Backup und Lastverteilung (Switching) mit Beispiel

Einführung:

Parallele Leitungswege (Pfade) und deren Einfluss auf die Weiterleitung von Paketen.

Außer, dass sie Redundanz für den Fall einer Leitungsunterbrechung bereitstellen, befähigen parallele Pfade einen Router dazu, eine Lastverteilung der Pakete auf die verfügbaren Leitungen durchzuführen. Die verfügbare Bandbreite (im Bsp. 2x128 kbit/s) wird effektiv genutzt. Es gibt zwei Arten:

Paket-für-Paket-Basis

Paket-für-Paket heißt, dass der Router je ein Paket über einen der parallelen Pfade schickt, ein Pfad nach dem anderen.

Session-zu-Session-Basis

Session-zu-Session bedeutet, dass, anstatt nur auf das Zielsubnetzwerk zu achten, der Router die gesamte IP-Adresse des Zielhost speichert. Jedes Paket zu demselben Host verwendet dieselbe Verbindung.

Jede Methode hat Ihre Vor- bzw. Nachteile! Man sollte hier mögliche Übermittlungsverzögerungen einbeziehen, die evtl. die Paketreihenfolge beeinträchtigen kann.

Eigenschaften Process Switching und Fast Switching:

Process Switching (Paket-für-Paket-Lastverteilung)
Fast Switching (Ziel-für-Ziel-Lastverteilung)

Process Switching bedient sich der CPU eines Routers, d.h., um für jedes Paket, das weitergeleitet werden soll, den nächsten Sprung in der Routingtabelle nachzusehen.

Fast Switching das einen Routen-Cache der Zieladresse und der IP-Adresse des nächsten Sprungs verwendet, ist weniger belastend für die CPU. Das erste Paket, egal wohin, wird im Process Switching versendet. Danach wird ein Cache Eintrag geschrieben. Jetzt wird der Cache abgefragt, für die nächsten Pakete.

Switching-Methoden bedarf einer entsprechenden Hardware und der dazugehörenden IOS-Version!

Process Switching - Aktivierung:

interface Serial0

ip address 2.2.2.2 255.255.255.0

no ip route-cache

no ip mroute-cache

Fast Switching - Aktivierung:

interface Serial0

ip address 2.2.2.2 255.255.255.0

ip route-cache

no ip mroute-cache

Versuchsaufbau:

- zwei getrennte Leitungen (je 128 kbit/s) mit Backupfunktion und Lastverteilung

- zwei Router (DTE) mit mind. zwei synchronen seriellen Interfaces und mind. einem Ethernetanschluss

- Terminaladapter (DCE) mit X.21-Schnittstelle auf ISDN

- Router im Modus Process Switching

Beispiel einer Backuploesung mit Switching

Konfiguration des Router-1:

Router-1#sh ru
Building configuration...

Current configuration:
!
version 11.2
no service password-encryption
no service udp-small-servers
no service tcp-small-servers
!
hostname Router-1
!
!
!
!
interface Ethernet0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
no ip mroute-cache
!
interface Serial0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
no ip route-cache
no ip mroute-cache
!
interface Serial1
ip address 3.3.3.3 255.255.255.0
no ip route-cache
no ip mroute-cache
!
no ip classless
ip route 4.4.4.0 255.255.255.0 2.2.2.22
ip route 4.4.4.0 255.255.255.0 3.3.3.33
alias exec u unde all
!
line con 0
line aux 0
line vty 0 4
no login
!
end

Router-1#

Konfiguration des Router-2:

Router-2#sh ru
Building configuration...

Current configuration : 1726 bytes
!
version 12.1
service timestamps debug uptime
service timestamps log uptime
no service password-encryption
!
hostname Router-2
!
!
!
!
!
interface Ethernet1/0
ip address 4.4.4.4 255.255.255.0
!
interface Serial0/0
ip address 2.2.2.22 255.255.255.0
no ip route-cache
no ip mroute-cache
!
interface Serial0/1
ip address 3.3.3.33 255.255.255.0
no ip route-cache
no ip mroute-cache
!
!
!
!
ip classless
ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 2.2.2.2
ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 3.3.3.3
ip http server
!
alias exec u unde all
!
line con 0
line aux 0
line vty 0 4
!
end

Router-2#

Fehlersuche und Test:

Ping von 4.4.4.143 (vom Test-PC: 4 Stück) auf Interface 1.1.1.1 (Router)

Router-1#debug ip packet
IP packet debugging is on
Router-1#
IP: s=4.4.4.143 (Serial0), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial0), len 60, sending
IP: s=4.4.4.143 (Serial1), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial1), len 60, sending
IP: s=4.4.4.143 (Serial0), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial0), len 60, sending
IP: s=4.4.4.143 (Serial1), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial1), len 60, sending
Router-1#u
All possible debugging has been turned off
Router-1#

Die Leitungen werden abwechselnd benutzt (Serial 1 - Serial 0)!

Haben Sie dagegen dieses Verhalten:

Router-1#debug ip packet
IP packet debugging is on
Router-1#
IP: s=4.4.4.143 (Serial0), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial0), len 60, sending
IP: s=4.4.4.143 (Serial0), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial1), len 60, sending
IP: s=4.4.4.143 (Serial0), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial0), len 60, sending
IP: s=4.4.4.143 (Serial0), d=1.1.1.1, len 60, rcvd 4
IP: s=1.1.1.1 (local), d=4.4.4.143 (Serial1), len 60, sending
Router-1#

Ankommende Packete benutzen nur eine Leitung (Serial 0), dann haben Sie Fast Switching!

Router-1#sh ip int ser 0

Serial0 is up, line protocol is up

Internet address is 2.2.2.2/24

Broadcast address is 255.255.255.255

Address determined by non-volatile memory

MTU is 1500 bytes

Helper address is not set

Directed broadcast forwarding is enabled

Outgoing access list is not set

Inbound access list is not set

Proxy ARP is enabled

Security level is default

Split horizon is enabled

ICMP redirects are always sent

ICMP unreachables are always sent

ICMP mask replies are never sent

IP fast switching is enabled

IP fast switching on the same interface is enabled

IP multicast fast switching is disabled

Router Discovery is disabled

IP output packet accounting is disabled

IP access violation accounting is disabled

TCP/IP header compression is disabled

Probe proxy name replies are disabled

Gateway Discovery is disabled

Policy routing is disabled

Network address translation is disabled

Web Cache Redirect is disabled

Router-1#

Literatur /Quellennachweis:

www.cisco.com

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