多路径负载均衡
网络拓扑知识：SDN网络的拓扑动态分析与优化方法
网络拓扑知识：SDN网络的拓扑动态分析与优化方法随着云计算和物联网的普及，传统的网络架构已无法满足日益增长的网络需求，网络的可扩展性和灵活度成为网络设计的主要瓶颈。
软件定义网络（SDN）的出现解决了这些问题，它提供了一种分离控制平面和数据平面的新思路，可使网络具备更高的可编程性和灵活性。
网络拓扑的优化是SDN设计的基础，本文将介绍SDN网络的拓扑动态分析与优化方法。
一、SDN网络拓扑传统网络拓扑结构通常采用集线型或树形结构，所以在网络规模逐渐扩大的情况下，操作效率和数据传输速度都会受到影响。
SDN的拓扑结构相对灵活，可适应不同规模和复杂度的网络环境。
SDN网络的拓扑结构通常包括以下三个层次。
1、物理拓扑层物理拓扑层通常指真实网络硬件的拓扑形态，包括交换机、路由器、主机等网络设备的布局和连接方式。
在SDN中，物理拓扑还涉及到各网络设备的性能信息和数据流通量等实时信息，这些信息都会影响SDN的拓扑设计和优化。
2、逻辑拓扑层逻辑拓扑层是SDN中的一个重要组成部分，它在物理拓扑基础上建立起一个逻辑网络层，用来完成网络功能的逻辑抽象。
逻辑拓扑层的构建通常会考虑到网络通信流量的需求、网络规模的大小、网络路径的优化等多种因素，只有完整的逻辑拓扑结构才能支持SDN网络的实现。
3、应用拓扑层应用拓扑层是指SDN网络中各种应用程序实现的拓扑结构，它建立在逻辑拓扑层之上，是各种网络服务的逻辑实现。
应用拓扑层根据不同的功能需求和应用场景设计不同的拓扑结构，可帮助SDN网络完成各种任务，如流量监控、安全防护、负载均衡等。
二、SDN网络拓扑动态分析SDN网络的拓扑是可动态变化的，这是与传统网络不同的特点，因此，SDN网络拓扑的动态分析是网络优化的关键环节。
动态分析可帮助网络管理员了解网络的实时状态，识别网络异常，及时调整网络拓扑，优化网络性能。
1、拓扑发现拓扑发现是SDN网络拓扑动态分析的第一步，它是指发现整个网络拓扑结构中各部分的连接关系和组成部分。
多路径路由网络负载均衡算法研究
用等多个链路性能指标 一致 化 ， 网络进行 负 载均衡 后 ， 对 利
用一致性 的指标计算 路径 的代价 ， 为路 径 的度量值 ， 作 感知 全 网络 中所有路径 的状态 ， 统筹 全局动态选 择能够 既快速又 有效 的实现通信 的最优路径 ， 避免 了只依 靠权值 和一个特性 选取最优路径 ， 成 因重 复选 取权值 和最 小 的路 径通 信 ， 造 而 导致 的通信拥塞带来 的通信实 时性不高 的问题 。实验证 明， 基于粒子群优化 的多路径路 由负载 均衡算法 ， 能够 实现多路
传统 的基于最 小权值 和 的多路径路 由通信 路径选 择算 法， 是选择路径 的权值 作 为通信 路径 的度 量值 ， 计算 得 到 的
各子链路 的权 值和作为此条路径 的代 价 ， 即各条路径 的代价
多路径 路 由是 指根 据通信用 户 的要 求 ， 当前 网络 中， 在
选取从起始路 由到 目的路 由的最优 路径 。首先 由起始 路 由
ｃ ｕ ｅｄ ｂ ｏ ｒａ －ｔ ｅ ｃ ｍｍ ｕ ｃ ｔ ｎ． Ｅｘ ｒｍｅ ｔ ｈｏ ｔ ｔ ｔ ｒｉｌ ｓ ｔｎ ｏ ｔｍ ｉａ ｉｎ ｂａ ｅ ｕｔ —ｐａｈ ａ ｓ ｙ ｌｗ ｅ ｌ ｉ ｏ ｍ ｎｉａｉ ｏ ｐｅ ｉ ｎ ｓ ｓ ｗ ｈａ ｈｅ ｐａｔｃ ｅ ｗａ ｌ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｓ ｄ ｍ ｌｉ ｔ
multipath多路径原理
multipath多路径原理Multipath多路径原理是计算机网络中常见的一种技术，它通过使用多个路由路径来传输数据，从而提高数据传输的可靠性和性能，在数据传输中起到了至关重要的作用。
下面我们将详细阐述Multipath 多路径原理。
一、多路径技术概述传统的网络中，每个网络设备只有一种传输路径，数据只能通过这条路径进行传输。
但是，在现代网络环境中，单一路径无法满足高负载和高可用性的需求。
多路径技术允许在不同的路径上重复传输数据，从而使得数据传输更加灵活和高效。
二、Multipath多路径原理Multipath多路径原理是一种基于动态路由的技术，它通过将数据流分成多个流，每个流负责在不同的路径上传输数据。
在传输过程中，数据被拆分成多个数据包，每个数据包被分发到不同的路径上，通过各种高级路由协议计算出最优路径进行传输，重新组合成完整的数据包，最终传输到另一端，从而提高数据传输的速度和可靠性。
当数据包被发送时，传输协议会通过一系列路由算法计算出最佳路径，这些算法涉及到多种因素，包括网络拥塞、路由器负载、网络拓扑、网络带宽等。
