Объединение пропускной способности двух интернет каналов и простая отказоустойчивость Опции

[Decker]

Объединение пропускной способности двух интернет каналов и простая отказоустойчивость

(с) http://habrahabr.ru/blogs/linux/54748/

Есть у меня своя домашняя сеть, с linux сервером, и подключена она к интернет с помощью беспроводного соединения — на крыше антена и роутер, к серверу подключено витой парой. Все вобщем то неплохо, канал с гарантированой полосой в обоих направлениях, постоянный IP адрес, довольно надежный — падает редко. Но вот есть у него один минус — цена кусается.
Ценовая политика провайдера построена так, что для того, чтоб увеличить скорость в два раза — платить тоже надо в два раза больше. А скорости хочется больше! И надежности тоже — как то во время сильных заморозков роутеру стало «холодно» и интернета вечером и ночью небыло.
Поэтому задумал я провести домой второй интернет-канал, выбар пал на одного известного на Украине провайдера, предоставляющего доступ по ADSL. У него и тарифы недорогие и модем ADSL стоит недорого. Так я и сделал, подключился, воткнул ADLS модем в свич — все работает. Но от старого доброго беспроводного канала отказываться мне нехотелось, поэтому задумал я сделать так, чтоб интернет трафик шел сразу по обеим каналам, так, чтоб я мог воспользоваться суммарной пропускной способностью. Да еще и чтоб при падении одного канала всю нагрузку на себя брал другой.

После поиска в интернете я выснил, что есть как минимум два решения:

— на уровне файрвола раскидывать TCP сессии по разным интерфейсам. Недостатки — сайты, которые имею привязку сессий к IP адресу перестанут работать, так как последовательные запросы от одного пользователя могут приходить по разным каналам и с разных IP.
— на уровне маршрутизации раскидывать маршруты через разные интерфейсы. Проблем перового решения небудет, так как маршруты кешируются и последующие обращения к одному адресу будут идти через один и тот же интерфейс. Но балансировка будет не такая точная, и качая с одного сервера даже в несколько потоков не удастся достигнуть суммарной скорости двух каналов.

Я выбрал для себя балансировку с помощью маршрутизации, так как мне была очень важна стабильная работа всех сайтов, ну и эта функциональность уже была в моем ядре, а файрвол пришлось бы патчить.

Итак, приступим!

Для начала определим переменные:
$ cat /etc/balance/vars

Код

#!/bin/bash

# LAN interface
IF0="eth1"

# WAN interface 1
IF1="eth0"

# WAN interface 2
IF2="ppp0"

IP1="194.9.xx.xx"
IP2="`ip addr show $IF2 | grep inet | awk '{print $2}'`"

# gateway 1
P1="194.9.xx.xx"
# gateway 2
P2="195.5.xx.xx"

# LAN netmask
P0_NET="192.168.0.0/24"
# WAN1 netmask
P1_NET="194.9.xx.xx/xx"
# WAN2 netmask
P2_NET="195.5.xx.xx/xx"


TBL1="provider1"
TBL2="provider2"

# Realtive weight of channels bandwidth
W1="2"
W2="1"

Добавим в файл /etc/iproute2/rt_tables две дополнительные таблицы маршрутизации:
echo "1 provider1" >> /etc/iproute2/rt_tables
echo "2 provider2" >> /etc/iproute2/rt_tables


