拥塞负载平衡，基于MPLS的OSPF协议

Question

我有一个路由器网络，两端有两个客户端，如下图所示。所有路由器都使用基于IP的OSPF路由协议，而在"MPLS主干“子网中的三个路由器都使用基于IP的MPLS协议OSPF，并被认为是负载均衡从jperf-c到jperf-s的流量。客户端配置为正常的ip路由(只是最近路由器的默认网关)。

我知道在实践中，负载平衡在这种情况下是无用的。但这只是一个练习，而不是一个真正的网络。当我用ATM交换机代替MPLS时，负载平衡就起作用了。然而，在MPLS路由器中，所有的TCP和UDP流量都通过R3和R5，即使存在拥塞，因此R4和R6也从未被使用过。最奇怪的是，当我从R7从R1跟踪时，数据包会通过R4和R6。

当交通拥堵的风险发生时，我如何负载平衡交通？我读过OSPF在默认情况下应该这么做，但在我的例子中它没有吗？

所有链接的成本为64，我对路由器2的配置(应该通过负载平衡重定向到R2和R4 )是：

config t
!
ip cef
!
interface Serial2/0
 ip address 192.168.0.2 255.255.255.252
 no shutdown
!
interface Serial2/1
 ip address 192.168.0.5 255.255.255.252
 no shutdown
 mpls label protocol ldp
 mpls ip
 mpls mtu 1512
 ip route-cache cef
!
interface Serial2/2
 ip address 192.168.0.9 255.255.255.252
 no shutdown
 mpls label protocol ldp
 mpls ip
 mpls mtu 1512
 ip route-cache cef
!
router ospf 1
 network 192.168.0.0 0.0.0.3 area 0
 network 192.168.0.4 0.0.0.3 area 0
 network 192.168.0.8 0.0.0.3 area 0

Answer 1

..。当我用ATM交换机代替MPLS时，负载平衡就起作用了。

这听起来不像一个平行的比较，因为路由器不关心你是通过ATM还是MPLS LSP转发，它们将以同样的方式负载平衡，假设路由器具有相同的配置。也许你在ATM上做了一些不寻常的事情，但这不是这个问题的焦点。

然而，在MPLS路由器中，所有的TCP和UDP流量都通过R3和R5，即使存在拥塞，因此R4和R6也从未被使用过。最重要的是，当我从R7的R1跟踪时，数据包经过R4和R6。

这其实并不奇怪，这就是路由的工作原理。路由是在每跳的基础上进行的；路由器没有前瞻性的智慧来预测特定路径的后续跳数的拥塞。路由协议在度量计算中不携带关于负载的信息(除了如果你用K值玩游戏，EIGRP，但是这样做会导致路径不稳定)。

尽管如此，在这种情况下，您可以使用不同的算法和强制负载平衡，使用ip load-sharing per-packet on R2 (序列化2/1和串行2/2)以及R7 (串行2/0和2/1)：

interface Serial2/1
 ip address 192.168.0.5 255.255.255.252
 no shutdown
 mpls label protocol ldp
 mpls ip
 mpls mtu 1512
 ip route-cache cef
 ip load-sharing per-packet
!
interface Serial2/2
 ip address 192.168.0.9 255.255.255.252
 no shutdown
 mpls label protocol ldp
 mpls ip
 mpls mtu 1512
 ip route-cache cef
 ip load-sharing per-packet

每包负载平衡强制路由器在目的地之间循环通信.您不应该在不考虑后果的情况下使用这是一个生产网络(通常，重新排序数据包.这会使VoIP /视频，有时也会让TCP不开心)。

每包负载平衡在实验室是很棒的，在生产中通常也是不明智的，除非您处于非常特殊的情况下，并且知道您在做什么。每个包的负载平衡也有非常不稳定的平台支持.一些思科路由器(如催化剂6500 Sup720)根本不使用每包负载平衡。

当出现拥塞的风险时，如何使MPLS主干网负载均衡流量？我读过OSPF在默认情况下应该这么做，但在我的例子中它没有吗？

正如我上面提到的，你误解了路由是如何工作的.这是个很大的话题，但我要总结一下这里最相关的信息.

默认情况下Cisco负载平衡的工作方式

默认情况下，入口标签边缘路由器(LER)处的思科路由器使用每源/每个地址列地址散列可决定采用哪条路径。你可以通过执行show ip cef exact-route [src-ip] [dst-ip].注意下面的label [FOO] TAG adj输出，它指示LDP分配的MPLS标签。

PE4#sh ip cef exact-route 192.168.4.1 192.168.0.5

192.168.4.1 -> 192.168.0.5 => label 154 TAG adj out of GigabitEthernet1/0/0, 
 addr 10.10.1.189

如果我选择了不同的源地址或目的地地址，就有可能看到选择了不同的路径.

PE4#sh ip cef exact-route 192.168.4.1 192.168.0.12

192.168.4.1 -> 192.168.0.12 => label 152 TAG adj out of GigabitEthernet1/0/1, 
 addr 10.10.1.193

如果您想看到路由器上的一般负载平衡配置，请使用show ip cef [dst] internal (借用这个博客的输出).还请注意所选的负载平衡算法(per-destination sharing)。

R2#show ip cef 10.200.4.1 internal 
10.200.4.1/32, epoch 0, flags rib only nolabel, rib defined all labels, RIB[B], refcount 5, 
 per-destination sharing
  sources: RIB 
  feature space:
   IPRM: 0x00018000
  ifnums:
   FastEthernet1/1(5): 192.168.23.3
   FastEthernet2/0(6): 172.16.23.3
  path 6896722C, path list 68991DF0, share 1/1, type recursive, for IPv4
  recursive via 10.4.4.4[IPv4:Default], fib 6894F9B0, 1 terminal fib, v4:Default:10.4.4.4/32
    path 689672A4, path list 68991E3C, share 0/1, type attached nexthop, for IPv4
      MPLS short path extensions: MOI flags = 0x0 label 19
    nexthop 172.16.23.3 FastEthernet2/0 label 19, adjacency IP adj out of FastEthernet2/0, 
     addr 172.16.23.3 686FC0A0
    path 6896731C, path list 68991E3C, share 1/1, type attached nexthop, for IPv4
      MPLS short path extensions: MOI flags = 0x0 label 19
    nexthop 192.168.23.3 FastEthernet1/1 label 19, adjacency IP adj out of FastEthernet1/1, 
     addr 192.168.23.3 686FC360
  output chain:
    loadinfo 689C4DA0, per-session, 2 choices, flags 0003, 6 locks
    flags: Per-session, for-rx-IPv4
    16 hash buckets
      < 0 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      < 1 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      < 2 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      < 3 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      < 4 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      < 5 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      < 6 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      < 7 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      < 8 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      < 9 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      <10 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      <11 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      <12 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      <13 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
      <14 > label 19 TAG adj out of FastEthernet2/0, addr 172.16.23.3 686FBF40
      <15 > label 19 TAG adj out of FastEthernet1/1, addr 192.168.23.3 686FC200
    Subblocks:
     None

Cisco与CEF负载平衡，散列在L4端口上.

在IOS 12.4中，思科向基于L4端口的负载均衡通信量引入了另一种算法。在全局配置级别使用ip cef load-sharing algorithm include-ports source destination。

负载平衡与MPLS TE

MPLS TE引入了负载平衡的另一个转折，包括路径离线优化的可能性；通常您购买一个应用程序来在网络中的各种MPLS TE隧道中执行离线负载优化。这也是一个很深的话题..。我之所以提到它，只是因为你问的是如何“自动”使用MPLS进行负载平衡。