然后，数据包将沿着这条路径传输，不过如果这条路径发生了阻塞，传输协议会选择另一条路径来传输数据包，这就保证了数据的可靠性和高可用性。
三、Multipath多路径技术的优势1、提高了网络传输的可靠性。
当一个路径被阻塞时，传输协议可以动态地选择另一条可用路径来传输数据，避免了数据丢失和传输延迟的问题。
2、提高了网络传输的性能。
多路径技术允许同时使用多个路径传输数据，因此可以实现更高的传输带宽和更低的传输延迟，从而提高了网络传输的性能和吞吐量。
3、提高了网络的可扩展性。
多路径技术可以有效地对网络进行分流，避免网络过载和拥塞，提高了网络的可扩展性和可维护性。
四、Multipath多路径技术的应用1、负载均衡：多路径技术可以用于实现负载均衡，同时利用多个路径来分配网络负载，保证每个路径都得到充分利用，提高了网络的效率和可靠性。
存储 多路径软件 作用
1）冗余。为了保证存储访问的可靠性，一般至少要用2块光纤卡，通过2个FC switch，接在磁盘阵列的两个控制器上。这样，当一条path出问题，还有另一条path可访问。但是，从OS的角度看来，阵列上的某一个LUN，会有两个设备文件名与之对应（例如solaris上/dev/dsk/c5t0d0和/dev/dsk/c6t0d0）。MultiPathing软件的主要功能就是将2个设备文件虚拟成一个，OS访问时，这个设备名是2个path的。当一条path故障时，OS可以不中断地继续访问这个LUN。
一些MultiPathing软件：
EMC：PowerPath
HDS：HDLM（Hitachi Dynamic Link Manager）
HP：AutoPath（for老HP的xp系列）
HP：SecurePath（for老compaq的EVA系列）
IBM：SDD
VERITAS：DMP（vxvm的功能）
2）负载均衡。既然有2个path，那么如果某一个path只是备用就浪费了。所以MultiPathing的软件的另一个功能就是load balance（也称为Active/Active）。但这个功能不仅仅由MultiPathing软件实现，磁盘阵列本身也必需支持，否则，MultiPathing只能实现主备方式（Active/Passive）。
2，如果你有powerlink账户，你可以从上面下载很多文档，我这篇文档就是从上面下的。”
IBM：MPIO（OS的功能）
Microsink（lvm功能。这个其实也算，不过只能A/P模式，而且要手工指定另一个path，使用很不方便）
EMC Agent
1，Agent的作用是把主机的信息注册(regedit)到盘阵上，包括：hostname和IP，Agent的安装只是区分不同的操作系统，在相同的操作系统中，Agent是通用的。如果不安装Agent，可以进行手工注册，这个要根据不同的操作系统和系统版本，并根据系统的具体情况而定，没有统一的安装文档。
IP地址的多路径与负载均衡技术
IP地址的多路径与负载均衡技术在互联网的传输过程中，IP地址扮演着重要的角色。
IP地址的多路径与负载均衡技术是一种能够提高网络性能和可靠性的技术。
本文将介绍这一技术的原理、应用和优势。
一、IP地址的多路径技术IP地址的多路径技术是指在传输数据时，通过同时使用多条路径来提高网络性能。
这种技术可以在传输过程中选择最优路径，以避免单一路径的瓶颈和故障。
多路径技术可以通过以下几种方式实现：1. 多路复用通过将数据流分割成多个较小的数据包，并通过不同的路径传输，可以提高传输效率和可靠性。
接收端将收到的数据包按顺序组合，恢复原始数据。
2. 冗余路径在传输数据时，数据可以同时通过多条路径发送，以增加数据的冗余度。
这样即使某条路径出现故障，仍然可以通过其他路径正常传输数据。
3. 动态路由使用动态路由协议，网络可以自动检测和选择最优路径。
当某条路径出现故障时，动态路由可以自动调整网络拓扑，以确保数据能够通过其他路径传输。
二、IP地址的负载均衡技术IP地址的负载均衡技术是指通过合理分配网络流量，使得网络中的各个节点负载均衡，提高整个网络的性能和可靠性。
负载均衡技术可以实现以下几种方式：1. 基于DNS的负载均衡通过DNS解析，将用户请求分配到不同的服务器上。
这样可以有效避免某台服务器负载过高而导致的性能降低问题。
2. 基于网络设备的负载均衡通过使用专门的负载均衡设备，将网络流量分配到多个服务器上。
这些设备可以根据服务器的负载情况，动态调整流量的分配。
3. 基于会话的负载均衡将同一用户的请求分配到同一台服务器上，以避免会话状态的丢失。
