大型OSPF網絡數據流分析與業務分流設計

尹向東，蔣 億，金卓義

（湖南科技學院 計算機與通信工程系，湖南 永州 425199）

1 引言

在大型網絡中在沒有做過數據流分析，而且沒有對OSPF做統一策略時，會出現路由器工作分配不均衡的情況.也就是說在網絡中的設備與鏈路可能就會存在部分過于擁塞，設備負擔過重，從而使得數據流的轉發產生延時，可能會出現丟包的情況，從而可能嚴重影響到重要業務.而其它的一些鏈路則過于空閑，一些設備處于閑置狀態，從而浪費了網絡資源[1].

正是因為這樣，才有必要在網絡設計之初仔細研究網絡中的業務數據流，才有必要做網絡規劃時做數據分流的策略規劃，在大型網絡的路由協議部署時同時布署好業務分流策略.下面我們詳細介紹在OSPF網絡中部署業務分流的思路與解決方案.

2 OSPF網絡數據流分析

我們在此討論的整個骨干網是在同一OSPF區域.如圖1所示，一般在大型網絡中都會布署HSRP雙網關冗余備份.總部172.16.20.0/24子網為生產業務網絡，172.16.20.0/24子網為辦公業務網絡，分部172.16.36.0/24子網的生產業務網絡，172.16.21.0/24子網為辦公業務網絡.

圖1 大型網絡簡化拓樸圖

整個大型骨干網絡運行OSPF路由協議，此時在總部與分部將生產與辦公發布到路由域內（并配置被動接口）.如果R1與R2之間鏈路開銷比R3與R4之間開銷小，也比R5與R6之間的開銷也要小.此時分析企業中網絡訪問的數據流，同一平面也就是總部的生產網絡與分部的生產網絡之間的互相訪問會直接走R1-R3-R5,同理總部與分部的辦公業務互訪時會直接走R2-R4-R6，然而總部的生產網絡訪問分部的辦公網絡時會走R1-R2-R4-R6，同時分部的生產網絡訪問總部的辦公網絡會走R5-R3-R1-R2.最終R1-R2之間的鏈路會非常擁塞，而R3-R4之間,R5-R6之間的鏈路則會沒有多少數據通過.同時R1,R3,R5會處理大量的數據，而R2,R4,R6則會相對空閑.

3 業務分流設計的步驟

3.1 業務數據流分析

對于大型網絡主要滿足生產與辦公的需要，在網絡中就存在生產網訪問生產網，生產網訪問辦公網，辦公網訪問辦公網等需求.在進行網絡設計前，我們就要分析清楚整個企業網主要數據流.

3.2 數據流路徑設計

我們根據不同的網絡環境與網絡性能來設計業務數據流所走的路徑，把大型網絡中同處于一個分部之間的流量，或大區兩臺路由器之間的流量定義為同一層次的流量[2].我們定義企業網絡根據具體的用戶業務分為不同業務平面：生產業務與辦公業務，如圖2所示，直觀地說明層次與平面的概念.

圖2 業務平面與層次定義圖

4 OSPF業務分流策略部署

4.1 調整平面間鏈路的OSPF Cost

我們可以將圖1簡化為如圖3所示的設備分部Cost圖.

圖3 設備分部鏈路Cost圖

如圖3所示，如果分部設備的性能相對較高，分部設備所承載的負擔并不是很大，分部設備有很大部分資源沒有被利用.此時我們調整業務分流的原則是：最小化核心設備之間流量；最小化平面之間流量.根據上述原則可得：

①鏈路8 Cost>平面內最長路徑Cost和；

②鏈路 4 Cost>（鏈路 6＋鏈路 8）Cost；

③鏈路4 Cost<（鏈路6＋鏈路8＋鏈路7）Cost；

④鏈路 1 Cost>（鏈路 2＋鏈路 4）Cost；

⑤鏈路1 Cost<（鏈路2＋鏈路4＋鏈路3）Cost.

根據上述公式，調整平面間鏈路OSPF Cost如表1所示：

表1 業務分流配置表1

4.2 調整區域間匯總路由的OSPF Cost

調整區域間匯總路由的原則如下：分流業務主平面匯總路由Cost>任何區域內部所有鏈路Cost的和；分流業務主備匯總路由Cost差>任何區域內部所有鏈路Cost的和.具體的鏈接Cost配置如表2所示.

表2 鏈路Cost配置表

5 實驗測試

實驗環境使用GNS3模擬器模擬網絡環境，關鍵配置命令如下：

5.1 同一平面業務訪問

SW#traceroute 10.4.32.2 source 10.4.24.2

Tracing the route to 10.4.32.2

1、10.1.24.5 72 msec 120 msec 32 msec

2、10.1.0.5 124 msec 120 msec 48 msec

3、10.1.0.22 180 msec 68 msec 228 msec

4、10.1.32.6 188 msec*232 mse

分析traceroute10.4.32.2數據通過的路徑，滿足設計要求.

5.2 不同業務平面訪問測試與分析

SW#traceroute 10.5.56.3 source 10.4.24.2

Type escape sequence to abort.

Tracing the route to 10.5.56.3

1、10.1.24.14 116 msec 28 msec 32 msec

2、10.1.24.9 60 msec 56 msec 172 msec

3、10.1.0.9 216 msec 120 msec 140 msec

4、10.1.0.26 156 msec 136 msec 156 msec

5、10.1.56.10 260 msec*248 msec

不同業務平面的網絡訪問，要求走分部設備，最小化核心設備的流量.根據traceroute的測試結果，數據按設計的路徑進行轉發.

6 小結

我們通過修改接口Cost來影響OSPF對各業務網絡的選路.從而使得網絡中大多數據按規劃的路徑進行轉發，同時又提供數據轉發的備份路徑.這樣在網絡運行時，各設備就能合理的分配負載，從而使得網絡運行更加優化.

〔1〕Thomas M.Thomas II.OSPF網絡設計解決方案(第二版)[M].人民郵電出版社，2008.

〔2〕王云,黃曉彤,楊陟卓.網絡工程設計與系統集成(第2版)[M].清華大學出版社，2010.