EIGRP不等价链路负载均衡网络方案分析与实施

摘 要：负载均衡建立在现有网络结构之上，提升了网络的数据处理能力、灵活性和可用性，具有低成本且有效透明的优点。负载均衡之一链路的负载可以极大地提高链路的传输效率和利用率，eigrp协议非常好地支持了不等价的链路负载均衡。本文针对某一网络结构，论述了EIGRP协议负载均衡的特点，分析了EIGRP协议不等价负载均衡配置方法，实现了网络架构的不等价链路的负载均衡。

关键词：负载均衡；EIGRP；网络；路由器

中图分类号：TP393 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

负载均衡建立在现有网络结构之上，扩展了网络设备和服务器的带宽、增加了吞吐量，同时提升了网络的数据处理能力、灵活性和可用性，具有低成本且有效透明的优点[1]。负载均衡在应用模式上可分为服务器负载均衡和链路负载均衡（含全局负载均衡），链路的负载均衡可以极大地提高链路的传输效率和利用率，本文重点探讨链路的负载均衡应用。

2 链路负载均衡的分类（Categories of link load

balancing）

（1）等价负载均衡

当到达目的地有多条路径时，而有多条路径的metric值一样，这时就可以做等价负载均衡，让数据包均衡转发，不过要看该路由器的转发方式，如果是快速转发方式，这种方式无用（本地产生的数据包除外）。目前，所有的路由协议都默认支持等价的负载均衡[2]。

（2）非等价负载均衡

在所有的路由协议中，只有EIGRP可以做非等价负载均衡，意思是，到达同一目的地有多条路径，而它们的度量值不一样时，可以做非等价负载均衡，可以通过设置variance值来进行不等价负载均衡，Variance命令后面带一个数字的比例值，该值表示备份路径的开销和最近路径的开销比例值不超过该值，就可以加入到不等价的负载均衡[3]。EIGRP的不等价负载均衡最大支持6条，可以启用6条路径来进行数据包的传输。但是，不能更改默认的均衡方式，即默认的traffic-share balanced命令不能被修改。

3 EIGRP协议不等价负载均衡分析（EIGRP

protocol's inequivalent load balance analysis）

EIGRP可以支持非等价负载均衡，最多支持6条，默认为4条，但非等价负载均衡功能默认为关闭状态。EIGRP只能将拓扑数据库中的备用链路放入路由表执行负载均衡，拓扑数据库中可能有多条备用链路，而且多条链路的Metric值也可能各不相同，当启用非等价负载均衡时，需要定义什么样的Metric范围可以用来负载均衡，这需要通过控制Metric的变量（Variance）值来控制，具体方法如下：

路由表中正在使用的最优路由的Metric值为FD，而拓扑数据库中备用路由的Metric值肯定是大于FD的，Variance值通过控制备用链路的Metric值与FD的倍数关系来控制[4]。就是Variance值取多少，备用链路的Metric在FD的Variance值倍数范围内就有资格执行负载均衡，例如当前FD为20，三条备用链路Metric分别为30，50，55，如果Variance值取2，那么Metric值范围在20×2=40的链路都可以执行负载均衡，所以Metric值为30的链路可以执行负载均衡，而Metric值为50和55的却不可以，因为大于40，只有当Variance值取3时，Metric值范围在20×3=60的链路才可以执行负载均衡，所以Metric值为50和55只有在Variance值取3时才可以执行负载均衡[5]。

4 EIGRP不等价负载均衡方案规划和实现

（Planning and implementation of EIGRP

protocol's inequivalent load balance program）

4.1 方案基本情况

本项目规划从pc0走到pc1有上边和下班两条路径可以选择。初始状态下，上下两条路径开销相等，EIGRP协议默认启用等价负载均衡将这两条路径都作为最佳路径添加到路由表中。

