANIFインターフェイスは、集中管理のためにコアに配置されています。
- 特定の特殊なネットワーク(監視カメラやセキュリティシステムなど)は、アグリゲーションレイヤーやアクセスレイヤーに配置され、ローカルな分離と転送を行う。
- バーチャルゲートウェイ(SVI)+DHCPリレーを使用して分散配置されたワイヤレスコントローラとDHCPサーバー
重要なのは、ビジネスのトラフィック・パターンとネットワーク・フロー構造を考慮することだ。
05|実践的な配備のすすめ
- コアレイヤー・ゲートウェイはうまく機能するが、信頼性の高いデバイス+明確なルーティング+十分なリソースが必要
- アグリゲーション・レイヤー・ゲートウェイを使用する場合、各アグリゲーション・スイッチは自身のVLANのみを管理し、クロスリージョンの混在を避ける必要があります。
- アクセス・レイヤー・ゲートウェイは、小規模/独立セグメント/ブランチ・ノードのシナリオに推奨される。
- ゲートウェイの冗長化を実施する場合は、高可用性のためにVRRPまたはHVRRPを使用することを忘れないでください。
最終的な感想
ゲートウェイの配置は恣意的に決められるものではない。
ネットワーク・アーキテクチャ全体が合理的であること、ビジネス・トラフィックがスムーズに流れること、デバイスが負荷に耐えられること、メンテナンスが管理可能であることを保証することが含まれる。
要約すると
小規模ネットワークエッジゲートウェイ 中規模ネットワークアグリゲーションゲートウェイ 大規模ネットワークコアゲートウェイ
優れたアーキテクチャは混乱を防ぎ、拡張をサポートし、トラブルシューティングを容易にする。