这种负载均衡方式可以提高用户体验和应用程序的性能。
三、多路径与负载均衡技术的优势多路径与负载均衡技术在实际应用中具备以下优势：1. 提高网络性能通过同时利用多条路径和分配流量到多个服务器，可以提高网络的带宽利用率和响应速度。
用户可以更快地获取数据，提高网络传输的效率。
2. 提高网络可靠性多路径技术可以在某条路径发生故障时，自动切换到其他可用路径，保证数据的可靠传输。
路由器负载均衡技巧
路由器负载均衡技巧在现今网络互联的时代，网络上连接的设备数量越来越多，网络负载也越来越大。
对于许多中小型企业来说，拥有一台或多台路由器是必须的。
而对于企业级网络来说，网络带宽和性能往往是非常重要的。
为了最大化利用网络带宽和确保网络流量的平衡，路由器负载均衡技巧是至关重要的。
以下是一些常用的路由器负载均衡技巧：1. 多线路负载均衡技巧多线路负载均衡（Multi-WAN）是指网络管理员可以配置多个带宽不同的线路，然后通过路由器使用这些线路，以确保网络流量的平衡和最大化利用带宽。
这种方法需要路由器具有多个WAN口或支持VLAN的交换机。
如果要实现多线路负载均衡，需要配置路由器的负载均衡模式，并指定对应的线路，即可实现对不同线路的流量分配。
此外，可以设置规则以指定流量如何分配到每个线路上。
2. 负载均衡算法技巧负载均衡算法是指用于路由器分配网络流量的算法。
多线路负载均衡的实现方式通过使用负载均衡算法来实现网络流量的均衡分配。
这些算法包括：（1）最少连接：这种算法将流量分配给连接数最少的服务器。
这种算法适用于需要在连接数量之间平衡的负载均衡，例如HTTP。
（2）轮询：这种算法依次将流量分配给每个服务器。
这种算法适用于负载分布均匀的情况。
（3）IP散列：这种算法根据源IP地址将流量分配给服务器。
这种算法适用于会话保持和负载平衡之间要求平衡的应用程序。
3. 会话保持技巧在某些应用程序中，例如Web应用程序，需要确保同一个客户端的不同请求被分配到同一个服务器上。
这称为会话保持。
这个问题可以通过配置路由器来解决。
会话保持可以通过以下方法实现：（1）源地址会话保持：这种方法使用客户端的IP地址并将其与一个服务器绑定。
这意味着，每个客户端IP地址通过路由器访问的请求都会被发送到同一个服务器。
（2）Cookie会话保持：这种方法使用Cookie来确定请求应该被发送到哪个服务器。
客户端通过Cookie标识自己，并将请求发送到负载均衡器。
RouterOS多线PCC负载均衡
RouterOS多线PCC负载均衡核心提示：PCC匹配器允许分离传输流做到平衡流量的功能(能指定这个属性选择src-address, src-port, dst-address,dst-port) PCC原理PCC从一定范围内分析选择IP数据包头，通过哈西散列算法的帮助下，将选定的区域转换为32bit值PCC匹配器允许分离传输流做到平衡流量的功能(能指定这个属性选择src-address,src-port, dst-address,dst-port)PCC原理PCC从一定范围内分析选择IP数据包头，通过哈西散列算法的帮助下，将选定的区域转换为32bit值。
这个值除以指定Denominator（分母），余数将比较一个指定的余数（Remainder），如果相等这时数据包将会被捕获，你可以选择src-address, dst-address, src-port, dst-port等使用此操作。
per-connection-classifier=PerConnectionClassifier ::= [!]ValuesToHash:Denominator/Remainder Remainder ::= 0..4294967295 (integer number)Denominator ::= 1..4294967295 (integer number)ValuesToHash ::=src-address|dst-address|src-port|dst-port[,ValuesToHash*] per-connection-classifier分类器，通过判断源地址、目标地址、源端口和目标端口，对数据进行分类，如事例：这个配置将所有连接基于源地址和端口分类的3个组：/ip firewall mangle add chain=prerouting action=mark-connection new-connection-mark=1st_connper-connection-classifier=both-addresses:3/0/ip firewall mangle add chain=prerouting