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关键字： 负载均衡;线路备份;热备份;RIP;OSPF;EIGRP;VRRP
来  源： 赛迪网
多宽带环境下负载均衡和备份技术
作者：江河水 发文时间：2004.11.03
　　目前，随着宽带网络应用的飞速发展，宽带城域网，宽带广域网的广泛应用，百兆、千兆，甚至万兆局域网的以太网也正在逐渐普及。在这一背景下，一些对带宽、线路稳定性有特殊要求的网络环境（如企业网，大规模网吧，校园网，小区智能网）往往需要从运营商那里申请多条宽带线路，以此来提高上网速度，于是一个非常普遍的问题就提出来:在多条宽带线路的网络环境中，如何来实现线路备份和负载均衡呢？

    负载均衡策略的选择

 　　解决这些问题的办法有多种方式和手段，其中最直接的便是通过路由器的提供的特性来解决，当前大多数交换机厂商的3层接入交换机都可以通过相关协议的配置来实现以下策略，我们在下面将一一讨论这些策略。

　 　基于线路的均衡策略

　　可以针对不同的线路端口设置不同的优先级来实现线路的负载均衡。例如，在Internet上有很多的游戏服务器，而每个服务器所走的线路也是不一样的，这时便可以利用交换机上提供的优先线路策略了。注意：在优先线路策略中，如果这个线路断开了（如路由协议超时仍没收到Hello包，或者端口状态down掉），交换机就会根据路由配置的优先级选择策略自动选出一条线路然后切换过去。

　　基于带宽和访问目的均衡策略

　　设置基于带宽和访问的目的地址的负载均衡，这是交换机的缺省负载均衡策略。它可以连接到交换机上的不同宽带线路，根据不同的带宽和访问的目的地址作为优先级的依据，来实现负载均衡功能。

　　带宽和源均衡策略

　　设置基于带宽和源地址的负载均衡策略。在有些网络环境中，可能会有这样一种需求：根据IP地址来优先选取是走电信线路，还是走网通线路，而且相互备份，即如果电信线路出现了故障，原先走电信线路的PC可以优先走到网通线路。

　　分组均衡策略

　　 可以为内部的PC进行合理分组，设置不同的分组走不同宽带线路的策略。例如，在企业网中设置了VIP区和普通用户区。VIP区走线路速度比较快的光纤，普通用户区走线路速度相对慢一些的ADSL，来实现不同分组走不同宽带线路的目的。

    负载均衡的实现

     现有我们讨论在接入交换机上实现负载均衡配置的几种常用路由技术以及他们在均衡性能上的优劣比较：

    RIP实现负载均衡

    RIP在负载均衡明显不足的关键是其缺乏动态负载均衡能力。下图显示了一台具有两条至另一台路由器串行链接的情况。理想情况下，图中的路由器会尽可能平等地在两条串行链接中分配流量。这会使两条链路上的拥塞最小，并优化性能。

    不幸的是，RIP不能进行这样的动态负载均衡。它会使用首先知道的一条物理链路。它会在这条链接上转发所有的报文，即使在第二条链接可用的情况下也是如此。改变这种情况的惟一方式是图中的路由器接收到一个路由更新通知它到任何一个目的地的度量发生了变化。如果更新指出到目的地的第二条链路具有最低的耗费，它就会停止使用第一条链路而使用第二条链路。



    RIP适用于相对小的自治系统。它的跳数限制为15跳,这样网络拓扑的直径最大是15跳。如果你要建造的网络具有很多特性但又不是非常小，那么RIP可能不是正确的选择。

    OSPF实现负载均衡

    路由负载均衡能力较弱。OSPF虽然能根据接口的速率、连接可靠性等信息，自动生成接口路由优先级，但通往同一目的的不同优先级路由，OSPF只选择优先级较高的转发，不同优先级的路由，不能实现负载分担。只有相同优先级的，才能达到负载均衡的目的。

    EIGRP实现负载均衡

    EIGRP在负载均衡上与OSPF实现相比优先级确定更为智能，它可以根据优先级不同，自动匹配流量。去往同一目的的路由表项，可根据接口的速率、连接质量、可靠性等属性，自动生成路由优先级，报文发送时可根据这些信息自动匹配接口的流量，达到几个接口负载分担的目的。唯一可惜这只是CISCO的私有协议。

    多设备多线路的线路备份

　　VRRP热备份协议是RFC中规定的标准线路备份和负载均衡协议(CISCO有一个相对应的协议叫 HSRP协议)。若用户有2台交换机，便可以设置2个VRRP组，每个组都有一个虚拟的IP地址；内部的PC也分为两个组，这两个组设置的缺省IP地址分别是2个VRRP组的虚拟的IP地址。然后，在2台交换机上设置不同的线路优先级，这样便可以实现内部不同的分组，从不同的交换机上不同的宽带出口去访问Internet了。

　　根据VRRP协议，两台以上的交换机会选出一台做主交换机Master，Master在缺省时间内（1秒钟）会向其他备份交换机发出一个广播报文 ：“hello”报文，向其他备份交换机说明自己工作正常，如果备份交换机很长时间（RFC规定是3倍的广播加一个偏移值）内收不到这个广播报文，就开始由沉默转为活跃，自己向发出hello广播报文，并在hello报文中附带自己的优先级，这样许多备份交换机通过比较彼此的优先级重新选举出一个新的Master来负责缺省路由的职能，这样VRRP协议便可以自动地进行切换，实现备份的目的。

　　在VRRP协议中，还有一个监控线路的功能（Track）。比如，可以监控出口的宽带，如果远方线路断开了，这时Master就可以自动地把自己的VRRP优先级别降低，它的hello广播报文中携带的优先级也相应降低，这时如果备用路由器的优先级比它高，那么线路便很快的切换到这台交换机上去了。



(T113)




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