大型OSPF网络数据流分析与业务分流设计

尹向东，蒋 亿，金卓义

（湖南科技学院 计算机与通信工程系，湖南 永州 425199）

1 引言

在大型网络中在没有做过数据流分析，而且没有对OSPF做统一策略时，会出现路由器工作分配不均衡的情况.也就是说在网络中的设备与链路可能就会存在部分过于拥塞，设备负担过重，从而使得数据流的转发产生延时，可能会出现丢包的情况，从而可能严重影响到重要业务.而其它的一些链路则过于空闲，一些设备处于闲置状态，从而浪费了网络资源[1].

正是因为这样，才有必要在网络设计之初仔细研究网络中的业务数据流，才有必要做网络规划时做数据分流的策略规划，在大型网络的路由协议部署时同时布署好业务分流策略.下面我们详细介绍在OSPF网络中部署业务分流的思路与解决方案.

2 OSPF网络数据流分析

我们在此讨论的整个骨干网是在同一OSPF区域.如图1所示，一般在大型网络中都会布署HSRP双网关冗余备份.总部172.16.20.0/24子网为生产业务网络，172.16.20.0/24子网为办公业务网络，分部172.16.36.0/24子网的生产业务网络，172.16.21.0/24子网为办公业务网络.

图1 大型网络简化拓朴图

整个大型骨干网络运行OSPF路由协议，此时在总部与分部将生产与办公发布到路由域内（并配置被动接口）.如果R1与R2之间链路开销比R3与R4之间开销小，也比R5与R6之间的开销也要小.此时分析企业中网络访问的数据流，同一平面也就是总部的生产网络与分部的生产网络之间的互相访问会直接走R1-R3-R5,同理总部与分部的办公业务互访时会直接走R2-R4-R6，然而总部的生产网络访问分部的办公网络时会走R1-R2-R4-R6，同时分部的生产网络访问总部的办公网络会走R5-R3-R1-R2.最终R1-R2之间的链路会非常拥塞，而R3-R4之间,R5-R6之间的链路则会没有多少数据通过.同时R1,R3,R5会处理大量的数据，而R2,R4,R6则会相对空闲.

3 业务分流设计的步骤

3.1 业务数据流分析

对于大型网络主要满足生产与办公的需要，在网络中就存在生产网访问生产网，生产网访问办公网，办公网访问办公网等需求.在进行网络设计前，我们就要分析清楚整个企业网主要数据流.

3.2 数据流路径设计

我们根据不同的网络环境与网络性能来设计业务数据流所走的路径，把大型网络中同处于一个分部之间的流量，或大区两台路由器之间的流量定义为同一层次的流量[2].我们定义企业网络根据具体的用户业务分为不同业务平面：生产业务与办公业务，如图2所示，直观地说明层次与平面的概念.

图2 业务平面与层次定义图

4 OSPF业务分流策略部署

4.1 调整平面间链路的OSPF Cost

我们可以将图1简化为如图3所示的设备分部Cost图.

图3 设备分部链路Cost图

如图3所示，如果分部设备的性能相对较高，分部设备所承载的负担并不是很大，分部设备有很大部分资源没有被利用.此时我们调整业务分流的原则是：最小化核心设备之间流量；最小化平面之间流量.根据上述原则可得：

①链路8 Cost>平面内最长路径Cost和；

②链路 4 Cost>（链路 6＋链路 8）Cost；

③链路4 Cost<（链路6＋链路8＋链路7）Cost；

④链路 1 Cost>（链路 2＋链路 4）Cost；

⑤链路1 Cost<（链路2＋链路4＋链路3）Cost.

根据上述公式，调整平面间链路OSPF Cost如表1所示：

表1 业务分流配置表1

4.2 调整区域间汇总路由的OSPF Cost

调整区域间汇总路由的原则如下：分流业务主平面汇总路由Cost>任何区域内部所有链路Cost的和；分流业务主备汇总路由Cost差>任何区域内部所有链路Cost的和.具体的链接Cost配置如表2所示.

表2 链路Cost配置表

5 实验测试

实验环境使用GNS3模拟器模拟网络环境，关键配置命令如下：

5.1 同一平面业务访问

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数据通过的路径，满足设计要求.

5.2 不同业务平面访问测试与分析

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

不同业务平面的网络访问，要求走分部设备，最小化核心设备的流量.根据traceroute的测试结果，数据按设计的路径进行转发.

6 小结

我们通过修改接口Cost来影响OSPF对各业务网络的选路.从而使得网络中大多数据按规划的路径进行转发，同时又提供数据转发的备份路径.这样在网络运行时，各设备就能合理的分配负载，从而使得网络运行更加优化.

〔1〕Thomas M.Thomas II.OSPF网络设计解决方案(第二版)[M].人民邮电出版社，2008.

〔2〕王云,黄晓彤,杨陟卓.网络工程设计与系统集成(第2版)[M].清华大学出版社，2010.