多链路流量管理解决方案

企业网络多链路流量管理解决方案1. 多链路接入背景介绍保证Internet接入的稳定性对于一个企业来说是非常重要的。

现在绝大多数的公司采用一条Internet接入，也就是说使用一个ISP的链路。

显然，一个ISP无法保证它提供的Internet 链路的持续可用性，从而可能导致公司Internet接入的中断，而一个公司的Internet接入的中断则意味着高昂的业务损失。

通常单链路用户系统结构设计图如下：这样的结构存在以下问题：单链路接入单点故障在系统原有系统结构中，采用单条链路接入，DNS服务器对于同一个域名均解析为同一个地址。

在该种网络结构之中，即使主机系统、网络系统的规划完全的排除了应用瓶颈和单点故障，但还存在一个非常明显的单点故障，就是网络接入部分的方案不够强壮：一旦网络接入部分出现中断就直接意味着所有应用中断。

运营商之间互访随着国内最大的Internet接入提供商Chinanet被拆分为北方China Netcom 和南方China Telecom之后，两方资源的互访受到了很大程度的影响。

其出现的根本原因为南北网络的互通互联节点拥塞，造成用户丢包、延迟较大，从而导致访问缓慢，甚至对于一些应用根本无法访问。

双链路解决方案的产生以及其衍生的问题随着Internet应用的不断发展，只有一个链路连接公共网络将导致单点失败和网络极其脆弱，企业为了保证公司各个部门之间、供应商和客户之间可靠的Internet访问，都逐步采用多个接入链路（多宿主）接入Internet。

多链路通常指同时使用不同ISP提供的多条Internet接入链路。

由于多链路解决方案能够提供更好的可用性和性能，它正在被越来越多的企业所采用。

可用性的提高来自于多条链路的使用，而性能提高则是因为同时使用多条链路增加了带宽。

Internet多链路方案能够提高企业业务的可用性和性能，但这种方案也面临着特殊的问题和挑战（1）首先就是IP地址管理的问题，在图一所示的网络中，可能会采用两种IP地址管理方式：●内部网络使用同一个子网地址。

采用这种方式需要两个ISP之间相互配合协作，来在Internet网络上发布到达该网段的正确路由信息。

对第一种方式来说，两个ISP之间必须相互配合协作，来在Internet网络上发布到达该网段的正确路由信息，并且还要保证两条链路的双向同时使用。

尤其对于流入流量来说，如果不能保证链路的同时使用，多宿主解决方案的部分优点就无法实现。

●每个ISP分配给内部网络不同的地址段。

这种方式下，内部网络要同时使用两个地址段的IP地址。

对于第二种方式（目前使用较多的解决方式），在这种方式下，内部网络同时使用两个ISP提供的地址，一部分内部用户（A组）使用ISP1提供的地址，另一部分内部用户（B 组）使用ISP2提供的地址。

问题在于流出的流量处理，当ISP1的链路中断时，A组的用户将无法接入Internet。

更进一步，如果指使用B组的地址，则ISP2的链路无法用于流入的流量，因为Internet上只有ISP1是流入该网络的唯一路径。

（2）流量分配的问题。

通常租用某些ISP（比如Cernet）的链路需要按流入流出流量收费，而其他很多运营商的链路则采用包月的方式收费。

因此如果过多的流量从按流量收费的链路经过，必然增加企业的整体成本，但若将所有流量都放在另一条链路上，一方面可能造成访问速度变慢，另一方面其他的链路也不能得到有效的利用。

理想的方式是，进出的流量如果跟按流量收费的ISP有关，则流量走其链路，如果进出流量与其无关，则走另一条链路。

除去以上的问题，多宿主网络的一些优势还没有完全实现，例如：●现在的一些多宿主网络解决方案仅仅是“共享”式，而不是真正的负载均衡。

●没有就近性的流入流量路径判断，使外部的用户能最快的访问企业的对外服务。

●对流出的流量没有实现根据最快到达要目标资源的访问策略。

●对于链路的健康状况也不能实时监测，也解决不了链路容灾，也就是当某一条链路出现故障后，将其流量导向另外链路的策略。

2. Array多链路流量管理解决方案针对企业普遍多链路网络环境的问题，Array Networks提出了基于APV的多链路流量管理解决方案：在内部交换机和连接ISP的路由器之间，跨接一台APV智能交换机，所有的地址处理和Internet链路流量管理全部由它来完成。

对流出流量，可以进行智能地址管理，APV使用了称为SmartNAT的算法：当选定某一个ISP传送流出流量时，APV将选择该ISP提供的地址进行NAT地址转换；为了优化流出的流量，APV还为流出的流量实施最快响应时间运算，内部主机要访问某外部服务时，可选择更有效的ISP路径。

对流入流量，APV集成的SmartDNS功能能够完成流入流量的负载均衡；使用与流出流量相同的最短响应时间判断机制，选择最佳的流入流量传输路径，进行最优的地址解析。

图中多宿主网络通过ISP1和ISP2接入Internet。

每个ISP都分配给该网络一个IP地址网段，假设：ISP1分配的地址段为100.10.1.0/24ISP2分配的地址段为200.20.1.0/24同样，Internet的路由通过ISP1访问100.10.1.0/24，通过ISP2访问200.20.1.0/24。