action=mark-connection new-connection-mark=2nd_connper-connection-classifier=both-addresses:3/1/ip firewall mangle add chain=prerouting action=mark-connection new-connection-mark=3rd_connper-connection-classifier=both-addresses:3/2per-connection-classifier=both-addresses:3/0，这条规则的含义为我们对原地址的端口进行分类，3/0为一共有3条出口，定义第一条，3/1则是第二条，以此类推。
基于MPLS流量工程的多路径约束负载均衡方法
Ｍｕｔ ｒｔ ｏ ＬｂｌＳ ｉ ｈｎ ＭＰ Ｓ ，ｉ ｐｒｎ ｈ ｄａｏ ａ ａ ｎｉｇａ ｔｅｂｇｎｉｇｏ ａ ｅ ｐ Ｉ ｏｍａ ｌ ｉ ｏ ｃｌ ａｅ ｗｔ ｉｇ（ Ｌ ） ｍ ｏｔ ｇｔｅｉ ｆ ｏｄｂ ａｃｎ ｔ ｈ ｅ ｎｎ ｆ ｔ ｓｔ ． ｎ ａｎｒ ｌ Ｐ ｏ ｃ ｉ ｅ ｌ ｌ ｉ ｐｈ ｕ
ｃｎｔ ｉｔ ａｅ ｈｒ ｓ ｐｔ ｆｓ （ Ｓ Ｆ ｏｕｉｇａ ｏ ｔｍ，ｔｅｅｉ ａｈ ｈｐｏａｉｔ ｔａ ｉ Ｃｌｎｔ ｎ ａｉｌ ｐｔ ｏｓ ａ — ｓ ｄｓｏ ｅｔ ａｈｉ ｔ Ｃ Ｐ ）ｒ ｔ ｇｒｈ ｒｎ ｂ ｔ ｒ ｎ ｌ ｉ ｈｒ ｉ ｒ ｂ ｉ ｈｔｔ ａ ｏ ｆ ｄａｆ ｓ ｅ ａ ｓ 【 ｇ ｂ ｌｙ ｌ ｉ ｅ ｂ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｗ ｌｉ ａ ｈ ｃ ｎ ｔａｎ － ａ ｅ ｏ ｄ ｂ ｌ ｎ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｅ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ Ｉ ｔｍｅ ｒｔ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｆ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｏ ｍｕ ｔ－ ｔ ｏ ｓｒ ｉｔｂ ｓ ｄ ｌａ ａａ ｃｎ ｔ ｏ ｓ ｗ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔａ ・ ｐ ・ ￣ｃ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｏ ｎ
０ 引言
在网络上实施流量工程 （ｒｆｃＥ ｇ ｅｒ ｇＴ ）提高 网络 Ｔａｉ ｎ ｎｅ ｎ ，Ｅ ， ｉ ｉ 资源的利用率和网络的整体性能已成为当前网络研究的重要课 题。Ｔ Ｅ是提高网络性能、 优化网络资源的重要手段， 也是满足网 络用户各种服务质量（ ｕｌ ｖｒｉ， ｏ ） Ｑ ａｔ ｏ Ｓｅ ｅ ＱＳ 请求的有力保证。 ｉｆ ｙ ｖ
Ｍａ．２ ０ ｕ ｒ ｏ７
基 于 ＭＰ Ｓ流量 工 程 的 多路径 约 束 负载 均衡 方 法 Ｌ
贾艳 萍 ， 孟相 如 ， 海 圆， 志 建 麻ห้องสมุดไป่ตู้郝
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Failover Driver
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IBM eServer and IBM TotalStorage systems
ADT-enabled情况下切换的总结
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我们需要解决多路径带来的问题
多路径切换软件类型
– Low level drivers: RDAC – Configurable volume manager software: Veritas Volume Manager with DMP and HP-UX LVM(PVlinks)
IBM Systems and Technology Group
DS4000 多路径负载均衡、失效恢复机制
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一般的操作系统
CPUs
Application
Operating system
我们为什么需要多路径切换软件？
将只有一份数据被存储!!!
