巧用路由技術(shù)實現(xiàn)多ISP接入鏈路的負(fù)載均衡

馬金龍　曹國?！铎?/p>

【摘要】 為了保證中小企業(yè)或部門正常的生產(chǎn)秩序，各企業(yè)出于對網(wǎng)絡(luò)出口的性能和可靠性考慮，向多個運(yùn)營商同時租用多條互聯(lián)網(wǎng)線路的情況在國內(nèi)是非常普遍的。但是，對于擁有兩條或兩條以上的互聯(lián)網(wǎng)鏈路的用戶，如何既保證多條鏈路帶寬被充分利用而不被浪費，又保證對內(nèi)對外訪問所選擇的路徑是最快速的最優(yōu)的是一個普遍存在的問題。

【關(guān)鍵詞】 等價路由 鏈路聚合 策略路由 ISP路由

一、引言

近年來，電子商務(wù)迅猛發(fā)展，正在對傳統(tǒng)的社會生產(chǎn)方式和經(jīng)濟(jì)模式起著日益深刻的影響，成為全球經(jīng)濟(jì)的重要增長點。目前隨著整個中國的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平逐漸提高，很多企業(yè)越來越意識到互聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)生存與發(fā)展的重要性，不少企業(yè)已經(jīng)有了自己的網(wǎng)站來宣傳形象和裝點門面。隨著網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)迫切尋求更加穩(wěn)定、可靠性更高的網(wǎng)絡(luò)解決方案。

為了保證企業(yè)正常的生產(chǎn)秩序，提高企業(yè)網(wǎng)出口的安全性、穩(wěn)定性成為企業(yè)信息部門工作的重點?；谝陨系恼擖c，中小企業(yè)主要采用多鏈路接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣即使其中的一條Internet鏈路或路由器發(fā)生故障，數(shù)據(jù)的傳輸仍然可以不受影響，提高了企業(yè)網(wǎng)的穩(wěn)定性，從而保證了企業(yè)正常的生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸。但是，如何解決多鏈路的負(fù)載均衡，提高鏈路的利用效率成為了中小企業(yè)面臨的一個普遍存在的問題。

二、多ISP接入鏈路解決方案

2.1 同一ISP接入商的多條鏈路解決方案

企業(yè)在同一ISP接入商申請多條鏈路主要出于網(wǎng)絡(luò)帶寬和穩(wěn)定性來考慮的。如何來充分利用多條鏈路的帶寬和提高企業(yè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性是目前企業(yè)信息部門工作人員面臨的問題。如何在不投資或少投資的情況下通過技術(shù)手段實現(xiàn)這些問題，本文給出幾個經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)實現(xiàn)方案。

方案一：等價路由技術(shù)實現(xiàn)帶寬共享，提高企業(yè)網(wǎng)穩(wěn)定性。等價路由（ECMP）即為到達(dá)同一個目的 IP 或者目的網(wǎng)段存在多條 Cost 值相等的不同路由路徑。當(dāng)設(shè)備支持等價路由時，發(fā)往該目的 IP 或者目的網(wǎng)段的三層轉(zhuǎn)發(fā)流量就可以通過不同的路徑分擔(dān)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡，并在其中某些路徑出現(xiàn)故障時，由其它路徑代替完成轉(zhuǎn)發(fā)處理，實現(xiàn)路由冗余備份功能。ECMP（Equal- CostMultipathRouting）等價多路徑，存在多條不同鏈路到達(dá)同一目的地址的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如果使用傳統(tǒng)的路由技術(shù)，發(fā)往該目的地址的數(shù)據(jù)包只能利用其中的一條鏈路，其它鏈路處于備份狀態(tài)或無效狀態(tài)，并且在動態(tài)路由環(huán)境下相互的切換需要一定時間，而等值多路徑路由協(xié)議可以在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下同時 使用多條鏈路，不僅增加了傳輸帶寬，并且可以無時延無丟包地備份失效鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。

方案二：鏈路聚合技術(shù)實現(xiàn)帶寬共享，提高企業(yè)網(wǎng)穩(wěn)定性。鏈路聚合（Link Aggregation），是指將多個物理端口捆綁在一起，成為一個邏輯端口，以實現(xiàn)流出和流入流量在各成員端口中的負(fù)荷分擔(dān)，交換機(jī)根據(jù)用戶配置的端口負(fù)荷分擔(dān)策略決定報文從哪一個成員端口發(fā)送到對端的交換機(jī)。當(dāng)交換機(jī)檢測到其中一個成員端口的鏈路發(fā)生故障時，就停止在此端口上發(fā)送報文，并根據(jù)負(fù)荷分擔(dān)策略在剩下鏈路中重新計算報文發(fā)送的端口，故障端口恢復(fù)后再次重新計算報文發(fā)送端口。鏈路聚合 在增加鏈路帶寬、實現(xiàn)鏈路傳輸彈性和冗余等方面是一項很重要的技術(shù)。如果聚合的每個鏈路都遵循不同的物理路徑，則聚合鏈路也提供冗余和容錯。通過聚合調(diào)制解調(diào)器鏈路或者數(shù)字線路，鏈路聚合可用于改善對公共網(wǎng)絡(luò)的訪問。鏈路聚合也可用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以便在吉比特以太網(wǎng)交換機(jī)之間構(gòu)建多吉比特的主干鏈路。

