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出向链路负载均衡之协议分流

简介:
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在之前的文章《出向链路负载也需要智能DNS解析》中介绍了通过控制DNS解析实现运营商地址分布均衡进而达到链路流量均衡,在很多网络环境中可以实现保证访问速度的同时,各链路流量也达到均衡分配。但在一些链路环境下,通过目的地址匹配加DNS控制的方式却无法达到这样的效果,尤其在一些高校环境下。其一,用户网络不适合DNS轮询,用户的内网地址为教育网公网地址,DNS也使用教育网地址,如果强行做DNS轮询将会导致教育网的一些域名无法解析;其二,一些网络的链路环境本身不适合,除了同运营商多条链路的环境,还有一些极度不均衡的链路环境,如某校园网,200M联通、200M移动、200M教育网三条链路,由于移动网络与教育网内数据资源少,即使用户完全使用教育网或移动的DNS,联通链路依然是最先被占满的。
针对这样的链路环境本文介绍另外一种出向链路负载均衡的策略:按四层协议分配流量。
使用四层协议分流的原因是TCP和UDP的所承载的应用协议有很大不同,不同的应用对网络的要求也不同。在一个网络中如果打开大多数网站的延迟超过3秒,你可以说这个网络很慢,但此时该网络带宽的利用率可能只有10%,造成访问慢的原因是网络延迟而非带宽,可见http对网络延迟很敏感;在同样的网络打开迅雷下载,会发下载速度很高,这说明迅雷对带宽敏感,但对延迟毫无感觉。对于网络用户,网络的访问感受往往来自于http、邮件等基于tcp的应用,而在P2P大行其道的当今网络,UDP流量往往高于TCP流量很多,针对这样的特点我们可以使用协议分流的方式,实现兼顾访问速度和链路流量均衡的链路负载,即TCP协议流量按照目的地址匹配的方式选择链路,UDP流量通过加权轮询的方式将流量按比例分配到各出口链路。UDP加权轮询保证了各链路负载均衡,不发生拥堵,TCP按目的地址选路实现网络的最快访问。下面介绍以下拓扑案例的配置方法:
 

 

 

1、配置链路负载均衡设备的接口IP地址,静态/动态路由等常规配置,这里不做详细介绍。
2、配置各链路网关并绑定模板。
1)先配置各链路的源地址转换地址;定义健康检测方法。
联通网snat-pool
ip nat pool snat-cnc 1.1.1.3 1.1.1.3 netmask /28 
移动网snat-pool
ip nat pool snat-cmcc 2.2.2.3 2.2.2.3 netmask /28 
定义各链路健康检测方法:
ping-cnc-gw
ping-cmcc-gw
ping-cernet-gw
 
2)配置server模板,将1)中配置的snat-pool与health-check在模板中引用
教育网模板不做源nat,调用健康检测方法。
slb template port tem-cernet
   health-check ping-cernet-gw
联通网模板做源nat,调用健康检测方法。
slb template port tem-cnc
   health-check ping-cnc-gw
   source-nat snat-cnc
3)配置各链路网关、服务组信息
教育网网关
slb server cernet-gw 1.1.1.1
   health-check ping-cernet-gw
       weight 10
   port 0 udp
       no health-check
   port 0 tcp
       no health-check
此处weight值为udp请求加权轮询的权值,配置网关时一定将port配置中的健康检测关闭,否则默认的检测会返回探测失败的结果。移动链路网关cmcc-gw和联通链路网关cnc-gw配置同上,只是weight值不同。
 
服务组分别配置TCP、UDP两种类型服务组,并引入服务器端口模板。
配置TCP的服务组:需要对每条链路都定义一个服务组,服务组内链路对应的网关配置为最高优先级(priority值越高,优先级越高,配置实例中服务组只有cernet-gw生效,cnc-gw在cernet-gw健康检测失败后才会生效),按照以下方式定义cnc-gw-tcp、cernet-gw-tcp、cmcc-gw-tcp三条链路的tcp协议服务组
slb service-group cernet-gw-tcp tcp
    member cernet-gw:0 template tem-cernet priority 15
    member cnc-gw:0 template tem-cnc priority 10
member cmcc-gw:0 template tem-cmcc priority 5
配置UDP服务组:只需配置一个udp的服务组,服务组中的成员优先级相同,流量分配的方式为加权轮询。
slb service-group udp-group udp
    method weighted-rr
    member cernet-gw:0 template tem-cernet priority 5
    member cnc-gw:0 template tem-cnc priority 5
    member cmcc-gw:0 template tem-cmcc priority 5
   
以上配置将源地址nat配置和健康检测与各链路网关绑定,当数据报文按照选路策略选择某条链路时,数据包按照模板做源地址nat;各链路的健康状态也是用模板的检测方法进行检测。
 
3、配置出向策略
定义按目的地址做会话保持模板dip-pst:
slb template persist destination-ip dip-pst
导入国内运营商IP地址信息:
bw-list chinaall tftp://172.31.31.100/chinaall.txt
配置tcp按目的地址选路策略:
slb template policy link-select-tcp
   bw-list name chinaall
   bw-list id 1 service-group ctc-gw-tcp
   bw-list id 2 service-group cnc-gw-tcp
   bw-list id 3 service-group cmcc-gw-tcp
   bw-list id 4 service-group cnc-gw-tcp
   bw-list id 5 service-group cmcc-gw-tcp
   bw-list id 6 service-group cernet-gw-tcp
   bw-list id 7 service-group cernet-gw-tcp
   bw-list use-destination-ip
bw-list id 值为chinaall中每个ip地址后的运营商标识,1到7按顺序为电信、网通、铁通、联通、移动、教育、其他。同样配置link-select-udp策略为非tcp和udp的其它类协议选路使用。
配置出向策略:
slb virtual-server To-Internet 0.0.0.0
   port 0 tcp
      use-rcv-hop-for-resp
      no-dest-nat
      template policy link-select-tcp
   port 0 others
      name _wildcard_v4_TCP_0
      use-rcv-hop-for-resp
      no-dest-nat
      template policy link-select-udp
   port 0 udp
      name _wildcard_v4_UDP_0
      service-group udp-group
      use-rcv-hop-for-resp
      no-dest-nat
    template persist destination-ip dip-pst

配置中tcp与其它类型的协议使用按目的地址选路,udp使用加权轮询的方式进行选路。udp加权轮询中一定要配置基于目的地址的会话保持,以保证udp应用的正常使用,不做此项配置,网内用户的与某个外网地址的通讯可能通过多链路完成,对方的安全机制会当作攻击阻断应用。



本文转自 virtualadc 51CTO博客,原文链接:

http://blog.51cto.com/virtualadc/1050151

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