出方向链路负载均衡选路策略的研究与实现

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随着互联网技术的快速发展和业务量的不断提高,网络中的数据流量迅速增长,单一链路容易导致单点故障,现有不同的互联网服务提供商(ISP)的互连互通问题又会使得单一链路无法规避访问迟缓问题,因此企业往往会租用两个或多个运营商出口,既不造成资源浪费又能很好的服务于企业,因而产生了多链路负载均衡的需求。传统的策略路由也可以在一定程度上解决该问题,但是策略路由配置不方便,而且不够灵活,无法动态适应网络结构变化。链路负载均衡(LB)实现将多链路协同工作、并行处理、对需要转发的报文合理分配链路,可以极大地提高服务质量,充分利用网络资源。基于上述背景,本项目在H3C公司的COMWARE V5软件平台及多核产品上,实现了多链路出方向的负载均衡。本文重点分析实现了多链路负载均衡的选路策略。通过介绍多链路负载均衡的系统结构及实现原理,分析链路负载均衡中选路策略的必要性——调度策略直接决定了LB对链路选择是否迅速、准确,决定了对客户提供服务的优劣。根据用户组网不同产生的不同需求,从就近性原则、带宽原则、最少连接原则及连续性原则等方面进行了详细地分析与设计,实现了链路负载均衡的几种选路策略。最后搭建测试环境,对本文实现的链路负载均衡的选路策略进行测试,并描述测试过程、分析测试结果。本文的特色在于:在链路负载均衡的选路策略中实现了智能选择,为内部人员提供链路带宽之和的带宽的同时实现了就近性访问的功能,使用户获得最优网络速度体验;针对多核系统分为控制平面和数据平面两部分的特性,在就近性算法中,在控制平面进行就近性探测,在数据平面生成就近性表项,极大提升了报文的转发速率;在最少连接算法中,为了完成各核的并发访问,摒弃了传统的对临界资源加锁的操作方式,采用各核独立调度的设计思想,提升了系统的性能。
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