1 成果上報申請書 成果名稱 智能 鏈路負載均衡在 出口環境下的應用 成果申報單位 中國移動通信集團江蘇 省公司 成果 承擔 部門 /分 公司 項目負責人姓名 項目負責人聯系電話和 成果專業 類別 * 數據網絡 成果研究 類別 * 網絡解決方案 省內評審 結果 * 關鍵詞索引（ 3 5 個） 能 載均衡、多 用投資 15 萬元 產品版權歸屬單位 中國移動集團江蘇公司 對企業現有標準規范的符合度： （按填寫說明 4） 符合 成果簡介 ： 簡要描 述成果 目的和意義，解決 的 問題，取得的社會和經濟效益。 由于各運營商間 聯瓶頸的存在，對于移動公司發展的 務，存在異網用戶訪問網速慢的問題。 本成果通過 口環境中智能 應用，有效地 提高了 中國電信、中國網通用戶訪問移動 站 的 速度 。 為更好地發展數據增值業務提供了好的解決辦法和思路。 省內試運行效果： 描述 成果引入后在本省 試運行 方案 、取得的效果 、推廣價值和建議 等。 本案 通過在市政府網站群項目應用智能 鏈路負載均衡技術，驗證了采用現多運營商接入方案的可行 性，為后續商務談判打下了堅實的理論和技術基礎，同時也 開拓 了我公司在 發展 務的思路和模式 。 文章主體（ 3000 字以上，可附在表格后）： 根據成果研究類別，主體內容 的 要求有差異，具體要求 見表格后的“填寫說明 5”。 智能 鏈路負載均衡在 出口環境下的應用 2 一、研究背景 由于我國目前的網絡 中國移動、 中國電信和中國網通 （現聯通）等多家 運營商 ,各自 都有大量的用戶 。 而運營商之間的 互連 帶寬有限，雖然每年都在增加互連帶寬，但還是遠遠跟不上互聯網發展的速度，因此也就形成了 不同 間 的互聯 互通瓶頸 。為此，如何有效提高中國電信、中國網通用戶訪問無錫移動 無錫市政府網站速度成為本專題需要解決的問題。 本案以構建在無錫移動 的無錫市政府網站群為例，講解智能 多 口 務中的應用。具體要求如下： a) 能優化所有的 路，即通過智能負載均衡所有流入流出鏈路的流量； b) 具備路徑健康檢查功能； c) 具備一定的安全防護、帶寬管理以及統計和報告功能。 二、 智能 術解決方案 本案通過智能 術與多 口相結合，在不改變用戶使用習慣的情況下，有效提升用戶從不同 問互聯網內容的 感知。選擇此方案，主要從如下角度考慮。 智能和普通 區別 眾所周知，我們要訪問一個網站都要預先知道該網站的域名，而且這個域名需要通過務器解析成相應的 址后才可以被我們訪問到。 對一個域名（或子域名）解析來說，普通 務器僅僅是把一個域名（或子域名）解析成一個 址，即域名（或子域名）與 址是一對一的關聯。而智能 務器則擴展了普通 務器的功能，它可以把一個域名按一定的規則解析成多個不同的址，這樣我們就可以利用智能 這個特性，人為的讓使用不同 路（國內主要是移動，電信，聯通，教育網等）的上網用戶分別解析成相應不同 址，從而實現加速網站訪問速度的功能。比如一個網站分別在網通、電信、教育網和國外都設有服務器，這時我們可以使用智能 務器來解析這個域名實現分別解析為不同的 智能 使用，可以在不改變用戶訪問域名習慣的同時，靈活地選擇被訪問資源 3 服務器的地址，從而適應用戶的網絡接入運營商，提供無互聯瓶頸的高速內容訪問， 從而解決 各大運營商間互訪 存在的 瓶頸 問題 。 智能 “雙線加速”等的區別 智能 雙線加速、 速是不同類型的技術，它們的工作方式有本質的區別，但這幾種技術又可以組合起來使用。 智能 當于一種在 析服務器上進行的負載均衡，當用戶訪問一個站點時，他的 覽器向服務器提交了一個 址，域名解析服務器就開始分析用戶的線路，如果用戶屬于電信線路，就把那個站點的電信 析給用戶，把用戶引到電信站；如果是網通也是同理。因此，服務器需要在電信、網通各有服務器和 址，這種方案的好處是兩臺服務器起到鏡像分流的作用，電信服務器只需要承擔電信線路用戶的訪問壓力，網通亦然；當然，也可以通過雙線 雙 術用一臺服務器代替這兩臺服務器。 雙線加速方式有幾種，目前比較流行的是把雙線接到機房中心路由器上，服務器只需要一個 能實現南北高速訪問，這就不需要在 務器上面做什么文章，用戶來路的判斷是交給機房設備負責的；而初期的雙線機房使用的雙線雙 速則不同，是在服務器上接雙網卡設雙 后電信網通兩條線分別接服務器的兩個網卡，這就需要配合智能 術了，其實原理跟上面說的電信、網通各一臺服務器做鏡像的工作方式一樣，依然是一個域名，根據用戶來路解析到不同 不過現在兩個 是指向同 一個服務器，只是他們走的線路屬于不同 樣有一個好處，可以免去網站數據同步的麻煩，當然也就沒有了訪問量分流的效果。 至于 速，其實就是把靜態頁面緩存到不同地區很多臺專門的緩存服務器上，然后根據用戶線路所在的地區自動選擇一個最近的緩存服務器讓用戶訪問，以此提高速度，這種方案對靜態頁面效果非常好，同時它也需要智能 幫助才能實現把用戶引導到離自己最近的緩存服務器上，所以如果服務器需要使用 速，那么修改域名的析是免不了的。 