崔建智++閻志強(qiáng)

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及，互聯(lián)網(wǎng)接入方式也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的態(tài)勢(shì)，光纖接入方式存在諸多不足，因此研究互聯(lián)網(wǎng)接入的新方式成為重要課題。本文通過對(duì)基于多ADSL的網(wǎng)絡(luò)接入方式的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡機(jī)制進(jìn)行介紹，并利用RouterOS作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用靜態(tài)IP模擬多ADSL進(jìn)行負(fù)載均衡，該方式能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶接入的高速和穩(wěn)定，具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞 RouterOS；互聯(lián)網(wǎng)接入；ADSL；負(fù)載均衡；NTH

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0048-01

雖然目前寬帶接入和窄帶接入的方式有多種，但我國(guó)應(yīng)用最為普遍的為光纖接入和ADSL接入兩種，其中光纖接入具有帶寬大、網(wǎng)速快的特點(diǎn)，但其初裝和維護(hù)成本較高。ADSL是借助電話線，采用頻分復(fù)用技術(shù)將電話線分成電話、上行和下行三個(gè)獨(dú)立的信道，其中上行最高可達(dá)3.5Ms，下行可達(dá)24Ms。相對(duì)于光纖接入，ADSL接入雖然帶寬小，網(wǎng)速相對(duì)較慢，但其成本較經(jīng)濟(jì)，特別適合小型單位使用。本文采用NTH算法負(fù)載均衡，將多條ADSL鏈路合并以獲得更快網(wǎng)速的目的。

1 多ADSL的NTH負(fù)載均衡原理

1.1 RouterOS配置簡(jiǎn)介

為實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡實(shí)證實(shí)驗(yàn)?zāi)康模緦?shí)驗(yàn)選擇三臺(tái)普通虛擬RouterOS作為實(shí)驗(yàn)的虛擬平臺(tái)，其中兩臺(tái)用于模擬ADSL外線，ADSL的動(dòng)態(tài)IP用靜態(tài)IP來代替。另外一臺(tái)虛擬機(jī)用來模擬負(fù)載均衡服務(wù)器。三臺(tái)虛擬RouterOS的配置如表1。

1.2 NTH負(fù)載均衡原理

ADSL寬帶接入是利用DMT技術(shù)將電話線0～1.1 MHz頻段劃分為256個(gè)頻寬為4.3 kHz的子頻帶，其中20～138 kHz頻段為上行信號(hào)，138 kHz～1.1 MHz頻段為下行信號(hào)?；赗outerOS的多ADSL鏈路合并可以實(shí)現(xiàn)多子信道的并行通信，達(dá)到提升網(wǎng)速的目的。NTH負(fù)載均衡的原理是，ADSL接入的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)經(jīng)過NTH計(jì)數(shù)器處理，將原數(shù)據(jù)包進(jìn)行分組標(biāo)記，每個(gè)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)唯一的編號(hào)，然后在提前設(shè)定好的路由規(guī)則下，按照設(shè)定的指定編號(hào)走與之對(duì)應(yīng)的鏈路。Every、Counter、Pack-et為NTH的三個(gè)重要參數(shù)，共同決定數(shù)據(jù)包的編號(hào)、取值、通過狀態(tài)。通俗來講，NTH負(fù)載均衡的過程就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)首先經(jīng)過NTH計(jì)數(shù)器進(jìn)行分組，然后在防火墻規(guī)則中編號(hào)，最終利用網(wǎng)關(guān)標(biāo)記決定數(shù)據(jù)包的鏈路。

2 多ADSL的NTH負(fù)載均衡靜態(tài)IP模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 多ADSL的NTH負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)

多ASDL寬帶接入的NTH負(fù)載均衡實(shí)驗(yàn)需要多條ADSL鏈路，但是在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中出于經(jīng)濟(jì)因素和實(shí)際ADSL線路的考慮，本實(shí)驗(yàn)以靜態(tài)IP模擬的形式，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的不同鏈路分配來證明實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論。模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及RouterOS的配置與表1設(shè)置一致。在真實(shí)的多ADSL寬帶接入的RouterOS的NTH負(fù)載均衡中，其實(shí)現(xiàn)方式有兩種：其一，將虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的mangle規(guī)則的本地IP替換為pppoe-out接口即可；其二，在ADSL MODEM與ROS負(fù)載均衡服務(wù)器之間加裝小路由，固定IP，其余設(shè)置不變。相對(duì)來說，后一種方法較為簡(jiǎn)單有效。三臺(tái)RouterOS虛擬機(jī)的配置及IP配置信息如表1。對(duì)NTH的操作，通過提取每次新建立的鏈接connection=new，并進(jìn)行NTH標(biāo)記，通過編號(hào)標(biāo)記，每個(gè)數(shù)據(jù)包具備唯一匹配的編號(hào)，然后將其按照奇數(shù)與偶數(shù)分離，分別走不通網(wǎng)關(guān)，這就保證了每次連接的持續(xù)性。

2.2 配置介紹

多ADSL的NTH負(fù)載均衡配置的關(guān)鍵部分有Mangle規(guī)則與NAT，其中Mangle規(guī)則的配置說明如下：在對(duì)通過的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)后，選擇每隔一個(gè)包建立一個(gè)新會(huì)話，對(duì)該會(huì)話進(jìn)行數(shù)字標(biāo)記為1，在這種情況下所有屬于同一會(huì)話的連續(xù)數(shù)據(jù)包放在連接1中進(jìn)行傳遞，依次傳遞給規(guī)則二與規(guī)則三。規(guī)則二在prerouting鏈表將所有標(biāo)記1的連接放入routing mark的1標(biāo)記中，并將以上連接停止。NAT配置的說明如下：對(duì)標(biāo)記分別為1和2的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址偽裝，標(biāo)記1為192.168.2.2，標(biāo)記2為192.168.3.2；路由配置說明如下：數(shù)據(jù)1以192.168.2.1為網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)2以192.168.3.1為網(wǎng)關(guān)。

3 結(jié)果分析與結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試在VMware Workstation桌面虛擬計(jì)算機(jī)軟件上進(jìn)行，模擬xp上進(jìn)行文件傳送，然后運(yùn)用測(cè)速軟件進(jìn)行最大速率測(cè)量。

3.1 測(cè)試結(jié)果分析

分別在單線、雙線、三線狀況下進(jìn)行文件傳輸速率測(cè)試，結(jié)果顯示，無論雙線ADSL還是三線ADSL，各鏈路均產(chǎn)生流量，且多線路并行流量明顯增加，傳輸速度明顯上升。通過單線、雙線、三線的傳輸速率對(duì)比，說明多ADSL接入的速度明顯提升，多ADSL的NTH負(fù)載均衡實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示多線路收發(fā)包情況基本均衡，達(dá)到寬帶合并的目的。另外，經(jīng)過數(shù)據(jù)測(cè)量與檢測(cè)，無論單線還是雙線、三線均未發(fā)現(xiàn)丟包現(xiàn)象，并且數(shù)據(jù)顯示三線ADSL合并的數(shù)據(jù)流量在相同實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下是單線的三倍，證明負(fù)載均衡效果明顯，運(yùn)行穩(wěn)定。

3.2 結(jié)論

通過RouterOS路由操作的多ADSL接入的NTH負(fù)載均衡實(shí)驗(yàn)證明，多ADSL接入的RouterOS軟路由處理可實(shí)現(xiàn)提高網(wǎng)速的效果，且大大節(jié)省了建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本，提高了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

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