负载均衡(Load-Balancing)是一种转发数据包的方式，可以让路由器更好的利用所有的链路。负载均衡分为等价负载均衡(ECMP)和不等价负载均衡(UCMP)两种。(思科的CEF的负载均衡方式有per-destination和per-packet两种方式，本文不牵涉这两种方式的讨论)

l 等价负载均衡是指去往目的地的两条或多条路径的metric值相同，这些路径之间以1:1的方式平均的转发流量。

l 不等价负载均衡是指去往目的地的两条或多条路径间的metric值不同，这些路径之间以一定的比例，将流量转发出去。

 

在以前我们学习网络的时候，知道静态路由、RIP、OSPF、IS-IS只支持等价负载均衡，EIGRP和BGP既可以支持等价负载均衡，也可以支持不等价负载均衡。但随着网络的发展，接口的速率慢慢再提升2.5G、10G、40G、100G、400G速率的板卡都已经出现，板卡的换代不可能一蹴而就，所以同一时间，在网络中可能会出现不同速率的板卡接口，这时可能就需要设置不一样的cost值来标识不同的链路，等价负载均衡的话，会使某些路径一直使用，一些路径做备份(或称为低延迟路径)。所以不等价负载均衡的话，可以更好的利用所有的路径。

中间系统到中间系统IS-IS是一种内部网关协议，是电信运营商普遍采用的技术。也是SP CCIE的学习中比较重要的路由协议。

 

下面我们讨论在IOS-XR上IS-IS的负载均衡的方法。

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实验拓扑如上图，每条链路的cost值都为10，在R8上查看R1的路由(10.1.0.1/32)从两条路径可以到达，并且metric值相同，都是40，这是等价负载均衡：

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查看CEF表中这条路由的负载均衡方式(show cef 10.1.0.1 detail)，通过命令输出可以看到R4和R7是等价的，1:1的关系。


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这是IS-IS在IOS-XR的第一种负载均衡方式，也就是基本的等价负载均衡。下面我们来讨论下IS-IS第二种的负载均衡方式，使用等价的路径，但是通过weight来控制流量向直连链路发送流量的比例。好，还是相同的拓扑，我们在R8的IS-IS中，将连接R7的链路G0/0/0/1口设置weight为300，连接R4的链路G0/0/0/3口设置weight为200。

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这时我们先查看路由表，发现路由表中，路由还是等价的。


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下面我们查看cef表(show cef 10.1.0.1 detail)

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可以看到：

slot 0，weight 300，normalized_weight 3

slot 1，weight 200，normalized_weight 2

其中slot 0和1跟接口对应；weight 300和200是我们设置的值；normalized_weight是计算出来的，计算的方法为先找到最大公约数(greatest common divisor (GCD))：

1. 如果GCD不等于1，normalized_weight = weight / GCD；

2. 如果GCD等于1，则normalized_weight = (Path weight/Total weight) * Maximum bucket size；

 

我们这个配置中，G0/0/0/1配置weight为300，G0/0/0/3配置weight为200，所以GCD为100，那么G0/0/0/1的normalized_weight为3，G0/0/0/3口为2，所以G0/0/0/1口与G0/0/0/3口负载均衡的比例为3:2，可以看到3个包或流走G0/0/0/1，2个包或流走G0/0/0/3。这个就是第二种负载均衡方式，通过weight来调整等价的两条或多条路径的负载均衡比例。weight这个值，不能累加，只能本路由器直连的接口上设置才能有效。

 

下面我们来讨论第三种负载均衡方式，IS-IS的不等价负载均衡(ucmp)方式。不等价负载均衡指的是两条或多条路径的metric不一样的情况下，负载均衡的比例还是按照weight来计算，如果没有配置weight，则会根据metric值来计算weight，这次我们讨论的是路径的metric值不一样，同时配置weight的情况。首先修改下配置，修改G0/0/0/1口的metric为70，G0/0/0/3口的metric为170，之前配置的weight值不变，G0/0/0/1口的weight为300，G0/0/0/2口的weight为200。

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先查看路由表，在R8上可以看到，R1的路由(10.1.0.1)指向R7，因为从R7走metric为100，从R4走metric为200，根据最短路径的原则，放进路由表的是G0/0/0/1口指向的R7。

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查看CEF表(show cef 10.1.0.1 detail)，也是相同的结果，指向R7


9.png


下面我们在R8的IS-IS中配置ucmp，设置10.1.0.1这条路由可以做不等价负载均衡。


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配置完成后，查看路由表，可以看到10.1.0.1这条路由，两条路径不等价，也可以做负载均衡：

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继续查看CEF表，可以看到IS-IS可以继续在两个接口上以weight的比值按比例的进行负载分担。

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以上是对IOS-XR中IS-IS负载均衡方式的介绍，还有种通过metric值计算weight的方法。

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