CN102882802A

CN102882802A - 一种多wan口设备负载均衡的实现方法

Info

Publication number: CN102882802A
Application number: CN2012104063227A
Authority: CN
Inventors: 许财义
Original assignee: XIAMEN FOUR-FAITH COMMUNICATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: XIAMEN FOUR-FAITH COMMUNICATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2013-01-16

Abstract

一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，首先，为每个WAN口创建路由表；然后，在路由查找之前将数据包送到连接跟踪标记模块，得到该数据包的MARK值，并赋值给数据包的mark字段；之后，在路由查找模块中，根据mark字段，使用不同的路由表为数据包进行路由判断；最后，根据上一步骤的路由判断，处理数据包，转发或本地接收等；本发明能够实现基于LINUX系统的多WAN口设备按比例进行负载均衡的功能。

Description

一种多WAN口设备负载均衡的实现方法

技术领域

本发明涉及一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，具体与linux网络协议栈、Netfilter/Iptables的编译安装与修改、策略路由和高级路由的使用有关。

背景技术

在现有技术中，有很多WAN口设备，把原本“一对多”的WAN接入方式变

成“多对多”的方式，满足了用户更多带宽等需求。多WAN口设备主要用于增加带宽、线路备份等方面。允许用户以更经济的成本成倍增加带宽。

而当前很多WAN口设备不具备按比例进行自动负载均衡的功能，正常情况下只使用一个WAN口进行数据传输，其他WAN口单纯作为备用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，实现基于LINUX系统的多WAN口设备按比例进行负载均衡的功能。

为达到发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，首先，为每个WAN口创建路由表；然后，在路由查找之前将数据包送到连接跟踪标记模块，得到该数据包的MARK值，并赋值给数据包的mark字段；之后，在路由查找模块中，根据mark字段，使用不同的路由表为数据包进行路由判断；最后，根据上一步骤的路由判断，处理数据包，转发或本地接收等。

进一步地，连接跟踪标记模块按如下步骤完成工作：

步骤A，判断数据包所属的连接是否已经被标记，如果被标记，则取出该标记值，赋给数据包的mark字段；否则，转入步骤B；

步骤B，进入到该步骤的数据包按如下方式被标记：假设有n个WAN口，负载比例为N1：N2：…：Nn，则每连续N1+N2+…+Nn个数据包中，其中N1个数据包被标记为M1，N2个数据包被标记为M2，…，Nn个数据包被标记为Mn（注：N1，N2，…,Nn，M1,M2，…,Mn均为自然数）；

步骤C，将数据包的标记值保存到连接跟踪表中。

进一步地，路由查找的时候，根据数据包中标记值（即mark字段），使用不同的路由表进行路由判断，从而将数据包导向不同的WAN口。

采用上述技术方案，本发明能够实现基于LINUX系统的多WAN口设备按比例进行负载均衡的功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的本发明的实施方式，Netfilter/Iptables是LINUX 2.4.x/2.6.x内核集成的IP信息包过滤系统，分为Netfilter与Iptables两部分。其中Netfilter是LINUX内核IP协议栈中的一系列函数调用入口，设置在报文处理的路径上，它会在路由查找之前执行处理过程。

LINUX网络协议栈是一个层次架构的软件架构，层与层之间通过预定的接口传递报文，网络报文中包含了协议各层使用到的各种信息，在LINUX的2.4与2.6版本中采用结构sk_buff来存储报文数据。在该结构里有一个变量：mark。该变量不是包本身的一部分，而是包在穿越系统过程中由内核分配的与包相关联的一个字段。该字段只能在本地的mangle表里使用，可以与本地的高级路由功能联用，以使不同的包应用不同的策略。

连接跟踪即跟踪并记录连接状态，Linux为每一个经过网络协议栈的数据包，生成一个新的连接记录项，此后所有属于该连接的数据包都被唯一地分配给这个连接，并标识连接状态。连接跟踪是防火墙模块的状态检测的基础，同时也是地址转换中实现SNAT与DNAT的前提。CONNMARK是netfilter/iptables中的一个特性，实现了往连接跟踪记录上打标记的方法（即sk_buff中的mark字段）。

从2.2版本开始，Linux加入了高级路由机制，基于该机制Linux系统可以有多达256个路由表，且每个路由表都各自独立。同时Linux内包含一个路由策略数据库，我们可以在该库里添加一些路由规则来确定“哪类数据包”应该“根据哪个路由表”来传输。在此，我们可以使用数据包中的mark字段作为匹配条件。

下面一个双WAN口的实施实例，其按2：1分配负载：

（1）使用ip工具为两个wan口建立各自的独立路由表，编号分别为150与151；

（2）修改iptables中的MARK模块，到达该模块处理的数据包，第一个标记为150，第二个标记为150，第三个标记为151，第四个150，第五个标记为150，第六个标记为151，如此循环；

（3）应用如下两条策略路由,标记（MARK值）为150的连接使用路由表150，标记为151的使用路由表151

ip rule add fwmark 150 table 150

ip rule add fwmark 151 table 151；

（4）按如下添加数据包处理规则,第一条规则从连接跟踪记录表中取出当前数据包所属连接的MARK值，并记录在该数据包中；第二条规则则判断当前数据包所处的连接是否已打上标记，是则将数据包直接放回协议栈，否则继续执行第三条规则；第三条规则将数据包放入步骤（1）所述的MARK模块，对数据包进行循环标记；第四条规则用于保存该数据包所处连接记录信息，包括MARK值

iptables -t mangle -A PREROUTING -j CONNMARK –restore-mark

iptables -t mangle -A PREROUTING -m mark ! --mark 0 -j RETURN

iptables -t mangle -A PREROUTING -j MARK --set-mark 150

iptables -t mangle -A PREROUTING -j CONNMARK --save-mark。

本发明能够实现基于LINUX系统的多WAN口设备按比例进行负载均衡的功能。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，其特征在于：

首先，为每个WAN口创建路由表；然后，在路由查找之前将数据包送到连接跟踪标记模块，得到该数据包的MARK值，并赋值给数据包的mark字段；之后，在路由查找模块中，根据mark字段，使用不同的路由表为数据包进行路由判断；最后，根据上一步骤的路由判断，处理数据包，转发或本地接收。

2.如权利要求1所述的一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，其特征

在于：

连接跟踪标记模块按如下步骤完成工作：

步骤B，进入到该步骤的数据包按如下方式被标记：假设有n个WAN口，负载比例为N1：N2：…：Nn，则每连续N1+N2+…+Nn个数据包中，其中N1个数据包被标记为M1，N2个数据包被标记为M2，…，Nn个数据包被标记为Mn，其中，N1，N2，…,Nn，M1,M2，…,Mn均为自然数；

步骤C，将数据包的标记值保存到连接跟踪表中。

3.如权利要求1所述的一种多WAN口设备负载均衡的实现方法，其特

征在于：路由查找的时候，根据数据包中标记值，即mark字段，使用不同的路由表进行路由判断，从而将数据包导向不同的WAN口。