4 三、解決方案說明及測試 解決方案 根據客 戶需求及建議，我們采用了 F5 司 600 來實現智能 路負載均衡。網絡拓撲結構如圖 1 所示： 移 動 機 房政 務 外 網安 氏L i n k T r u s 府 機 房服 務 器 群V L A N 2 V L A N 36 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 2 6 / 2 7C i s c o 3 7 5 0C i s c o 3 5 6 02 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 7 / 2 8M O D P L S T a 3750 S E R I E 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1214 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2413 3 4網 通5 8 . 2 4 1 . 4 0 . 6 5 / 2 6Ca ta 560 S E L A 141 21221 2 3 4 5 6 7 8 9 101434 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24電 信6 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 2 5 / 2 76 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 5 45 8 . 2 4 1 . 4 0 . 1 2 6移 動2 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 6 / 2 8Ca ta 560 S E L A 141 21221 2 3 4 5 6 7 8 9 101434 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24N A T : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 0 0 - 2 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 5其 余 見 N A T 表路 由 : 缺 省 - 2 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 61 9 2 . 1 6 8 . 1 . X - 1 9 2 . 1 6 8 . 4 . 1 01 9 2 . 1 6 8 . 2 . X - 1 9 2 . 1 6 8 . 4 . 1 0市 政 府 機 房移 動 機 房政 務 外 網安 氏L i n k T r u s 7V L A N 2 V L A N 36 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 2 6 / 2 7C i s c o 3 7 5 0C i s c o 3 5 6 8M O D P L S T a 3750 S E R I E 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1214 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2413 3 4網 通5 8 . 2 4 1 . 4 0 . 6 5 / 2 6電 信6 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 2 5 / 2 76 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 5 45 8 . 2 4 1 . 4 0 . 1 2 6移 動2 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 6 / 2 8Ca ta 560 S E L A 141 21221 2 3 4 5 6 7 8 9 101434 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24啟 用 S N A T 、 D N S 、 策 略 路 由增 加 內 部 靜 態 路 由 表 :1 9 2 . 1 6 8 . 1 . X - 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 21 9 2 . 