Навантажувальне балансування в MikroTik RouterOS: основи та налаштування

В епоху зростаючих потреб у стабільному та швидкому інтернет-з'єднанні навантажувальне балансування стало критично важливою технологією. MikroTik RouterOS пропонує гнучкі можливості для реалізації балансування трафіку між кількома підключеннями до Інтернету.

Що таке навантажувальне балансування?

Навантажувальне балансування — це процес розподілу мережевого трафіку між кількома каналами зв'язку з метою оптимізації пропускної здатності, зменшення затримок та забезпечення високої доступності інтернет-послуг.

Методи балансування в MikroTik

RouterOS дозволяє використовувати кілька підходів до балансування навантаження:

• ECMP (Equal Cost Multi Path): рівномірний розподіл трафіку між кількома маршрутизаторами або інтернет-каналами з однаковою вартістю маршруту.

• PCC (Per Connection Classifier): розподіл нових з'єднань за визначеними характеристиками, такими як IP-адреса або порт.

• Nth: вибір кожного n-го з'єднання для маршрутизації через різні канали.

• Random: випадковий розподіл нових з'єднань.

ECMP (Equal Cost Multi Path) — Детальний розбір

Що таке ECMP:
ECMP (рівновартісна багатошляхова маршрутизація) — це техніка маршрутизації, яка дозволяє одному мережевому пристрою використовувати кілька маршрутів для досягнення однієї цілі, якщо ці маршрути мають однакову метрику (вартість).

Як працює:
Коли маршрутизатор має кілька маршрутів до одного пункту призначення з однаковою вартістю, він не обирає один, а натомість використовує їх усі одночасно для розподілу навантаження.

Методи розподілу трафіку:

• Хешування за комбінацією IP-адрес джерела/призначення.

• Хешування за TCP/UDP-портами.

• Рандомізація для кращого балансу трафіку.

Приклад використання:
У вас є два інтернет-канали від різних провайдерів зі швидкістю 100 Мбіт/с кожен. Завдяки ECMP весь трафік буде динамічно розподілятися між двома каналами, дозволяючи досягти сумарної швидкості близько 200 Мбіт/с.

Переваги ECMP:

• Проста реалізація на маршрутизаторі.

• Природне масштабування пропускної здатності.

• Мінімальні затримки при виході одного каналу з ладу (автоматичне перемикання).

Обмеження ECMP:

• Не гарантує постійність з'єднання для окремих сесій (пакети можуть "перескакувати").

• Вимагає однакової вартості маршрутів.

• Підходить краще для сценаріїв із високою кількістю коротких запитів.

PCC (Per Connection Classifier) — Детальний розбір

Що таке PCC:
PCC (класифікація за з'єднанням) — це технологія, що аналізує нові мережеві з'єднання і розподіляє їх за певними характеристиками, закріплюючи за конкретним інтернет-каналом.

Як працює:
Кожен новий сеанс (TCP або UDP) аналізується за обраними критеріями (IP-адреса джерела, порт тощо), і на основі цього рішення встановлюється — через який саме канал він буде проходити.

Критерії класифікації:

• IP-адреса джерела.

• IP-адреса призначення.

• Порт джерела або призначення.

• Протокол (TCP, UDP).

Приклад використання:
Сімейний роутер має два канали: один для потокового відео (YouTube, Netflix), інший — для ігор і роботи. Завдяки PCC трафік YouTube буде йти через один провайдер, а онлайн-ігри — через інший, не заважаючи один одному.

Переваги PCC:

• Постійність з'єднань (важливо для банків, VPN, ігор).

• Можливість пріоритезації різного типу трафіку.

• Гнучкість у налаштуванні класифікаторів.

Обмеження PCC:

• Ускладнене налаштування правил (особливо з багатьма каналами).

• При виході каналу з ладу сесії можуть обриватися (потрібна додаткова обробка).

Ось приклади реальної конфігурації MikroTik RouterOS для ECMP та PCC.

Конфігурація ECMP (Equal Cost Multi Path)

Задача:
Є два провайдери: ether1 і ether2. Потрібно рівномірно розподіляти вихідний трафік через обидва канали.

Приклад налаштування:

Що відбувається:

• dst-address=0.0.0.0/0 — усі маршрути (інтернет).

• gateway=192.168.88.1,192.168.89.1 — два шлюзи, через які маршрутизатор буде рівномірно розподіляти трафік.

Важливо:
Швидкість каналів має бути однаковою або схожою для ідеальної роботи ECMP.

Конфігурація PCC (Per Connection Classifier)

Задача:
Є два провайдери, і потрібно розділяти нові з'єднання на два канали на основі IP-адрес джерела.

Приклад налаштування:

1. Створюємо mangle правила для маркування трафіку:

2. Створюємо маршрути для різних каналів:

Пояснення:

• Нові з'єднання з LAN розділяються на дві групи за IP-адресою.

• Кожна група має свій власний маршрут через відповідного провайдера.

• Завдяки check-gateway=ping маршрутизатор буде знати, чи працює конкретний шлюз.

Примітки ✍️

• Для ECMP не потрібно маркувати з'єднання.

• Для PCC обов'язково маркуються з'єднання і маршрути.

• Якщо хочете мати резервний канал (автоматичний фейловер), доведеться трохи ускладнити конфігурацію (наприклад, за допомогою netwatch чи скриптів).

Налаштування навантажувального балансування

1. Додавання маршрутів

Створюються кілька маршрутів до інтернет-шлюзів з однаковими або різними пріоритетами (distance). Наприклад:

/ip route add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=192.168.88.1 add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=192.168.89.1

2. Налаштування правил балансування

В залежності від обраного методу потрібно створити правила для mangle або nat для правильного розподілу сесій.

3. Моніторинг доступності каналів

RouterOS дозволяє контролювати стан інтернет-каналів і автоматично вимикати маршрути, якщо шлюз недоступний.

Переваги балансування навантаження

• Оптимальне використання доступної пропускної здатності

• Підвищення відмовостійкості мережі

• Можливість комбінувати дешеві та дорогі канали для економії коштів

Висновок

MikroTik RouterOS пропонує потужні та гнучкі інструменти для реалізації навантажувального балансування навіть у складних мережах. Завдяки правильному налаштуванню можна забезпечити стабільний і швидкий доступ до Інтернету з мінімальними витратами.