28 diciembre 2012

Balanceo de carga para ISP por PCC en Mikrotik

Desde luego se conocía bien el principio de generar pequeñas cantidades de improbabilidad finita por el sencillo método de acoplar los circuitos lógicos de un cerebro submesón Bambleweeny 57 a un vector atómico de navegación suspendido de un potente generador de movimiento browniano (digamos una buena taza de té caliente); tales generadores solían emplearse para romper el hielo en las fiestas, haciendo que todas las moléculas de la ropa interior de la anfitriona dieran un salto de treinta centímetros hacia la izquierda, de acuerdo con la Teoría de la Indeterminación.

Como el título lo indica comenzaremos la tarea de realizar un balanceo de cargas 50-50 (cada una recibirá exactamente la mitad de la carga) entre dos conexiones a Internet. Esta situación es muy habitual en los WISP cuando se desea contratar varias conexiones para crear redundancia y obtener mayor ancho de banda para poder seguir vendiendo.




Traducido por http://tamax.com.ar/blog/?p=1216

Explicación

Asumimos que tenemos la siguiente configuración.

Direcciones IP

/ ip address
add address=192.168.0.1/24 network=192.168.0.0 broadcast=192.168.0.255 interface=Local
add address=10.111.0.2/24 network=10.111.0.0 broadcast=10.111.0.255 interface=wlan2
add address=10.112.0.2/24 network=10.112.0.0 broadcast=10.112.0.255 interface=wlan1

El router tiene tres interfaces: La primera es la que utilizaremos como LAN/Local a la cual se conectan todos nuestros clientes para obtener acceso al servicio, la segunda es el primer proveedor a Internet o wlan1 en donde tenemos una configuración IP estática que es lo mas conveniente a la hora de configurar este tipo de servicios, la tercera (wlan2) es nuestro segundo proveedor de servicio de Internet.

Es importante que ambas conexiones tengan IPs estáticos porque sino, el cambio de Gateway (Puerta de Enlace) nos traerá problemas mas adelante en la configuración.

Politicas de routeo

/ ip firewall mangle
add chain=input in-interface=wlan1 action=mark-connection new-connection-mark=wlan1_conn
add chain=input in-interface=wlan2 action=mark-connection new-connection-mark=wlan2_conn

Empezamos marcando los paquetes para separar las conexiones. En esta parte nos encargamos de establecer que cada conexión que entra por un WLAN sale por el mismo (un problema común anteriormente era que una conexión podía entrar por wlan1 y salir por wlan2 ocasionando intermitencia del servicio y problemas de conectividad para el usuario). Marcaremos las conexiones para recordar mas adelante las interfaces (wlan1 y wlan2).

add chain=output connection-mark=wlan1_conn action=mark-routing new-routing-mark=to_wlan1
add chain=output connection-mark=wlan2_conn action=mark-routing new-routing-mark=to_wlan2

Las lineas de comando superior asegurarán que el tráfico salga por el mismo lugar por donde entró.

add chain=prerouting dst-address=10.111.0.0/24 action=accept in-interface=Local
add chain=prerouting dst-address=10.112.0.0/24 action=accept in-interface=Local

Las políticas de routeo nos permiten forzar el tráfico a que salga por un determinado Gateway (o puerta de enlace, en este caso wlan1 o wlan2), aunque el mismo se encuentre destinado a otra dirección (distinta al Gateway). Esto prevendrá la generación de Loops y problemas de conexión para el usuario. Para evitar que esto suceda tendremos que hacer uso de la routing table.

add chain=prerouting dst-address-type=!local in-interface=Local per-connection-classifier=both-addresses:2/0 \
action=mark-connection new-connection-mark=wlan1_conn passthrough=yes
add chain=prerouting dst-address-type=!local in-interface=Local per-connection-classifier=both-addresses:2/1 \
action=mark-connection new-connection-mark=wlan2_conn passthrough=yes

Mark-routing puede ser usando solo en mangle bajo las cadenas output and prerouting, pero la cadena prerouting está capturando todo el tráfico incluso el que está dirigido al mismo router. Para evitar este problema, en dst-address-type seleccionaremos Local, inverted.

