浮动静态路由及负载均衡

浮动静态路由及负载均衡

原理概述

浮动静态路由(Floating Static Route)是一种特殊的静态路由，通过配置去往相同的目的网段，但优先级不同的静态路由，以保证在网络中优先级较高的路由，即主路由失效的情况下，提供备份路由。正常情况下，备份路由不会出现在路由表中。

负载均衡(Load sharing)，当数据有多条可选路径前往同一目的网络，可以通过配置相同优先级和开销的静态路由实现负载均衡，使得数据的传输均衡地分配到多条路径上，从而实现数据分流、减轻单条路径负载过重的效果。而当其中某一条路径失效时，其他路径仍然能够正常传输数据，也起到了冗余作用。

实验目的

●理解浮动静态路由的应用场景

●掌握配置浮动静态路由的方法

●掌握测试浮动静态路由的方法

●掌握配置静态路由负载均衡的方法

●掌握测试静态路由负载均衡的方法

实验内容

R2为某公司总部，R1与R3是两个分部，主机PC-1与PC-2所在的网段分别模拟两个分部中的办公网络。现需要总部与各个分部、分部与分部之间都能够通信，且分部之间在通信时，之间的直连链路为主用链路，通过总部的链路为备用链路。本实验使用浮动静态路由实现需求，并再根据实际需求实现负载均衡来优化网络。

实验拓扑

实验步骤

1.基本配置

根据实验编址表进行相应的基本配置，并使用ping命令检测各直连链路的连通性。

其余直连网段的连通性测试省略。

2.实现两分部间、总部与两分部间的通信

在R1上配置目的网段为主机PC-2所在网段的静态路由，在R3上配置目的网段为主机PC-1所在网段的静态路由,在R2上配置目的网段分别为主机PC-1和PC-2所在网段的静态路由。

配置完成后，在R1上查看路由表。

可以观察到，在R1的路由器中存在以主机PC2所在网段为目的的网段的路由器条目，且下一跳路由器为R3。

测试主机PC1与主机PC2之间的连通性。

通信正常，这时可以通过在主机PC-1上使用tracert命令测试所经过的网关。

通过观察发现数据包是经过R1和R3到达主机PC-2的。

同样在主机PC-2和R3上进行查看，首先在R3上查看路由表。

在R3的路由表中存在以主机PC1所在网段为目的网段的路由条目，且下一跳路由器为R1。

在主机PC2上测试与主机PC1的连通性。

可以观察到通信正常。在主机PC2上测试访问主机PC1所经过的网关。

可以验证数据包是经过R3和R1到达主机PC1的。

在总部路由器R2上测试与分部的连通性。

通过测试，总部路由器R2能够正常访问两个分部主机PC1和PC2的网络。

3.配置浮动静态路由实现路由备份

通过上一步骤的配置,现在网络搭建已经初步完成。现需要实现当两分部间通信时，直连链路为主用链路，通过总部的链路为备用链路，即当主用链路发生故障时，可以使用备用链路保障两分部网络间的通信。这里使用浮动静态路由实现网络冗余。

在R1上配置静态路由，目的网段为主机PC-2所在网段，掩码为24位，下一跳为R2，将路由优先级设置为100 (默认是60)。

配置完成后，查看路由器R1的路由表。

发现路由表此时没有发生任何变化，使用display ip routing table protocol static命令仅查看静态路由的路由信息。

可以观察到目的地址为PC-2所在网段的两条优先级为100 和60的静态路由条目都已经存在。

现在R1上去往相同的目的网段存在有两条不同路由条目，首先会比较它们的优先及， 优先级高的，即对应的优先级数值较小的路由条目将被选为主用路由。通过比较，优先级数值为60的条目优先级更高，将被R1使用，放入路由表中，状态为Active;而另一条路由状态则为Inactive, 作为备份，不会被放入路由表。只有当Active的路由条目失效时，优先级为100的路由条目才会被放入路由表。

在R3上做和R1同样的对称配置。

接下来，将路由器R1的S 1/0/1接口关闭，验证使用备份链路。

配置完成后，查看路由器R1的路由表，并使用display ip routing table protocol static命令查看。

可以观察到，现在优先级为100的路由条目已经添加到路由表中。

可以观察到，现在优先级为100的条目为Active状态，优先级为60的条目为Inactive状态。

测试主机PC1与PC2间的通信。

通信正常，再使用tracert命令查看此时PC1与PC2通信时所经过的网关。

再次验证了此时两分部之间通信时已经使用了备用链路。

4.通过负载均街实现网络优化

公司网络管理员发现分部之间业务往来越来越多，网络流量剧增，主用链路压力非常大，而总部与两分部间的网络流量相对较少，即备用链路上的带宽多处在闲置状态。此时可以通过配置实现负载均衡，即同时利用主备两条链路来支撑两分部间的通信。

恢复R1上的S 1/0/1接口，并配置目的网段为主机PC-2所在网段，掩码为24位，下一跳为R2,优先级不变。

使用display ip routing-table命令查看R1上的路由表。

配置完成后，可以观察到现在去往192.168.20.0网段拥有两条下一跳不同的路由条目，即实现了负载平衡。

测试主机PC1与PC2间的通信。

可以观察到，通信正常。

在R3上做和R1同样的对称配置。

配置完成后，能够在R3的路由表中观察到与R1路由表相同的情况。

通过配置针对相同目的地址但优先级值不同的静态路由，可以在路由器上实现路径备份的功能。而通过配置针对相同目的地址且优先级值相同的静态路由，不仅互为备份还能实现负载均衡。

思考

在本实验的步骤3和步骤4中，如果不在R3上做和RI同样的对称配置，会产生什么样的现象?为什么？

完成负载均衡的配置之后，可以在RI上的s 1/0/0和s 1/0/1两个接口上启用抓包工具，且在主机PC-1上ping主机PC-2,观察R1的两个接口上的现象，解释为什么会产生这样的现象。