通過等價路由技術(shù)或鏈路聚合技術(shù)在企業(yè)出口設(shè)備和ISP接入設(shè)備上同時配置等價路由或鏈路聚合，實現(xiàn)流量的負(fù)載分擔(dān)和鏈路的冗余備份功能。

2.2 不同ISP接入商的多鏈路解決方案

企業(yè)在不同ISP接入商申請多條鏈路的情況，就需要有專門的設(shè)備來實現(xiàn)鏈路的負(fù)載均衡。例如Radware公司的LinkProof設(shè)備等。若根據(jù)公司在網(wǎng)絡(luò)上的產(chǎn)出與收益考慮，對流量的負(fù)載均衡沒有嚴(yán)格的要求，可以利用如下技術(shù)在出口設(shè)備上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的鏈路選擇。

方案一：利用策略路由實現(xiàn)根據(jù)源IP地址選擇不同ISP鏈路的功能，實現(xiàn)鏈路冗余備份和提高鏈路的帶寬利用效率的目的。

策略路由是一種比基于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由更加靈活的數(shù)據(jù)包路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。應(yīng)用了策策略路由略路由，路由器將通過路由圖決定如何對需要路由的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，路由圖決定了一個數(shù)據(jù)包的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)路由器。應(yīng)用策略路由，必須要指定策略路由使用的路由圖，并且要創(chuàng)建路由圖。一個路由圖由很多條策略組成，每個策略都定義了1 個或多個的匹配規(guī)則和對應(yīng)操作。一個接口應(yīng)用策略路由后，將對該接口接收到的所有包進(jìn)行檢查，不符合路由圖任何策略的數(shù)據(jù)包將按照通常的路由轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行處理，符合路由圖中某個策略的數(shù)據(jù)包就按照該策略中定義的操作進(jìn)行處理。策略路由可以使數(shù)據(jù)包按照用戶指定的策略進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。對于某些管理目的，如QoS需求或VPN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要求某些路由必須經(jīng)過特定的路徑，就可以使用策略路由。例如，一個策略可以指定從某個網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的數(shù)據(jù)包只能轉(zhuǎn)發(fā)到某個特定的接口。

方案二：ISP路由技術(shù)和DNS就近策略的綜合利用，實現(xiàn)鏈路冗余備份和提高鏈路的帶寬利用效率的目的。

DNS就近策略功能是可以智能的判斷訪問網(wǎng)站的用戶，然后根據(jù)不同的訪問者把域名分別解析成不同的IP地址。如訪問者是網(wǎng)通用戶，DNS策略解析服務(wù)器會把你的域名對應(yīng)的網(wǎng)通IP地址解析給這個訪問者。如果用戶是電信用戶，DNS策略解析服務(wù)器會把您域名對應(yīng)的電信IP地址解析給這個訪問者。ISP路由是將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)中的目的地址的過程。路由器是處在兩個網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的設(shè)備。路由器根據(jù)路由表中儲存的各種傳輸路徑傳輸數(shù)據(jù)包，每一個傳輸路徑即為一個路由條目路由配置。

通過以上方法，能夠通過人工調(diào)整，實現(xiàn)鏈路的高效利用。例如公司有2條不同ISP接入商的互聯(lián)網(wǎng)鏈路，一條電信，一條聯(lián)通。我們在日常監(jiān)測過程中，假如發(fā)現(xiàn)電信利用率低，聯(lián)通利用率高，我們該如何調(diào)整呢。我們可以通過方案一中的策略路由技術(shù)，增加流入電信出口的IP地址數(shù)量，降低流入聯(lián)通出口的數(shù)量，也可以通過方案二的ISP路由技術(shù)和DNS就近策略，通過指定企業(yè)網(wǎng)內(nèi)獲得聯(lián)通DNS或電信DNS的PC機(jī)數(shù)量，即增加獲得電信DNS的PC機(jī)數(shù)量，降低獲得聯(lián)通DNS的PC數(shù)量的方法，在ISP路由的作用下，實現(xiàn)兩條鏈路流量的均衡。

實現(xiàn)鏈路的冗余備份。當(dāng)聯(lián)通出口出現(xiàn)中斷，我們可以通過方案一中的策略路由技術(shù)，全部IP地址都流入電信出口的方法實現(xiàn)鏈路冗余備份，保證企業(yè)的正常生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳送，也可以通過方案二的ISP路由技術(shù)和DNS就近策略，通過指定企業(yè)網(wǎng)內(nèi)PC全部獲得電信的DNS，在ISP路由的作用下，實現(xiàn)兩條鏈路冗余備份的目的。

三、結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，使人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴程度加大，對網(wǎng)絡(luò)的破壞造成的損失和混亂會比以往任何時候都大。這也就使得需要對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定做更高的要求，也使得網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、安全性的地位將越來越重要，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必然會隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展而不斷發(fā)展。針對于中小企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)的出口來說，在投資和產(chǎn)出不對應(yīng)的情況下，需要我們技術(shù)人員利用更加靈活的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，來保證企業(yè)辦公、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，暢通。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] [美]Jeff Doyle 著. TCP/IP路由技術(shù). 人民郵電出版社

[2] 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理雜志社 著. 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理，電子工業(yè)出版社

[3] [美]Zaheer Aziz，Johnson Liu，Abe Martey 著. 孫余強(qiáng) 譯. IP路由協(xié)議疑難解析. 人民郵電出版社endprint