多寬帶環(huán)境下負(fù)載均衡和備份技術(shù)

2019-11-03 09:00:17

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供稿：網(wǎng)友

江河水

　　目前，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的飛速發(fā)展，寬帶城域網(wǎng)，寬帶廣域網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，百兆、千兆，甚至萬兆局域網(wǎng)的以太網(wǎng)也正在逐漸普及。在這一背景下，一些對帶寬、線路穩(wěn)定性有特殊要求的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（如企業(yè)網(wǎng)，大規(guī)模網(wǎng)吧，校園網(wǎng)，小區(qū)智能網(wǎng)）往往需要從運營商那里申請多條寬帶線路，以此來提高上網(wǎng)速度，于是一個非常普遍的問題就提出來:在多條寬帶線路的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如何來實現(xiàn)線路備份和負(fù)載均衡呢？

　　負(fù)載均衡策略的選擇

　　解決這些問題的辦法有多種方式和手段，其中最直接的便是通過路由器的提供的特性來解決，當(dāng)前大多數(shù)交換機廠商的3層接入交換機都可以通過相關(guān)協(xié)議的配置來實現(xiàn)以下策略，我們在下面將一一討論這些策略。

　　基于線路的均衡策略

　　可以針對不同的線路端口設(shè)置不同的優(yōu)先級來實現(xiàn)線路的負(fù)載均衡。例如，在Internet上有很多的游戲服務(wù)器，而每個服務(wù)器所走的線路也是不一樣的，這時便可以利用交換機上提供的優(yōu)先線路策略了。注意：在優(yōu)先線路策略中，如果這個線路斷開了（如路由協(xié)議超時仍沒收到Hello包，或者端口狀態(tài)down掉），交換機就會根據(jù)路由配置的優(yōu)先級選擇策略自動選出一條線路然后切換過去。

　　基于帶寬和訪問目的均衡策略

　　設(shè)置基于帶寬和訪問的目的地址的負(fù)載均衡，這是交換機的缺省負(fù)載均衡策略。它可以連接到交換機上的不同寬帶線路，根據(jù)不同的帶寬和訪問的目的地址作為優(yōu)先級的依據(jù)，來實現(xiàn)負(fù)載均衡功能。

　　帶寬和源均衡策略

　　設(shè)置基于帶寬和源地址的負(fù)載均衡策略。在有些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可能會有這樣一種需求：根據(jù)ip地址來優(yōu)先選取是走電信線路，還是走網(wǎng)通線路，而且相互備份，即如果電信線路出現(xiàn)了故障，原先走電信線路的PC可以優(yōu)先走到網(wǎng)通線路。

　　分組均衡策略

　　可以為內(nèi)部的PC進行合理分組，設(shè)置不同的分組走不同寬帶線路的策略。例如，在企業(yè)網(wǎng)中設(shè)置了VIP區(qū)和普通用戶區(qū)。VIP區(qū)走線路速度比較快的光纖，普通用戶區(qū)走線路速度相對慢一些的ADSL，來實現(xiàn)不同分組走不同寬帶線路的目的。

　　負(fù)載均衡的實現(xiàn)

　　現(xiàn)有我們討論在接入交換機上實現(xiàn)負(fù)載均衡配置的幾種常用路由技術(shù)以及他們在均衡性能上的優(yōu)劣比較：

　　RIP實現(xiàn)負(fù)載均衡

　　RIP在負(fù)載均衡明顯不足的關(guān)鍵是其缺乏動態(tài)負(fù)載均衡能力。下圖顯示了一臺具有兩條至另一臺路由器串行鏈接的情況。理想情況下，圖中的路由器會盡可能平等地在兩條串行鏈接中分配流量。這會使兩條鏈路上的擁塞最小，并優(yōu)化性能。

　　不幸的是，RIP不能進行這樣的動態(tài)負(fù)載均衡。它會使用首先知道的一條物理鏈路。它會在這條鏈接上轉(zhuǎn)發(fā)所有的報文，即使在第二條鏈接可用的情況下也是如此。改變這種情況的惟一方式是圖中的路由器接收到一個路由更新通知它到任何一個目的地的度量發(fā)生了變化。如果更新指出到目的地的第二條鏈路具有最低的耗費，它就會停止使用第一條鏈路而使用第二條鏈路。

　　RIP適用于相對小的自治系統(tǒng)。它的跳數(shù)限制為15跳,這樣網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹睆阶畲笫?5跳。如果你要建造的網(wǎng)絡(luò)具有很多特性但又不是非常小，那么RIP可能不是正確的選擇。

　　OSPF實現(xiàn)負(fù)載均衡

　　路由負(fù)載均衡能力較弱。OSPF雖然能根據(jù)接口的速率、連接可靠性等信息，自動生成接口路由優(yōu)先級，但通往同一目的的不同優(yōu)先級路由，OSPF只選擇優(yōu)先級較高的轉(zhuǎn)發(fā)，不同優(yōu)先級的路由，不能實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。只有相同優(yōu)先級的，才能達(dá)到負(fù)載均衡的目的。

　　EIGRP實現(xiàn)負(fù)載均衡

　　EIGRP在負(fù)載均衡上與OSPF實現(xiàn)相比優(yōu)先級確定更為智能，它可以根據(jù)優(yōu)先級不同，自動匹配流量。去往同一目的的路由表項，可根據(jù)接口的速率、連接質(zhì)量、可靠性等屬性，自動生成路由優(yōu)先級，報文發(fā)送時可根據(jù)這些信息自動匹配接口的流量，達(dá)到幾個接口負(fù)載分擔(dān)的目的。唯一可惜這只是CISCO的私有協(xié)議。

　　多設(shè)備多線路的線路備份

　　VRRP熱備份協(xié)議是RFC中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)線路備份和負(fù)載均衡協(xié)議(CISCO有一個相對應(yīng)的協(xié)議叫 HSRP協(xié)議)。若用戶有2臺交換機，便可以設(shè)置2個VRRP組，每個組都有一個虛擬的IP地址；內(nèi)部的PC也分為兩個組，這兩個組設(shè)置的缺省IP地址分別是2個VRRP組的虛擬的IP地址。然后，在2臺交換機上設(shè)置不同的線路優(yōu)先級，這樣便可以實現(xiàn)內(nèi)部不同的分組，從不同的交換機上不同的寬帶出口去訪問Internet了。

　　根據(jù)VRRP協(xié)議，兩臺以上的交換機會選出一臺做主交換機Master，Master在缺省時間內(nèi)（1秒鐘）會向其他備份交換機發(fā)出一個廣播報文：“hello”報文，向其他備份交換機說明自己工作正常，如果備份交換機很長時間（RFC規(guī)定是3倍的廣播加一個偏移值）內(nèi)收不到這個廣播報文，就開始由沉默轉(zhuǎn)為活躍，自己向發(fā)出hello廣播報文，并在hello報文中附帶自己的優(yōu)先級，這樣許多備份交換機通過比較彼此的優(yōu)先級重新選舉出一個新的Master來負(fù)責(zé)缺省路由的職能，這樣VRRP協(xié)議便可以自動地進行切換，實現(xiàn)備份的目的。

　　在VRRP協(xié)議中，還有一個監(jiān)控線路的功能（Track）。比如，可以監(jiān)控出口的寬帶，如果遠(yuǎn)方線路斷開了，這時Master就可以自動地把自己的VRRP優(yōu)先級別降低，它的hello廣播報文中攜帶的優(yōu)先級也相應(yīng)降低，這時如果備用路由器的優(yōu)先級比它高，那么線路便很快的切換到這臺交換機上去了。

摘自賽迪網(wǎng)

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