Žilinská univerzita > Fakulta riadenia a informatiky > Katedra informačných sietí

Príklad vyvažovania sieťovej prevádzky (EIGRP Loadballancing)




Vyvažovanie sieťovej prevádzky je technika, ktorá umožňuje rozdeľovanie prevádzky prechádzajúce cez jedno zariadenie, smerujúce do rovnakej podsiete medzi viaceré linky.

V nasledovnom príklade je uvedený prístup, ako rozdeliť sieťovú prevádzku medzi dve cesty. Súbor s projektom tohto príkladu je v prílohe k článku.

sites/default/files/file/opnet/load_balancing_opcfa.zip

 

Obr. 1 Sieťová topológia z príkladu
 

Medzi počítačom wkstnA a smerovačom RA a medzi počítačom wkstnB a smerovačom RB sú linky s priepustnosťou 100 Mbit/s. Ostatné linky medzi smerovačmi majú priepustnosť 10 Mbit/s. Ocenenie liniek (link cost) s rovnakou priepustnosťou je rovnaká. Z  wkstnA do wkstnB je vytvorený model požiadavky prevádzky s veľkosť toku 17Mbit/s.

Každému portu je priradená IP adresa (Protocols > IP > Addressing > Auto-Assign IPv4 Address). Na smerovačoch je nastavený smerovací protokol EIGRP (Protocols > IP > Routing > Configure Routing Protocols).

 

Model siete bez vyvažovania záťaže

Z uvedených predpokladov vyplýva, že by bez použitia vyvažovania záťaže generovaná prevádzka nebola schopná medzi počítačmi prejsť z dôvodu obmedzenia použitia len jednej cesty, s maximálnou priepustnosťou 10 Mbit/s.

Ak smerovač pozná viac ciest do jednej podsiete, automaticky ich využíva. V príklade bez vyvažovania siete by to bolo nežiaduce správanie. Zmenou hodnoty atribútu „Multipath Routing Threshold Balancing“ (Protocols > IP > Routing > Configure Multipath Routing Threshold Balancing) na hodnotu 1 sú síce obe cesty zapamätané, ale je využívaná len jedna.

V nasledujúcich dvoch grafoch je zobrazené množstvo prenesených bitov za sekundu cez linku medzi wkstnA a smerovačom RA, prípadne medzi wkstnB a RB.

 

Obr. 2 Množstvo bitov prenesených cez linku medzi wkstnA a RA. Os X - čas v sekundách, osi Y - množstvo prenesených bitov za sekundu

 
Obr. 3 Množstvo bitov prenesených cez linku medzi wkstnB a RB. Na osi X je čas v sekundách, na osi Y je množstvo prenesených bitov za sekundu
 

Grafy potvrdzujú predpoklad, že model topológie nie je schopný preniesť celú generovanú prevádzku z uzla wkstnA do wkstnB. Celá prevádzka je z RA smerovaná do RB a využije celú šírku pásma linky medzi RA a RD. Celá prevádzka je takto obmedzená na priepustnosť 10 Mbit/s.

 

Model siete s vyvažovaním záťaže

Ak by som nastavil, aby prevádzka by bola rovnomerne vyvažovaná medzi obidve cesty, čiže z RA do RC, a súčasne z RA do RD linky, je šanca, že veľkosť toku vystupujúceho z wkstnA by sa rovnal veľkosti toku vstupujúcemu do wkstnB.

Vyvažovanie je okrem iného zabezpečené smerovacím protokolom EIGRP, ktorý podporuje aj nerovnomerné vyvažovanie záťaže medzi linky (Protocols > IP > Routing > Configure Interface Metric Information). V príklade majú všetky linky medzi smerovačmi rovnakú váhu a teda bude prevádzka smerovačom RA do obidvoch liniek rovnomerne vyvažovaná. Okrem protokolu EIGRP zapnutého na všetkých smerovačoch, je nastavené rozkladanie záťaže založené na smerovaní paketu striedavo cez obidve linky (Protocols > IP > Routing > Configure Load Balancing > Per Packet).  Hodnotu „Multipath Routing Threshold Balancing“ je potrebné nastaviť na 2, prípadne na „Unlimited“. Ostatné parametre, ako napr. prevádzka generovaná z wkstnA do wkstnB ostali nezmenené.

Výsledky pre model siete s vyvažovaním záťaže sú na nasledujúcich grafoch.

 
Obr. 4 Grafy vyťaženia linky RA - RD a RA - RC v smere z wkstnA do wkstnB. Os x - čas v sekundách, os y – množstvo prenesených bitov za sekundu
 

Obr. 5 Graf vyťaženia linky RB - wkstnB v smere z wkstnA do wkstnB. Os x - čas v sekundách, os y – množstvo prenesených bitov za sekundu

 

Z grafov som usúdil, že model siete sa správal tak, ako som predpokladal. Prevádzka v smerovači RA rovnomerne rozdeľovaná medzi linky RA – RC a RA – RD. Množstvo bitov prenášaných z wkstnA do wkstnB je rovnaké, čiže celá prevádzka veľkosti 17 Mb/s je prenesená.