现在，将上边的路径带宽设置小一点，那么最佳路径是下面的路径，上面的路径是第二佳的路径。这时，启用EIGRP协议的不等价的负载均衡，将这两条路径都添加到路由表中。

4.2 方案的总体规划

本系统一共4个路由器，通过配置EIGRP协议让pc0可以访问pc1。4个路由器两两相互连接，他们之间广域网线路所在的网段分别为200.1.1.0/24、201.1.1.0/24、202.1.1.0/24和203.1.1.0/24。默认情况下，上下两条路径开销相同，现在将R1和R2之间的广域网线路带宽设置小一点，为原来带宽的一半。配置EIGRP协议的不等价负载均衡功能，将上下两条路径都加入到EIGRP的路由表中。最后，pc0和pc1之间的访问可以通过上下两条路径来进行，提高了传输的效率和链路的利用率。

整个系统的拓扑图如图1所示。

图1 系统拓扑图

Fig.1 System topology

4.3 方案的实现

（1）先配置各个接口IP地址

以R1为例，广域网线路封装ppp协议，其他路由器类似。其代码如下：

Interface fastEthernet0/0

Ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Interface Serial1/0

Ip address 200.1.1.1 255.255.255.0

Encap ppp

Clock rate 9600

Interface Serial1/1

Ip address 203.1.1.2 255.255.255.0

Encap ppp

配置R1的局域网口和广域网口的IP地址，其中R1的局域网口IP地址作为pc0的默认网关。其他路由器接口IP配置类似。

（2）修改R1和R2之间的带宽

修改R1和R2之间广域网线路的带宽，先使用show int s1/0查看其默认的带宽值，然后使用bandwidth命令修改带宽值。其代码如下所示：

Interface Serrial1/0

Bandwidth 64

（3）EIGRP协议的配置

启用EIGRP协议，使用network命令通告周围的网络号。EIGRP协议默认启用等价的负载均衡功能，不等价的负载均衡功能默认情况下关闭，可以在EIGRP协议配置模式下使用variance命令开启。Variance命令后面带一个数字的比例值，该值表示备份路径的开销和最近路径的开销比例值不超过该值，就可以加入到不等价的负载均衡。其代码如下所示：

Router eigrp 1

Network 200.1.1.0

Network 192.168.1.0

Network 203.1.1.0

Router eigrp 1

Variance 10

（4）系统测试结果

最后，设置pc0的IP地址为192.168.1.2默认网关为192.168.1.1。打开PC机的DOS窗口，使用ping命令测试内部网到外网的连通性，发出四个数据包，收到四个数据包，数据通信正常。然后，显示R1的路由表，找到192.168.2.0的目标网段，发现有两个下一跳IP地址，代表到该目标网段有两条路径可以到达，如图2所示。然后，从pc0发数据包给pc1，在路由器配置软件上使用抓包工具，发现有的数据包走下边的路径，有的数据包走上面的路径，达到了EIGRP的不等价负载均衡的效果，如图3所示。

图2 路由表结果

Fig.2 The routing table results

图3 负载均衡效果

Fig.3 Load balance effect

5 结论（Conclusion）

负载均衡技术在网络技术中非常重要，路由协议中，只有EIGRP协议可以实现不等价负载均衡。本文重点论述了EIGRP不等价负载均衡技术，并且讨论了在什么情况下备份链路可以加入到负载均衡链路中。最后，系统成功让两边的客户端通过多条不等价的链路通信。

参考文献（References）

[1] 肖涛，何怀文，程东.《计算机网络》中EIGRP协议DUAL算法 的实验教学设计[J].现代计算机：上下旬，2014，8：47-50.

[2] 杨晓琪，夏超群.路由协议实现网络中非等价负载平衡[J].教 育技术导刊，2008，7：78-79.

[3] 黎小花.路由协议在移动通信中的应用研究[J].计算机光盘软 件与应用，2013，7：280-281.

[4] 高光勇，尧时茂，蔡报勤.网络环境和参数对EIGRP负载均衡 的影响[J].通信技术，2007，12：340-342.

[5] 杨晓琪，夏超群.路由协议实现网络中非等价负载平衡[J].软 件导刊，2008，7：150-153.

作者简介：

邓 超（1979-），男，硕士，讲师.研究领域：计算机网络通 讯，计算机学科教学.