鄧超

摘 要：負(fù)載均衡建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，提升了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力、靈活性和可用性，具有低成本且有效透明的優(yōu)點(diǎn)。負(fù)載均衡之一鏈路的負(fù)載可以極大地提高鏈路的傳輸效率和利用率，EIGRP協(xié)議非常好地支持了不等價(jià)的鏈路負(fù)載均衡。本文針對(duì)某一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，論述了EIGRP協(xié)議負(fù)載均衡的特點(diǎn)，分析了EIGRP協(xié)議不等價(jià)負(fù)載均衡配置方法，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不等價(jià)鏈路的負(fù)載均衡。

關(guān)鍵詞：負(fù)載均衡；EIGRP；網(wǎng)絡(luò)；路由器

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言（Introduction）

負(fù)載均衡建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加了吞吐量，同時(shí)提升了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力、靈活性和可用性，具有低成本且有效透明的優(yōu)點(diǎn)[1]。負(fù)載均衡在應(yīng)用模式上可分為服務(wù)器負(fù)載均衡和鏈路負(fù)載均衡（含全局負(fù)載均衡），鏈路的負(fù)載均衡可以極大地提高鏈路的傳輸效率和利用率，本文重點(diǎn)探討鏈路的負(fù)載均衡應(yīng)用。

2 鏈路負(fù)載均衡的分類（Categories of link load

balancing）

（1）等價(jià)負(fù)載均衡

當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地有多條路徑時(shí)，而有多條路徑的metric值一樣，這時(shí)就可以做等價(jià)負(fù)載均衡，讓數(shù)據(jù)包均衡轉(zhuǎn)發(fā)，不過要看該路由器的轉(zhuǎn)發(fā)方式，如果是快速轉(zhuǎn)發(fā)方式，這種方式無用（本地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包除外）。目前，所有的路由協(xié)議都默認(rèn)支持等價(jià)的負(fù)載均衡[2]。

（2）非等價(jià)負(fù)載均衡

在所有的路由協(xié)議中，只有EIGRP可以做非等價(jià)負(fù)載均衡，意思是，到達(dá)同一目的地有多條路徑，而它們的度量值不一樣時(shí)，可以做非等價(jià)負(fù)載均衡，可以通過設(shè)置variance值來進(jìn)行不等價(jià)負(fù)載均衡，Variance命令后面帶一個(gè)數(shù)字的比例值，該值表示備份路徑的開銷和最近路徑的開銷比例值不超過該值，就可以加入到不等價(jià)的負(fù)載均衡[3]。EIGRP的不等價(jià)負(fù)載均衡最大支持6條，可以啟用6條路徑來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸。但是，不能更改默認(rèn)的均衡方式，即默認(rèn)的traffic-share balanced命令不能被修改。

3 EIGRP協(xié)議不等價(jià)負(fù)載均衡分析（EIGRP

protocol's inequivalent load balance analysis）

EIGRP可以支持非等價(jià)負(fù)載均衡，最多支持6條，默認(rèn)為4條，但非等價(jià)負(fù)載均衡功能默認(rèn)為關(guān)閉狀態(tài)。EIGRP只能將拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中的備用鏈路放入路由表執(zhí)行負(fù)載均衡，拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中可能有多條備用鏈路，而且多條鏈路的Metric值也可能各不相同，當(dāng)啟用非等價(jià)負(fù)載均衡時(shí)，需要定義什么樣的Metric范圍可以用來負(fù)載均衡，這需要通過控制Metric的變量（Variance）值來控制，具體方法如下：

路由表中正在使用的最優(yōu)路由的Metric值為FD，而拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中備用路由的Metric值肯定是大于FD的，Variance值通過控制備用鏈路的Metric值與FD的倍數(shù)關(guān)系來控制[4]。就是Variance值取多少，備用鏈路的Metric在FD的Variance值倍數(shù)范圍內(nèi)就有資格執(zhí)行負(fù)載均衡，例如當(dāng)前FD為20，三條備用鏈路Metric分別為30，50，55，如果Variance值取2，那么Metric值范圍在20×2=40的鏈路都可以執(zhí)行負(fù)載均衡，所以Metric值為30的鏈路可以執(zhí)行負(fù)載均衡，而Metric值為50和55的卻不可以，因?yàn)榇笥?0，只有當(dāng)Variance值取3時(shí)，Metric值范圍在20×3=60的鏈路才可以執(zhí)行負(fù)載均衡，所以Metric值為50和55只有在Variance值取3時(shí)才可以執(zhí)行負(fù)載均衡[5]。

4 EIGRP不等價(jià)負(fù)載均衡方案規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)

（Planning and implementation of EIGRP

protocol's inequivalent load balance program）

4.1 方案基本情況

本項(xiàng)目規(guī)劃從pc0走到pc1有上邊和下班兩條路徑可以選擇。初始狀態(tài)下，上下兩條路徑開銷相等，EIGRP協(xié)議默認(rèn)啟用等價(jià)負(fù)載均衡將這兩條路徑都作為最佳路徑添加到路由表中。

現(xiàn)在，將上邊的路徑帶寬設(shè)置小一點(diǎn)，那么最佳路徑是下面的路徑，上面的路徑是第二佳的路徑。這時(shí)，啟用EIGRP協(xié)議的不等價(jià)的負(fù)載均衡，將這兩條路徑都添加到路由表中。