1 6 8 . 2 . X - 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 21 9 2 . 1 6 8 . 4 . X - 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 2市 政 府 機 房綠 盟 防 火 墻R a d w a r e S L BC i s c o 4 5 0 7服 務 器 群取 消 N A 路 由 : 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 1保 留 安 全 策 略R a d w a r e S L BC i s c o 4 5 0 7綠 盟 防 火 墻1 9 2 . 1 6 8 . 4 . 1 11 9 2 . 1 6 8 . 4 . 1 01 9 2 . 1 6 8 . 4 . 1 11 9 2 . 1 6 8 . 4 . 1 01 9 2 . 1 6 8 . 0 . 11 9 2 . 1 6 8 . 0 . 2割 接 前 網 拓 撲 割 接 后 網 絡 拓 撲Ca ta 560 S E L A 141 21221 2 3 4 5 6 7 8 9 101434 15 16 17 18 19 20 21 22 23 府 網 站 群 試 用 F 5 - L i n k c o n t r o l l e r 割 接 網 絡 拓 撲 對 比 圖圖 1 智能 鏈路負載均衡解決方案 本案例中， 入方式為：一條移動，一條網通（現聯通），一條電信出口。 防火墻外接一臺 P P 設置 含防火墻對應的接入路由器地址，這樣確保在一條鏈路出現故障時可以通過其他鏈路訪問出去。在 設置四個 信 通 移動 責連接三個不同的 部 內網的服務器相連，服務器的默認網關指向 在服務器使用了三條鏈路出口后， 要負責出站連接及入站連接。 （ 1）出站連接 為了向企業用戶訪問互聯網資源時提供高可性， 用 全網絡地址轉換）將流量動態導向最佳鏈路。 供了一個安全機制，可將不能路 5 由的內部地址轉換為可路 由的地址，并將流量導向合適的上游網關（路由器）。 利用 智能流量管理功能，可替代防火墻的 能，并保證流量可以通過與 互聯網的最佳連接往返發送。 （ 2）入站連接 量鏈路負載均衡機理： 量實現鏈路負載均衡以智能 了保證用戶 24 7 小時可用性，并且提高用戶的訪問速度， 通過智能 析功能，動態選擇最佳鏈路，將外部用戶導向駐留在站點內的資源。 P 的 能模塊將分別綁定三個 務商的公網地址，解析來自互聯網用戶的地址解析請求。后臺服務器則由 P 成集群和虛擬化成針對電信的虛擬服務器 和網通的虛擬服務器 ，移動的虛擬服務器 。 L C 內 對 l c . c h i n a w u x i . g o v . c n 域的 D N S 配 置 記 錄 w w w I N A 6 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 5 2I N A 5 8 . 2 4 1 . 4 0 . 1 2 4I N A 2 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 5 L C 會 返 回 w w w 記 錄 對 應 的 T T L C 鏈 路接 口 地 址F 5 B I G I P L i n k c o n t r o l l e r 基 于 動 態 D N S 實 現 鏈 路 均 衡 工 作 原 理 示 意 圖網 通北 京 中 科 三 方 D N S 服 務 器n s 3 . s a n f r o n t . c o m . c nn s 5 . s a n f r o n t . c o m . c 本 地 D N A 可 能 的三 個 虛 擬 服務 器 I P 地 址F 5 B I G I P L 本 地 D N S 服 務 器 向 授 權D N S ( 無 錫 電 信 D N S ) 發出 查 詢 請 求授 權 D N S ( 中 科 三 方 D N S ) 回 復 響 應 , 將w w w . c h i n a w u x i . g o v . c n 域 名 解 析 權 交 給域 名 l c . c h i n a w u x i . g o v . c n 對 應 的 N S 地址 即 F 5 B I G I P L C 的 三 個 接 口 地 址2 D N S 服 務 器 向 L C 發 送 查 詢w w w . l c . c h i n a w u x i . g o v . c n 請 求1 回 應 請 求 , 根 據 鏈 路 優 先 級 , 動 態解 析 出 域 w w w . l c . c h i n