RouterOS的NTH方法在互聯(lián)網(wǎng)接入中多ADSL網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡實證研究

崔建智++閻志強

摘 要 隨著計算機網(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，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。本文通過對基于多ADSL的網(wǎng)絡(luò)接入方式的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡機制進(jìn)行介紹，并利用RouterOS作為實驗平臺，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：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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，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、上行和下行三個獨立的信道，其中上行最高可達(dá)3.5Ms，下行可達(dá)24Ms。相對于光纖接入，ADSL接入雖然帶寬小，網(wǎng)速相對較慢，但其成本較經(jīng)濟，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配置簡介

為實現(xiàn)負(fù)載均衡實證實驗?zāi)康?，本實驗選擇三臺普通虛擬RouterOS作為實驗的虛擬平臺，其中兩臺用于模擬ADSL外線，ADSL的動態(tài)IP用靜態(tài)IP來代替。另外一臺虛擬機用來模擬負(fù)載均衡服務(wù)器。三臺虛擬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個頻寬為4.3 kHz的子頻帶，其中20～138 kHz頻段為上行信號，138 kHz～1.1 MHz頻段為下行信號?；赗outerOS的多ADSL鏈路合并可以實現(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計數(shù)器處理，將原數(shù)據(jù)包進(jìn)行分組標(biāo)記，每個數(shù)據(jù)包對應(yīng)唯一的編號，然后在提前設(shè)定好的路由規(guī)則下，按照設(shè)定的指定編號走與之對應(yīng)的鏈路。Every、Counter、Pack-et為NTH的三個重要參數(shù)，共同決定數(shù)據(jù)包的編號、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計數(shù)器進(jìn)行分組，然后在防火墻規(guī)則中編號，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模擬實驗設(shè)計

2.1 多ADSL的NTH負(fù)載均衡實現(xiàn)

多ASDL寬帶接入的NTH負(fù)載均衡實驗需要多條ADSL鏈路，但是在實際的實驗中出于經(jīng)濟因素和實際ADSL線路的考慮，本實驗以靜態(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驗驗證結(jié)論。模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及RouterOS的配置與表1設(shè)置一致。在真實的多ADSL寬帶接入的RouterOS的NTH負(fù)載均衡中，其實現(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。相對來說，后一種方法較為簡單有效。三臺RouterOS虛擬機的配置及IP配置信息如表1。對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，通過編號標(biāo)記，每個數(shù)據(jù)包具備唯一匹配的編號，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：在對通過的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號后，選擇每隔一個包建立一個新會話，對該會話進(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

實驗結(jié)果測試在VMware Workstation桌面虛擬計算機軟件上進(jìn)行，模擬xp上進(jìn)行文件傳送，然后運用測速軟件進(jìn)行最大速率測量。

3.1 測試結(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、三線的傳輸速率對比，說明多ADSL接入的速度明顯提升，多ADSL的NTH負(fù)載均衡實驗達(dá)到預(yù)期效果。實驗數(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)測量與檢測，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)流量在相同實驗狀態(tài)下是單線的三倍，證明負(fù)載均衡效果明顯，運行穩(wěn)定。

3.2 結(jié)論

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

參考文獻(xiàn)

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