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没有多路径切换软件情况下存在的问题
混淆 – 操作系统看到两份真实数量的磁盘 没有多路径切换软件， 没有冗余 – 没有多路径切换软件，操作系统将不知道何时它该使用多 余的路径 多路径导致操作系统认为两份磁盘是独立的， 危险 – 多路径导致操作系统认为两份磁盘是独立的，这将导致数据毁 坏或IO错误 坏或 错误
ADT-disabled 情况下的切换
隐藏了一个事实－－ 应用程序使用 LUN 0, RDAC隐藏了一个事பைடு நூலகம்－－ 隐藏了一个事实 有两条路径可以访问到这个 LUN
– 020 (当前使用的) and 130 (冗余的)
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操作系统怎样标识磁盘
Port 1 + Target 2 + and LUN 0 = disk with id 120
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ADT-enabled情况下的切换
RDAC将使用冗余路径来继续 将使用冗余路径来继续IO 将使用冗余路径来继续
– 020 (失效) and 130 (当前使用的)
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RDAC现在可以使用新的路径进行 IO 了 现在可以使用新的路径进行
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ADT-enabled情况下的切换
的访问路径坏了的时候， 接到错误报警, 当020的访问路径坏了的时候，Port 0 接到错误报警 这个错误报警会 的访问路径坏了的时候 传送到RDAC 传送到
– 操作系统通过RDAC看到四块真实数量的磁盘，它直接访问X磁盘
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一般的操作系统
安装新硬件， 安装新硬件，操作系统可能不知道该如何用
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Application ??? Host / Server ???
– ADT-enabled mode (ADT, ADT-on)
– Just re-routes I/O
主机上的多路径切换软件可以使用 ADT-enabled 或 ADT-disabled 模 式
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多路径切换软件的作用是告诉操作系统怎样使用多余的路径， 多路径切换软件的作用是告诉操作系统怎样使用多余的路径，怎样作失 效恢复
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RDAC
RDAC可以隐藏掉多余的路径 可以隐藏掉多余的路径
多数多路径切换软件将分别对待不同的逻辑盘 DS4000系列存储服务器将相应的改变不同逻辑盘的归属控制器 系列存储服务器将相应的改变不同逻辑盘的归属控制器
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为什么需要 ADT?
ADT 使DS4000系列可以灵活的与第三方提供的多路径切换软件工作 系列可以灵活的与第三方提供的多路径切换软件工作
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但是光纤磁盘是多通路的…
实际上只有四块盘
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的访问路径坏了的时候， 接到错误报警, 当020的访问路径坏了的时候，Port 0 接到错误报警 这个错误报警会 的访问路径坏了的时候 传送到RDAC 传送到
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ADT-enabled情况下的切换
逻辑盘LUN 0 的归属权切换到了 控制器上，其它没有 发生的逻辑盘 的归属权切换到了B控制器上 其它没有IO发生的逻辑盘 控制器上， 逻辑盘 没有切换
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我们为什么需要多路径切换软件？
的磁盘上， 如果两个应用同时把张三的数据存在 id为 000的磁盘上，李四的数据 为 的磁盘上 存在 id 为100的磁盘上 的磁盘上
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我们来看一下DS4000是怎样做的
操作系统看到八块独立的磁盘 020, 021, 022, 023, 130, 131, 132, 133
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