具多重路径频宽整合能力的路由架构—以社区网路整合为例

1、具多重路徑頻寬整合能力的路由架構具多重路徑頻寬整合能力的路由架構以社區網路整合為例以社區網路整合為例陳仁暉* 吳世琳* 廖享進+*長庚大學資訊工程研究所 +長庚大學資訊管理學系緣起與摘要n一個可實際應用的多重路由架構 nOpen Sourcen高效率且低成本n頻寬整合、QoSn多重線路、多重 ISPn實際應用於社區網路頻寬整合上多重線路n多重 ISP，分散頻寬及風險n單一線路發生問題不影響運作(Routing 參數：Next hop)n其餘斷線機制應用：n使用 SNMP Protocol，probe routing staten發生斷線時可藉由所獲得的 SNMP trap 判別並進行相關 ha

2、ndling action多重線路的路由構想n支援Inbound與Outbound的Multi-homing網路設備 n一般靜態路由器：只能指定單一路由去向接受一個Default Gateway的路由決策n大多人的解決方案：Source Routen缺失：導致多條出口線路的流量不均單一線路斷線時便導致某特定區域網段也跟著斷線有沒有更好的解決辦法？nMultiplexing具備 Load Sharing 將 Traffic 分流給各個位於路由器上的不同 Ports 每個 Port 約有 30% 的 Overhead 類似 Multi-Link ，多條線路來源必須均為同一ISP nPacket-w

3、ise load balancing利用 Scheduler 去創造一個Virtual Device 將封包分散在不同的網路介面 所有ISP願意將其不同的路由器皆設定到同一個IP位置上 ECMPnEqual-Cost Multi Path Routingn以目的位置為基礎的負載平衡路由 （Destination Address-Based Load Balancing）n讓某個 Package Pattern 具有好幾種不同的路由方向 n讓某個符合路由條件的封包透過相同權重（Equal Cost）的方式或是自訂權重來選擇這個封包該走的路由。nBy session Or By packet實際應

4、用還缺乏什麼？n開源更需節流QoS (Quality of Service)n利用控制網路的延遲性 提供即時性的服務提供專屬的頻寬提供改進網路封包的遺失率保留網路頻寬來達到有效的網路服務品質n讓路由器辨別所有進出的封包並切割一個頻寬，讓最重要的封包先通過，次要的服務封包將在不影響重要的封包情況下通過。 系統基本架構nBased on Gentoo LinuxAdvanced Router、Policy Routing、Equal Cost Multi Path、Large Routing TablesnLinux ECMP Routing to do loading sharing and m

5、ulti-home routingnUse HTB Packet Schedler to do QoSnUse SNMP Protocol to do exception and error handling系統架構圖ISP 2ISP 3ISP 4中心路由器中心路由器：網路介面卡TrunkLayer 2 Switch電腦群一電腦群二eth1eth4eth2eth3eth0Layer 2 SwitchISP 1.路由器設定nip rule add prio 222 table 222ip route add default table 222 proto static nexthop via （

6、ISP1線路Gateway）dev eth1 nexthop via （ISP2線路Gateway） dev eth2 nexthop via （ISP3線路Gateway） dev eth3 nexthop via （ISP4線路Gateway）dev eth4QoS設定nlink set dev eth1 mtu 1000tc qdisc add dev eth1 root handle 1: htb default 25tc class add dev eth1 parent 1: classid 1:1 htb rate 364kbitnadd leaf classesnattach

7、qdisc to leaf classesnfilter traffic into classes by fwmarkn最後將其 MYSHAPER-OUT chain 增加到IPtables 中的 Mangle TableQoS設定範例n（設定（設定ICMP的權重在較高的位置）的權重在較高的位置）iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p udp -j MARK -set-mark 21n（設定（設定TCP port在在1024以下的權重）以下的權重）iptables -t mangle -A MYSHAPER-OUT -p tcp -dport 0:1024 -j MARK -set-mark 24路由服務路由服務路由主機RouterISP1ISP2專線ADSL1.斷線斷線2.改道改道3.ALARM 3.ALARM 通知管理員通知管理員斷線處理機制本架構優點n成本相當低廉，相當於 4 條 T1 和一台專業路由器n功能多樣化（Layer 7）n可作更多的流量監測或控管動作n任一線路斷線不受影響實際實驗n每個連線的速率大約為每秒 300 K，同時開了 4 個連線（3 Mbps的 ADSL