如何合理实现NetEye5200系列防火墙间的负载均衡


文:王军民 

  众所周知,防火墙支持负载均衡的部署方式不仅可以增强网络冗余性,更可以提高网络资源的利用率。但通过防火墙实现负载均衡的同时,也会因为防火墙间频繁交互连接表信息、决策分流等动作导致耗费防火墙资源过多,使得防火墙性能降低。在实际的性能测试中,我们发现,启用防火墙负载均衡功能,通常会降低防火墙20%的性能,而这种损失的降低,完全可以通过合理配置交换机来规避。下面,介绍一种通过实际测试证明有效的负载均衡方法――通过STP实现防火墙间的负载均衡。

  一、负载均衡配置方法

  STP(Sspanning-Tree Protocol)即生成树协议,通过STP结合Trunk并利用STP端口权值进行合理的设置,可以实现防火墙间的流量负载均衡。如图1所示,FW_A和FW_B的内网口、外网口分别连接在两台交换机上的TRUNK口上。


图1

  在此基础上我们进行如下的操作:

  1、 为了识别trunk数据,两台防火墙需要把接口均设置为trunk模式,并通过设置,保证来自于交换机中相应VLAN的流量正常通过;

  2、 在两台交换机上执行如下操作:

步骤命令目标
Step 1 configure terminal进入Switch 1配置状态
Step 2 vtp domain domain-name配置VTP域
Step 3 vtp mode server将Switch 1配置成VTP server
Step 4 end退出
Step 5 show vtp status验证VTP的配置
Step 6 show vlan验证VLAN
Step 7configure terminal进入配置状态
Step 8 interface fastethernet 0/1进入F0/1端口
Step 9switchport trunk encapsulation dot1q配置trunk封装
Step 10 switchport mode trunk配置成trunk
Step 11end退出
Step 12show interfaces fastethernet0/1 switchport验证VLAN配置
Step 13 在switch1上的F0/2上重复7到11步骤
Step 14 在Switch 2的F0/1,F0/2上重复7到11步骤
Step 15show vlan当trunk已经起来,在switch2上验证已经学到相关的vlan配置
Step 16configure terminal在Switch 1上进入配置状态
Step 17interface fastethernet0/1进入要配置的端口
Step 18spanning-tree vlan 2 port-priority 16将端口权值16赋与VLAN 2
Step 19exit退回
Step 20interface fastethernet0/2进入F0/2
Step 21spanning-tree vlan 3 port-priority 16将端口权值16赋与VLAN 3
Step 22end退出
Step 23show running-config验证配置
Step 24copy running-config startup-config保存配置
Step 25 在Switch 2的F0/1,F0/2上重复16到24步骤

  通过上述操作,我们实现了对交换机中不同VLAN流量的分流。

  二、网络正常情况下的流量负载说明

  通过上述的配置,我们实现了对防火墙间的负载均衡,数据流的走向如图2所示:


图2

  图2中,来自于VLAN2的数据流①会始终根据端口权值,从FW_A传输数据流,而来自于VLAN3的数据流②会始终根据端口权值,从FW_B传输数据流。

  在此期间,两台负载均衡的防火墙之间通过芯跳线来保持连接表的同步。

  【注意】本例只是通过划分两个VLAN来进行说明,在实际环境中,可以划分多个VLAN,例如说,将VLAN1—VLAN5的数据流分流到FW_A而VLAN6—VLAN8的数据流分流到FW_B。

  三、网络异常情况下的流量负载说明

  网络中存在很多不稳定的因素,上述防火墙负载均衡的部署,一旦由于链路原因导致一条网络链路中断,会怎么样呢?回答是肯定的网络仍能保持畅通。如图3所示:

  举例来说,当右边链路中断的时候,FW_B将收不到来自VLAN3的数据流②。VLAN3的数据流②会自动切换到端口权值低的Trunk接口上,通过FW_A传输到互联网上。此时,数据流①和数据流②都将通过左边的链路通信。

  同时,由于两台防火墙连接表信息实时同步,所有TCP的连接将继续保持而不会因为切换而中断。

  综上所述,通过防火墙与交换机的配合,可以很好的实现网络流量的负载均衡。当然,在我们进行配置之前,首先要了解用户网络中VLAN间的流量,根据具体流量进行配置,这样才能确保将网络流量均摊到两条链路中,真正实现网络流量的负载均衡。

 

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