云计算系列(十一):数据中心流量双出口负载分担的方法

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数据中心双出口负载分担冗余vrrp组切换 |
分类: 专利、硬件工程 |
数据中心的高可靠性一直是用户最关心的问题。为了提高数据中心的可靠性以及满足快速转发要求,现有技术中常用等价路由或者VRRP两种方案,实现出口节点与链路间的冗余设计,进而提高数据中心出口节点和链路可靠性,并使网络出口带宽扩大一倍。如图1所示。
但是,两种方案各有以下缺点。
等价路由:由于二层交换机放在防火墙和路由器之间,当出口路由器与交换机之间的链路出现异常时,防火墙无法感知这一拓扑变化,因此防火墙上的等价路由不会出现调整,上行流量仍然是一半去路由器A,另一半去路由器B。这将导致有一半的流量会被交换机丢弃,造成严重的业务中断。
VRRP:当出口路由器与交换机之间的链路出现异常时,VRRP组进行切换,虽然可以确保流量不中断,但由于切换后的流量都会通过链路B,链路A处于闲置状态。宝贵的广域网带宽资源只有50%的利用率。
针对现有方案中存在的不足,H3C提出了一种在VRRP组之间灵活切换的专利技术,以弥补传统VRRP方案的不足,充分的使用出口带宽,同时保证双出口负载均衡。目前该技术已申请专利。
本专利的核心思想是事先配置出口路由器上分属两个不同的VRRP组的接口关系,使其中一个VRRP组中处于Slave(从)状态的接口主动Track(检测)另一VRRP组处于Master(主)状态的接口状态。如果发现被Track的主接口出现异常,该Slave接口会主动提高自身的VRRP优先级,并与其属于同一VRRP组的主接口竞争Master,并在成功升级为Master后,使两个VRRP组的主备接口同时进行切换,保证出口路由器负载均衡。
如图2所示,在路由器A上配置VRRP组1的主接口M1和VRRP组2从接口S2,在路由器B上配置VRRP组1的从接口S1和VRRP组2的主接口M2,其中VRRP1的从接口S1检测VRRP2的主接口M2,VRRP2的从接口S2检测VRRP组1的主接口M1,各VRRP组Master接口优先级参数统一配置为100,Slave接口优先级参数统一配置为70,如果发现某主接口异常时,则增加检测到该主接口异常的从接口优先级参数50。
http://www.h3c.com.cn/res/201004/21/20100421_960386_image003_671499_30008_0.jpg图2 采用新技术后的冗余方案
当RouterA的M1接口发生异常,VRRP1的主、备接口进行切换,M1变为Slave ,RouterB上VRRP1的S1变为Master。如不采用本发明专利技术,由于VRRP组1和2的Master都在RouterB上,将会导致双出口RouterA和RouterB的流量不均衡,出现一个出口带宽不够用,而另一个出口带宽闲置的情况。
采用本专利技术后,RouterA上VRRP2的S2被配置为检测VRRP 1的M1接口,当S2检测到M1接口异常时,S2的优先级增加50(达到120)。由于VRRP组2的S2优先级变为120,而M2的优先级是100,S2的优先级高于M2的优先级,因此,原S2竞争成为VRRP2中新的Master,原M2竞争失败降级为VRRP2中新的Slave,VRRP组2的主、备端口发生切换。切换后,VRRP1的Master接口在RouterB上,VRRP组2 Master则在RouterA,这样,双出口RouterA和RouterB的流量又恢复均衡。
同理,为保证从一侧防火墙的流量也能在路由器A和路由器B上实现负载均衡,可以在每个路由器上配置两条VRRP组。
专利点评:
本专利技术内容巧妙而实用,可以保证数据中心双出口组网的条件下,有效地解决路由器下行链路出现异常后出口带宽负载不均衡的问题。不仅可以保证出口带宽的负载均衡,而且提高用户的出口带宽利用率和服务质量。