a w u x i . g o v . c 的 地 址 I P 5 服 務 器 地 址 I P 用 戶 的 請 求 , 返回 頁 面 內 容 至 用 戶6 獲 得 最 終 解 析地 址 A , 對 地 址 I P H T T P 請 求北 京 中 科 三 方 D N S 服 務 器 ( n s 3 . s a n f r o n t . c o m . c n ) 上 對c h i n a w u x i . g o v . c n 域 的 配 置 記 錄 I N S O A w w w . w s t . n e t . c n . r o o t . w s t . n e t . c n . (2 0 0 9 0 2 1 0 2 0 ; S e r i a 0 0 ; R e f r e s h S e c o n d s ( 2 H )3 6 0 0 ; R e t r y S e c o n d s ( 1 H )7 2 0 0 0 0 ; E x p i r e M i n u t e s ( 8 d 8 h )1 2 0 0 ) ; M i n i m u m T T L S e c o n d s ( 2 0 m ) w w w I N C N A M E w w w . l c . c h i n a w u x i . g o v . c n .l c I N N S c t . l c . c h i n a w u x i . g o v . c n N S c u . l c . c h i n a w u x i . g o v . c n N S c m . l c . c h i n a w u x i . g o v . c n .c t . l c I N A 6 1 . 1 7 7 . 1 1 9 . 2 5 3c u . l c I N A 5 8 . 2 4 1 . 4 0 . 1 2 5c m . l c I N A 2 2 1 . 1 7 8 . 1 8 1 . 2 2 7 用 戶 向 本 地 D N S 查 詢 域 名w w w . c h i n a w u x i . g o v . c 用 戶 D N S 向 用 戶 返回 解 析 地 址 I P I n t e r n e 智能 用 用戶解析過程 這樣對于每個用戶到來的請求， P 會分別檢測后臺服務器的狀態 ，并根據內置預建的各運營商 址段清單， 選擇最佳的鏈路提供服務，達到用戶的就近性訪問要求，并實現服務器的負載均衡。 P 回應客戶的 析請求時，可以采用 15 種動態或者靜態的決策方法中的任何一種方法并檢測鏈路的實際狀態 ，結合內建各運營商的 址段 6 表， 將 符合 客戶要求的最佳狀態的鏈路的服務器公網地址返回給客戶端，從而達到多鏈路動態負載均衡的效果。 改需求 域名注冊 通過北京中科三方網絡公司注冊 域名， 個。 修改內容包括： 的 ， 由目前的 86400（ 1 天）修改為 1200（ 20 分鐘）。 增加如下記錄： 域前綴 記錄類型 值 說明 將 定義 一個 定義 一個 定義 一個 A 定義 主機地址為 A 定義 主機地址為 A 義 主機地址為 1 名添加信息 注冊后查詢結果如圖 3 所示。 7 圖 3 名在 的登記注冊信息 的 置 在 C 上修改對 的 置： A N A N A 返回 錄對應的 前設置為 30 秒 方案優勢 本案采用 負載均衡設備，充分利用了多條 路的帶寬，使出口性能與安全性達到了最佳的平衡。方案在入網、出網及流量管理方面有出色的優勢。 600 提供從內網至 量的負載均衡，為具有多個鏈路和 供商的站點提供高可用性，消除了 歸屬的部署障礙； 系統自動屏蔽故障 路，對于用戶和 供商是透明的； 系統能夠智能均衡兩個 路流量，將用戶導向速度最快的鏈路，平衡流量以最大限度地提高鏈路利用率和吞吐率，可以使鏈路成本負載平衡將流量導向費用最低的鏈路，實現最低成本的帶寬使用，提供靈活的帶寬可擴充性并降低成本； 安全網絡地址轉換（ 智能 持雙向流量控制； 所有設備均位于集中 機房內，便于管理維護； 8 全面監視鏈路，實時觀察鏈路工作狀態和容量，實時監視統計，用以評估鏈路性能； 使用出色的分組交換技術； 務質量）提供定制化的流量控制以滿足任何業務需求； 支持傳輸所有 基于 流量及其它 量的鏈路負載平衡； 通過 覽器和 現安全和遠程管理； P 過在不同 路之間智能地進行網絡流量分配，來優化網絡帶寬的使用。其鏈路流量分配可以依據會話數、反應時間等綜合因素靈活地進行設定； P 600 不斷地監控鏈路下一節點路由器的運行狀況。假如有一路由器發生故障， P 600 會自動重新分布網絡流量，將網絡流量導向到下一節點路由器能夠正常工作的鏈路； 本方案在成本與設備性能上進行了充分的考慮，在保證設備滿足業務發展要求的前提下，盡量降低成