网络中的主机和服务器都属于私有网段192.168.1.0/24。

Array Networks的解决方案就是在内部交换机和连接ISP的路由器之间，跨接一台APV 智能交换机，所有的地址处理和Internet链路优化全部由APV智能交换机来完成。

如图所示，APV智能交换机的外侧端口1上绑定IP地址100.10.1.2/24，外侧端口2上绑定IP地址200.20.1.2/24，内侧端口上绑定IP地址192.168.1.1/24。

2.1 流出（Outbound）流量管理APV主要采用以下方式来处理流出流量。

SmartNAT对于流出流量的智能地址管理，APV使用了称为SmartNAT的算法。

当选定一个路由器（某一个ISP）传送流出流量时，APV将选择该ISP提供的地址进行NAT。

在上图中，如果APV选择ISP1作为流出流量的路径，则它将把内部的主机地址192.168.1.A/24翻译为100.10.1.10/24，并作为流出数据包的源地址。

同样，如果APV选择ISP2作为流出流量的路径，则它将把内部的主机地址192.168.1.A/24翻译为200.20.1.10/24，并作为流出数据包的源地址。

采用SmartNAT时，APV支持的负载均衡算法包括：Round RobinAPV顺序的选择多个出口链路作为每个数据流的流出路径。

Weighting Round RobingAPV为每个出口链路设定一个加权值，并根据加权值顺序的选择多个出口链路作为每个数据流的流出路径，权值大的链路被选择的次数多。

通过此算法，企业可以在多条带宽不同的链路间合理分配流量，带宽高的链路权值大，因此承载的流量就高。

Dynamic Detect Method为了优化流出的流量，APV还为流出的流量实施最快响应时间运算。

如果内部主机要访问某一Internet站点，可能通过一个ISP的路径比通过其他ISP的路径有效。

因此，APV 可以提供最短响应时间算法，为流出到某一个站点的流量选择最佳的ISP路径，保证所需内容最快到达目的地，提高服务的品质。

2.2 其它重要功能设置:ISP链路网关健康检查APV在多宿主网络中的一个主要作用是检测ISP链路的可用性，即健康状况。

因此，APV提供了通过ARP的方法检查ISP链路网关状态的功能，从而保证多条数据链路的正常，提高服务质量。

路径健康检查访问Internet的可靠性不仅仅是由ISP网关路由器提供的链路状况决定的，而是由整个数据流经的路径决定。

因此，APV提供了路径健康检查的功能，从而保证整条数据路径的正常，提高服务质量。

例如用户可以设置透过某ISP的路由器同时去检查ISP上游的某个网络设备状态。

只有当所有这些网络设备都无法检测通过时，APV才会认为该链路已经DOWN掉，然后APV可以重新为流量选择路径，传递到其它可用链路，从而继续保持客户连接，避免出现停机影响。

策略路由APV可以设置基于用户数据包源IP/Port、目标IP/Port的策略路由，通过该功能可以对特殊的流入流出流量进行规划，比如某个部门的应用系统需要比较高的数据传输带宽，而企业的多条Internet链路的带宽存在不均衡性，管理员可以选择一条带宽更高的链路承载这个部门的数据流量。

2.3 流入（Inbound）流量管理APV不仅需要管理流出的流量，还必须管理来自Internet的访问，即流入（InBound）流量。

假设下图中的Server是Web服务器，Internet主机名为，地址为私有IP：192.168.1.100/24。

SmartDNSAPV上集成的SmartDNS功能能够完成流入流量的负载均衡。

如图所示，在DNS服务器上注册两笔NS记录，指向APV： 100.10.1.10 200.20.1.10而在APV上设置静态的地址翻译：192.168.1.100 100.10.1.10192.168.2.100 200.20.1.10当有Internet用户访问时，DNS服务器指示用户由APV来完成最终地址解析。

APV根据具体设置来选定适当的ISP线路，如果选择ISP1，则将地址解析为100.10.1.10。

同样，如果选择ISP2，则将地址解析为200.20.1.10。

从而完成流入流量的负载均衡。

采用SmartDNS时，APV支持的负载均衡算法包括：Round RobinAPV顺序的将多个ISP的IP地址作为每次用户解析请求的返回值。

●Weighting Round RobingAPV为每个ISP的IP地址设定一个加权值，并根据加权值顺序的选择多个ISP的IP 地址作为每次用户解析请求的返回值，权值大的ISP的IP地址被选择的次数多。

通过此算法，用户可以在多条带宽不同的链路间合理分配流量，带宽高的链路权值大，因此承载的流量就高。

●Least ConnectionAPV将连接数最小的ISP链路的IP地址作为每次用户解析请求的返回值。

●Proximity/RegionAPV还提供基于每个数据流的源IP地址的路由选择算法。

APV会检查每个用户解析请求的源IP地址是否属于预先设定的一个地址范围（Region），若是，则选择与Region对应的Pool中选择某一个ISP的IP地址作为该次用户解析请求的返回值。

通过此算法，用户可以设定源IP地址属于网通范围的，通过网通的链路流入，属于电信地址范围的通过电信的链路流入。

3. 链路优化管理功能与安全特性3.1. QoS功能通过Array QoS功能，企业可以更有效的利用现有网络资源，并保障关键业务的运行，而无需无限扩展他们的网络基础设施。