基于Linux Netfilter的多鏈路負(fù)載均衡研究.pdf

1、隨著企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的不斷擴(kuò)大和對網(wǎng)絡(luò)安全的日益重視，越來越多的企業(yè)使用多條鏈路連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)增加出口帶寬和鏈路冗余的功能，提高企業(yè)網(wǎng)絡(luò)到互聯(lián)網(wǎng)的整體可用性和可靠性。若多條訪問鏈路分別來自不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商(ISPs)，則屬于多歸屬鏈路問題。而多歸屬鏈路的負(fù)載均衡技術(shù)就是為了實(shí)現(xiàn)以上的提到的要求的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。它能將企業(yè)的Internet流量通過策略在多條鏈路上分擔(dān)來提高整體的吞吐量，并且在鏈路失效或出現(xiàn)故障時(shí)，通過對流量的重定

2、向來分擔(dān)失效鏈路上的流量。目前，雖然有一些商業(yè)的多鏈路負(fù)載均衡產(chǎn)品，然而我們并不清楚其實(shí)現(xiàn)機(jī)制，而且價(jià)格比較昂貴，對于中小企業(yè)來說，無法承擔(dān)其昂貴的費(fèi)用。因此需要一種廉價(jià)而實(shí)用的鏈路負(fù)載均衡方案。
　　 基于這一原因，本文提出了一種基于Linux的多鏈路負(fù)載均衡實(shí)施方案。文中先闡述了多鏈路負(fù)載均衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，分析了鏈路負(fù)載均衡和鏈路失效保護(hù)策略的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，并根據(jù)企業(yè)鏈路流量的特性，將鏈路負(fù)載均衡分為出站流量(內(nèi)網(wǎng)用戶訪問因特

3、網(wǎng)流量)的負(fù)載均衡和入站流量(外網(wǎng)用戶訪問網(wǎng)內(nèi)服務(wù)器的流量)的負(fù)載均衡。對于出站流量，首先利用Linux的策略路由技術(shù)實(shí)現(xiàn)流量的多鏈路分配，然后執(zhí)行源地址轉(zhuǎn)換并將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)出去。實(shí)現(xiàn)了三種出站流量負(fù)載均衡方案：基于目標(biāo)地址的負(fù)載均衡，基于源地址的負(fù)載均衡和基于應(yīng)用服務(wù)的負(fù)載均衡。對于入站流量，首先利用DNS的動(dòng)態(tài)解析技術(shù)將流量引導(dǎo)到不同的鏈路，然后執(zhí)行目標(biāo)地址轉(zhuǎn)發(fā)至內(nèi)部服務(wù)器。同時(shí)，利用ICMP的輪詢機(jī)制作為鏈路狀態(tài)檢測的機(jī)制，結(jié)合Li

4、nux的腳本實(shí)現(xiàn)了鏈路失效保護(hù)機(jī)制，即當(dāng)兩條鏈路均正常工作時(shí)保持鏈路負(fù)載均衡，當(dāng)有一條鏈路失效時(shí)，對流量進(jìn)行重定向，由另一條鏈路來承擔(dān)。
　　 本文還對以上多鏈路負(fù)載均衡和鏈路保護(hù)方案進(jìn)行了測試。測試結(jié)果顯示，此方案達(dá)到了較好的負(fù)載均衡效果，而且提高了企業(yè)用戶到Internet和外網(wǎng)用戶訪問內(nèi)部服務(wù)器的訪問速度，提高了鏈路的可用性，還通過鏈路的失效保護(hù)機(jī)制，提高了鏈路的可靠性。由于Linux開放源碼以及穩(wěn)定的內(nèi)核，不但投資較少，