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电信移动网络双出口解决方案

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2020年4月19日
文档仅供参考

网络双出口解决方案

在这互联网时代，信息数据的传输至关重要，这时网络连接的可靠性对一个企业而言将尤为重要，而我们一般企业现有的都是单线路（链路）连接生产网络就变得不那么给力，一旦线路故障，整个业务就瘫痪了，这将严重地影响了一个企业的生产经营。这时我们就应该考虑来解决单线路所面临的问题。
面对双线路的几种解决方案，应该如何在解决方案中选择将是接下来我们要谈论的。
一、 传统的主备线路解决方案

这是ICG网关打造了双出口网络：
1. 电信线路为主线路，出口IP为6.16.5.6；
2. 移动线路为备线路，出口IP为2.17.1.24；
3. 对内连接4台PC，分别是PC1—PC4，ICG连接这些PC的内部VLAN地址是192.168.1.1。
主备线路解决方案是最容易实现的：
1. 电信出口默认路由优于移动出口默认路由，因此在电信线路连接正常情况下，所有PC都是从电信线路访问生产网络；
2. 当电信线路发生故障，那么电信出口默认路由失效，移动出口默认路由生效，所有PC切换到移动线路访问生产网络。

如上图所示，电信线路故障，所有PC都从移动线路访问生产网络。这种方案虽然可行，可是，因为这2条线路在同一时刻只能使用1条，而我们将要同时为2条线路付费的，同时使用2条线路又不能增加带宽来获得更完美的带宽体验。因此我们对传统解决方案将需要改进，我们需要让传统解决方案变得更紧实一些。
二、让2条线路都用起来的解决方案——等价路由
在传统的解决方案中，电信、移动两条默认路由是不等价的，而是主备，电信的优于移动，如果要让2条线路都用起来，那么我们很容易想到使用等价路由，即电信、移动的默认路由是一视同仁的，选择谁做出口都一样，这个看起来的确要比传统解决方案要好一点。

在ICG网关正确的调度下，这2条链路的确都能够利用起来，而且流量能够近似于平分秋色，那这么做是不是就能够达到我们所期望的呢？我不得不说，选择这项解决方案可能过不久又会面临很多问题，有些页面会打不开，这时还不如用传统解决方案呢。
首先我们来分析下，为什么有的页面打不开，对症下药方能药到病除。我们以内部PC4访问Tektalk进行分析：

1. 假设地址为192.168.1.14的PC4对Tektalk发起访问的数据包在ICG处首先选择的是电信出口；
2. 电信出口做NAT后，Tektalk收到的访问请求来源与ICG的电信出口地址6.16.5.6，由此创立一个访问会话6.16.5.6:30000ßàTektalk:80；
3. 如果后续的数据包都选择电信出口的话，这个访问将会非常正常，可事实往往和思想出入太远。

1. 悲剧的酿成就是PC4上的同一个会话，ICG网关这次选择了移动出口；
2. Tektalk这时收到的数据包来自于2.17.1.24:40000，会话记录中没有2.17.1.24:40000ßàTektalk:80，只有6.16.5.6:30000ßàTektalk:80，因此这个数据包被丢弃了。
知道悲剧的原因之后，我们就会有对应的解决办法，这个问题早已不是什么新鲜事物了，只要在转发流程上稍作修改就可：
1. ICG网关需要维护NAT表项，如PC4访问Tektalk的表项索引即为192.168.1.14:1024ßàTektalk:80；
2. ICG网关在做转发时，对于相同表项的数据包选择固定的出接口，如将NAT表项192.168.1.14:1024ßàTektalk:80==6.16.5.6:30000ßàTektalk:80固定一段时间，后续相同会话的数据包都匹配这个表项进行转发。
这下貌似问题已经解决，实际上还是有问题，因为NAT表项是有生命的，过一段时间这个表项可能就不存在了，网络的出口还是会变成无组织无纪律的选择方式，而我们需要一个有秩序、和谐的双线路解决方案，而不是提心吊胆的。
三、 终结者——负载分担双链路

这个终结者解决方案能不能解决我们以上方案所面临的问题，接下来我来分析一下：
1. 2条链路能同时使用，一半PC优先选择电信，另外一半PC优先选择移动；
2. 2条链路为主备方式，电信线路为主，移动线路为备；
3. 但能够实现电信线路断开，所有PC选择移动线路，移动线路故障，所有PC选择电信。
下面我们来看图：

我们来一一分析：
1. 按PC选择线路，这个并不难，所有PC都有IP地址，IP地址是数字，有数字就有奇偶，我们能够规定奇数IP选择移动线路，偶数IP选择电信线路；
2. 默认路由设置和传统解决方案一致，电信路由优于移动路由。
这里可能大家会有疑问了，既然电信路由优于移动路由，那么怎么让奇数IP选择移动线路呢？这里要给大家做一个科技普及：
1. 正常的路由都是根据目的IP选路，比如根据目的Tektalk选择电信线路或者移动线路或者两者中任选一个；
2. 基于策略的路由，也叫策略路由，英文名叫PBR（ Policy Based Route），它除了根据目的IP选路外，还提供根据源IP选路的功能，这和现实生活就很像了，比如交通分流，公交车能够走专门的公交车道，民用车则不行，PBR能够先识别所有奇数IP，然后控制这些IP优先选择移动线路。
策略路由解决了选路问题，那链路备份问题怎么解决呢：
1. 由于策略路由只控制奇数IP，因此偶数IP默认情况下就是优选电信线路，电信线路Down情况下选择移动线路，这和传统解决方案一致；
2. 关键的是奇数IP，奇数IP在策略路由的控制下，优选了移动线路，PBR有一个特性，如果出接口移动线路Down，则PBR失效，奇数IP恢复正常的路由转发，选择电信线路。
我们来看一下具体的配置：
acl number 
rule permit source 0.0.0.1 255.255.255.254
#
policy-based-route mypbr permit node 5
if-match acl
apply ip-address next-hop 移动网关
#
interface vlan-interface1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
ip policy-based-route mypbr
#
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 电信网关
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 移动网关 preference 80
#