Con la ayuda de PCC (per connection clasiffier) dividiremos el tráfico en dos ramas o flujos iguales basados en el origen y destino de las direcciones.

add chain=prerouting connection-mark=wlan1_conn in-interface=Local action=mark-routing new-routing-mark=to_wlan1
add chain=prerouting connection-mark=wlan2_conn in-interface=Local action=mark-routing new-routing-mark=to_wlan2

Luego marcamos todos los paquetes de esas conexiones con una marca. Se marcará todo el tráfico que sale hacia Internet, no olvidemos que se utiliza una interfaz específica de salida pensando siempre que debe ser la misma por la cual entró.

/ ip route
add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.111.0.1 routing-mark=to_wlan1 check-gateway=ping
add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.112.0.1 routing-mark=to_wlan2 check-gateway=ping

Llegando al final, crearemos rutas, establecemos que todo el tráfico puede salir por cualquiera de las dos conexiones.

add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.111.0.1 distance=1 check-gateway=ping
add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.112.0.1 distance=2 check-gateway=ping

Para activar la opción de failover(en caso de que una conexión caiga, la siguiente asumirá toda la carga) es necesario que la ruta previa se desactive automáticamente tan pronto como sea posible. Esto se logra configurando check-gateway=ping. Esta opción censará constantemente si hay respuesta del router para pasar el tráfico, en caso de no responder, deshabilitará una de las routas hasta que el Gateway vuelva a su normalidad.

En esta parte es importante tener en cuenta que al checkear el gateway en una dirección estática previamente configurada por nosotros, es indispensable tener una dirección de IP estática para poder lograrlo. Uno de los inconvenientes que tuve personalmente con una conexión de Fibertel fue que para lograr que el IP sea fijo, previamente al entrar el Mikrotik lo pasé por un router externo, de esta manera el gateway sería la dirección de mi router.

El inconveniente aquí surge para la opción de failover. Si la conexión a Internet dejaba de responder, el Mikrotik igual seguiría teniendo conexión al Gateway porque a menos que el router se encuentre desenchufado este siempre va a responder. Esto ocacionaba que cuando se caía la conexión a Internet, el Mikrotik fuera incapaz de reconocer que estaba caída y seguía mandando tráfico por esta ruta imposibilitando la navegación.

NAT

/ ip firewall nat
add chain=srcnat out-interface=wlan1 action=masquerade
add chain=srcnat out-interface=wlan2 action=masquerade

Esta parte es muy común para todos, se debe configurar un NAT con out-interface para cada una de las conexiones que se desee balancear. Todo el tráfico que pase por nuestra red tiene la posibilidad de salir por cualquiera de las dos interface wlan.

Balanceo de ocho conexiones…

Finalmente cierro con esta parte. Balancear ocho conexiones es tan simple como hacerlo con dos. En la parte de direcciones IP solo tendremos que levantar y configurar 6 interfaces mas, en la parte mangle marcaremos desde wlan1 hasta wlan8, en la parte de pcc (ramas/strems) configuraremos el pcc desde 8/0 hasta 8/7 de manera que cada conexión recibirá una carga del 12.5%, se crearán ocho rutas junto con ocho gateways y finalmente ocho nats. No es ninguna ciencia hacerlo, solo hay que tener cuidado de ingresar bien todas las direcciones y nombres, de lo contrario tendremos un comportamiento erradico y nos tomará bastante tiempo ubicar que parte configuramos mal.

Conclusión:

Mikrotik nos permite con la ayuda de un RB493AH hacer un balanceo de hasta ocho conexiones de la misma manera que lo haría otro equipo de varios miles le dólares. Es una excelente alternativa para la los pequeños WISP que usualmente tienen problemas al ofrecer iguales anchos de banda a precios competitivos (ej: Arnet 1mb – $90).
Espero haber ayudado y animado a alguno para probar esta configuración. La misma se puede realizar en un RB433 (por sus tres puertos ether) en el que solo podremos balancear dos conexiones.

El problema es que el failover (que lo que hace es si una conexión falla, pasa todo el tráfico por la otra) es que checkea mediante PING contra un gateway. Muchos proveedores de Internet entregan IP dinámico y cuando este cambia muchas veces lo haces también el gateway. En la configuración del RouterOS al cambiar dinamicamente el gateway figurará que está caido por no ser el mismo gateway que se configuró en un principio. Tu proveedor de Internet te tiene que entregar un IP estático, así nunca cambia el IP ni el gateway y la configuración funciona como corresponde.

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