Теперь напишем скрипт, который будет прописывать все необходимые маршруты и правила файрвола:

cat /etc/balance/routing.sh

Код

#!/bin/bash

. /etc/balance/vars

echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward


ip route add $P1_NET dev $IF1 src $IP1 table $TBL1 > /dev/null 2>&1
ip route add default via $P1 table $TBL1 > /dev/null 2>&1
ip route add $P2_NET dev $IF2 src $IP2 table $TBL2 > /dev/null 2>&1
ip route add default via $P2 table $TBL2 > /dev/null 2>&1

ip route add $P1_NET dev $IF1 src $IP1 > /dev/null 2>&1
ip route add $P2_NET dev $IF2 src $IP2

ip route add default via $P1 > /dev/null 2>&1

ip rule add from $IP1 table $TBL1 > /dev/null 2>&1
ip rule add from $IP2 table $TBL2 > /dev/null 2>&1


ip route add $P0_NET   dev $IF0 table $TBL1 > /dev/null 2>&1
ip route add $P2_NET   dev $IF2 table $TBL1 > /dev/null 2>&1
ip route add 127.0.0.0/8 dev lo  table $TBL1 > /dev/null 2>&1
ip route add $P0_NET   dev $IF0 table $TBL2 > /dev/null 2>&1
ip route add $P1_NET   dev $IF1 table $TBL2 > /dev/null 2>&1
ip route add 127.0.0.0/8 dev lo  table $TBL2 > /dev/null 2>&1

iptables -t nat -F POSTROUTING
iptables -t nat -A POSTROUTING -s $P0_NET -o $IF1 -j MASQUERADE        
iptables -t nat -A POSTROUTING -s $P0_NET -o $IF2 -j MASQUERADE

Этот набор команд обеспечивает маршрутизацию ответов через интерфейс, на котором был получен запрос, а так же маскарадинг а обоих интерфейсах.

Теперь напишем скрипт, который будет определять, работатет ли тот или иной канал и соответственно менять записи шлюза по умолчанию.

$ cat /etc/balance/check.sh

Код

#!/bin/bash

. /etc/balance/vars

OLDIF1=0
OLDIF2=0

. /etc/balance/routing.sh
while true; do


ping -c 3 -s 100 $P1 -I $IF1 > /dev/null
if [ $? -ne 0 ]; then
  echo "Failed IF1!"
  NEWIF1=0
else
  NEWIF1=1
fi

ping -c 3 -s 100 $P2 -I $IF2 > /dev/null
if [ $? -ne 0 ]; then
  echo "Failed IF2!"
  NEWIF2=0
else
  NEWIF2=1
fi

if (( ($NEWIF1!=$OLDIF1) || ($NEWIF2!=$OLDIF2) )); then
  echo "Changing routes"

  if (( ($NEWIF1==1) && ($NEWIF2==1) )); then
  echo "Both channels"
  ip route delete default
  ip route add default scope global nexthop via $P1 dev $IF1 weight $W1 \
    nexthop via $P2 dev $IF2 weight $W2  
  elif (( ($NEWIF1==1) && ($NEWIF2==0) )); then
  echo "First channel"
  ip route delete default
  ip route add default via $P1 dev $IF1
  elif (( ($NEWIF1==0) && ($NEWIF2==1) )); then
  echo "Second channel"
  ip route delete default
  ip route add default via $P2 dev $IF2
  fi
  
else
  echo "Not changed"
fi

OLDIF1=$NEWIF1
OLDIF2=$NEWIF2
sleep 3
done

Работу канала проверяем пингуя шлюз, и если нет ответа на 3 пинга подряд — мы считаем, что канал упал, и соответственно исключаем его из таблицы маршрутизации.

Таким образом, если работают оба канала:

$ ip route
195.5.xx.xx dev ppp0 proto kernel scope link src 95.133.xx.xx
194.9.xx.xx/xx dev eth0 proto kernel scope link src 194.9.xx.xx
192.168.0.0/24 dev eth1 proto kernel scope link src 192.168.0.75
default
nexthop via 194.9.xx.xx dev eth0 weight 2
nexthop via 195.5.xx.xx dev ppp0 weight 1


Итого имеем два default gw, первый с весом 2 и второй с весом 1. Тоесть через первый канал пойдет в два раза больше трафика, чем через второй.

Для того, чтобы кастомизировать эти скрипты под ваши нужды необходимо настроить значения в файле vars, остальные скрипты практически не требуют настройки.