Динамическое перенаправление сетевого трафика

Речь в статье пойдет о том, как организовать возможность динамического переключения между сетевыми интерфейсами.

Корни вопроса начали расти из предыдущего проекта socmetr.ru, где понадобилось собирать большой объем информации из социальных сетей, и таким образом забивая единственный канал с интернетом. Анализ показал, что даже при наличии сжатия, объем поступающей информации так велик, что происходит его блокировка, при этом мощности CPU и Memory не задействованы и на 20%, а дисковая подсистема почти все время простаивает, то есть мы упёрлись в ширину канала, которую нам предоставляет провайдер.

Первая мысль была пойти экстенсивным путём и просто увеличить его возможности, немного остыв и призадумавшись, поняли, что перекладываем проблему на будущее. Само собой, возник вопрос: "Каким путём пойдем товарищи?". В результате реализовали следующую идею:

Настройка сервера

Поскольку конфигурация выглядит однообразно, имеет смысл ввести символьные обозначения, пусть:

    A₁ это первый сетевой интерфейс, A₂ — второй… A_N — поcледний
    IP₁ это IP-адрес связанный с сетевым интерфейсом A₁, IP₂ — адрес связанный с A₂… IP_N — адрес связанный c A_N
    GW₁ это IP-адрес шлюза провайдера P₁ (Provider 1), GW₂ — адрес шлюза провайдера P₂… GW_N — адрес шлюза P_N
    GW₁_NET это IP-адрес сети провайдера P₁, GW₂_NET IP-адрес сети провайдера P₂… GW_N_NET IP-адрес сети провайдера P_N

Тогда настройку можно осуществить следующим образом:

Создаем N-таблиц маршрутизации (где N - это количество подведенных каналов с интернетом)
  ip route add {GW1_NET} dev {A1} src {IP1} table T1
  ip route add default via {GW1} table T1
  ...
  ip route add {GWn_NET} dev {An} src {IPn} table Tn
  ip route add default via {GWn} table Tn

Описываем маршруты в основной таблице маршрутизации:
  ip route add {GW1_NET} dev {A1} src {IP1}
  ...
  ip route add {GWn_NET} dev {An} src {IPn}
  ip route add default via {GW1}

Описываем правила:
  ip rule add from {IP1} table T1
  ...
  ip rule add from {IPn} table Tn 

И дело в шляпе, получаем конфигурацию, которая гарантирует что все запросы к конкретному интерфейсу получат от него ответ.

Использование

Для, того чтобы обратится к разным сетевым адаптерам, необходимо задействовать конструкции конкретного языка программирования, либо использовать сторонние библиотеки. В Java, это можно сделать через сокеты, например:

socket.bind(new InetSocketAddress(InetAddress.getByName("network-adapter"), port));

Реализовав указанную схему, была получена возможность управлять полосой интернет канала в зависимости от бизнес-процессов и логики, происходящих на серверах, на разных стадиях жизненного цикла информационных систем.

Плюсы:

• возможность гибкого масштабирования интернет-канала (мы получаем возможность в любой момент нарастить или уменьшить общий интернет канал, как за счёт подключения новых провайдеров, так и за счет увеличения полосы пропускания текущих, появляется возможность планировать и прогнозировать его мощность)
• возможность управления нагрузкой, каждого из них
• возможность использования любого канала или их последовательности в любой момент времени любой подсистемой

Минусы:

• изначальные траты на покупку соответствующего оборудования
• обязательное наличие множества провайдеров интернет услуг

Возможно, кто-то уже сталкивался с подобной проблемой, и мы построили велосипед, так что критика решения только приветствуется.

Автор: blutovi

Источник