4.2 方案的總體規(guī)劃

本系統(tǒng)一共4個(gè)路由器，通過配置EIGRP協(xié)議讓pc0可以訪問pc1。4個(gè)路由器兩兩相互連接，他們之間廣域網(wǎng)線路所在的網(wǎng)段分別為200.1.1.0/24、201.1.1.0/24、202.1.1.0/24和203.1.1.0/24。默認(rèn)情況下，上下兩條路徑開銷相同，現(xiàn)在將R1和R2之間的廣域網(wǎng)線路帶寬設(shè)置小一點(diǎn)，為原來帶寬的一半。配置EIGRP協(xié)議的不等價(jià)負(fù)載均衡功能，將上下兩條路徑都加入到EIGRP的路由表中。最后，pc0和pc1之間的訪問可以通過上下兩條路徑來進(jìn)行，提高了傳輸?shù)男屎玩溌返睦寐省?/p>

整個(gè)系統(tǒng)的拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

Fig.1 System topology

4.3 方案的實(shí)現(xiàn)

（1）先配置各個(gè)接口IP地址

以R1為例，廣域網(wǎng)線路封裝ppp協(xié)議，其他路由器類似。其代碼如下：

Interface fastEthernet0/0

Ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Interface Serial1/0

Ip address 200.1.1.1 255.255.255.0

Encap ppp

Clock rate 9600

Interface Serial1/1

Ip address 203.1.1.2 255.255.255.0

Encap ppp

配置R1的局域網(wǎng)口和廣域網(wǎng)口的IP地址，其中R1的局域網(wǎng)口IP地址作為pc0的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。其他路由器接口IP配置類似。

（2）修改R1和R2之間的帶寬

修改R1和R2之間廣域網(wǎng)線路的帶寬，先使用show int s1/0查看其默認(rèn)的帶寬值，然后使用bandwidth命令修改帶寬值。其代碼如下所示：

Interface Serrial1/0

Bandwidth 64

（3）EIGRP協(xié)議的配置

啟用EIGRP協(xié)議，使用network命令通告周圍的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。EIGRP協(xié)議默認(rèn)啟用等價(jià)的負(fù)載均衡功能，不等價(jià)的負(fù)載均衡功能默認(rèn)情況下關(guān)閉，可以在EIGRP協(xié)議配置模式下使用variance命令開啟。Variance命令后面帶一個(gè)數(shù)字的比例值，該值表示備份路徑的開銷和最近路徑的開銷比例值不超過該值，就可以加入到不等價(jià)的負(fù)載均衡。其代碼如下所示：

Router eigrp 1

Network 200.1.1.0

Network 192.168.1.0

Network 203.1.1.0

Router eigrp 1

Variance 10

（4）系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

最后，設(shè)置pc0的IP地址為192.168.1.2默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為192.168.1.1。打開PC機(jī)的DOS窗口，使用ping命令測(cè)試內(nèi)部網(wǎng)到外網(wǎng)的連通性，發(fā)出四個(gè)數(shù)據(jù)包，收到四個(gè)數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)通信正常。然后，顯示R1的路由表，找到192.168.2.0的目標(biāo)網(wǎng)段，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)下一跳IP地址，代表到該目標(biāo)網(wǎng)段有兩條路徑可以到達(dá)，如圖2所示。然后，從pc0發(fā)數(shù)據(jù)包給pc1，在路由器配置軟件上使用抓包工具，發(fā)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)包走下邊的路徑，有的數(shù)據(jù)包走上面的路徑，達(dá)到了EIGRP的不等價(jià)負(fù)載均衡的效果，如圖3所示。

圖2 路由表結(jié)果

Fig.2 The routing table results

圖3 負(fù)載均衡效果

Fig.3 Load balance effect

5 結(jié)論（Conclusion）

負(fù)載均衡技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中非常重要，路由協(xié)議中，只有EIGRP協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)不等價(jià)負(fù)載均衡。本文重點(diǎn)論述了EIGRP不等價(jià)負(fù)載均衡技術(shù)，并且討論了在什么情況下備份鏈路可以加入到負(fù)載均衡鏈路中。最后，系統(tǒng)成功讓兩邊的客戶端通過多條不等價(jià)的鏈路通信。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 肖濤，何懷文，程?hào)|.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》中EIGRP協(xié)議DUAL算法 的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)：上下旬，2014，8：47-50.

[2] 楊曉琪，夏超群.路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中非等價(jià)負(fù)載平衡[J].教 育技術(shù)導(dǎo)刊，2008，7：78-79.

[3] 黎小花.路由協(xié)議在移動(dòng)通信中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟 件與應(yīng)用，2013，7：280-281.

[4] 高光勇，堯時(shí)茂，蔡報(bào)勤.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和參數(shù)對(duì)EIGRP負(fù)載均衡 的影響[J].通信技術(shù)，2007，12：340-342.

[5] 楊曉琪，夏超群.路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中非等價(jià)負(fù)載平衡[J].軟 件導(dǎo)刊，2008，7：150-153.

作者簡(jiǎn)介：

鄧 超（1979-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通 訊，計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué).