इंटरनेट चैनलों का वास्तविक योग - OpenMPTCPRouter

क्या कई इंटरनेट चैनलों को एक में जोड़ना संभव है? इस विषय को लेकर बहुत सारी गलतफहमियाँ और मिथक हैं, यहाँ तक कि अनुभवी नेटवर्क इंजीनियर भी अक्सर नहीं जानते कि यह संभव है। अधिकांश मामलों में, लिंक एकत्रीकरण को ग़लती से NAT संतुलन या फ़ेलओवर कहा जाता है। लेकिन वास्तविक सारांश इसकी अनुमति देता है सभी इंटरनेट चैनलों पर एक साथ एक ही टीसीपी कनेक्शन चलाएँउदाहरण के लिए, वीडियो प्रसारण ताकि यदि कोई इंटरनेट चैनल बाधित हो, तो प्रसारण बाधित न हो।

वीडियो प्रसारण के लिए महंगे व्यावसायिक समाधान हैं, लेकिन ऐसे उपकरणों की कीमत बहुत अधिक किलोबक्स है। आलेख मुफ़्त, खुले पैकेज OpenMPTCPRouter के कॉन्फ़िगरेशन का वर्णन करता है, और चैनल सारांश के बारे में लोकप्रिय मिथकों से निपटता है।

सारांश चैनलों के बारे में मिथक

ऐसे कई होम राउटर हैं जो मल्टी-डब्ल्यूएएन फ़ंक्शन का समर्थन करते हैं। कभी-कभी निर्माता इस चैनल को संक्षेप कहते हैं, जो पूरी तरह सच नहीं है। कई नेटवर्कर्स का मानना ​​है कि इसके अलावा एलएसीपी और L2 परत पर योग, कोई अन्य चैनल एकत्रीकरण मौजूद नहीं है। मैंने अक्सर सुना है कि टेलीकॉम में काम करने वाले लोगों से यह आम तौर पर असंभव है। इसलिए आइए लोकप्रिय मिथकों को समझने का प्रयास करें।

आईपी ​​​​कनेक्शन के स्तर पर संतुलन

यह एक ही समय में कई इंटरनेट चैनलों का उपयोग करने का सबसे किफायती और लोकप्रिय तरीका है। सरलता के लिए, आइए कल्पना करें कि आपके पास तीन आईएसपी हैं, जिनमें से प्रत्येक आपको अपने नेटवर्क से एक वास्तविक आईपी पता देता है। ये सभी प्रदाता मल्टी-डब्ल्यूएएन फ़ंक्शन के समर्थन के साथ एक राउटर से जुड़े हुए हैं। यह mwan3 पैकेज, mikrotik, ubiquiti, या किसी अन्य घरेलू राउटर के साथ OpenWRT हो सकता है, क्योंकि अब यह विकल्प असामान्य नहीं है।

स्थिति का अनुकरण करने के लिए, कल्पना करें कि प्रदाताओं ने हमें निम्नलिखित पते दिए हैं:

WAN1 — 11.11.11.11
WAN2 — 22.22.22.22
WAN2 — 33.33.33.33

यानी किसी रिमोट सर्वर से कनेक्ट करना example.com प्रत्येक प्रदाता के माध्यम से, दूरस्थ सर्वर क्लाइंट के तीन स्वतंत्र स्रोत आईपी देखेगा। संतुलन आपको लोड को चैनलों में विभाजित करने और एक ही समय में उन तीनों का उपयोग करने की अनुमति देता है। सरलता के लिए, आइए कल्पना करें कि हम लोड को सभी चैनलों के बीच समान रूप से विभाजित करते हैं। परिणामस्वरूप, जब कोई ग्राहक सशर्त रूप से तीन छवियों वाली साइट खोलता है, तो वह प्रत्येक छवि को एक अलग प्रदाता के माध्यम से डाउनलोड करता है। साइट की ओर, यह तीन अलग-अलग आईपी से कनेक्शन जैसा दिखता है।

कनेक्शन स्तर पर संतुलन बनाते समय, प्रत्येक टीसीपी कनेक्शन एक अलग प्रदाता के माध्यम से जाता है।

यह बैलेंसिंग मोड अक्सर उपयोगकर्ताओं के लिए समस्याएँ पैदा करता है। उदाहरण के लिए, कई साइटें क्लाइंट के आईपी पते पर हार्ड-वायर कुकीज़ और टोकन भेजती हैं, और यदि यह अचानक बदल जाता है, तो अनुरोध हटा दिया जाता है या क्लाइंट साइट पर लॉग आउट हो जाता है। इसे अक्सर क्लाइंट-बैंक सिस्टम और अन्य साइटों पर सख्त उपयोगकर्ता सत्र नियमों के साथ पुन: प्रस्तुत किया जाता है। यहां एक सरल उदाहरण दिया गया है: VK.com में संगीत फ़ाइलें केवल एक वैध सत्र कुंजी के साथ उपलब्ध हैं जो आईपी से जुड़ी है, और ऐसे संतुलन का उपयोग करने वाले ग्राहक अक्सर ऑडियो नहीं चलाते हैं, क्योंकि अनुरोध उस प्रदाता के माध्यम से नहीं जाता है जिसके पास है सत्र बाध्य है.

टोरेंट डाउनलोड करते समय, कनेक्शन स्तर पर संतुलन सभी चैनलों की बैंडविड्थ का योग करता है

इस तरह का संतुलन आपको कई कनेक्शनों का उपयोग करते समय इंटरनेट चैनल की गति का योग प्राप्त करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, यदि तीनों प्रदाताओं में से प्रत्येक की गति 100 मेगाबिट्स है, तो टोरेंट डाउनलोड करते समय हमें 300 मेगाबिट्स मिलेंगे। क्योंकि टोरेंट बहुत सारे कनेक्शन खोलता है जो सभी प्रदाताओं के बीच वितरित होते हैं और अंततः पूरे चैनल का उपयोग करते हैं।

यह समझना महत्वपूर्ण है कि एक एकल टीसीपी कनेक्शन हमेशा केवल एक प्रदाता के माध्यम से जाएगा। यानी अगर हम HTTP के जरिए एक बड़ी फाइल डाउनलोड करते हैं तो यह कनेक्शन किसी एक प्रोवाइडर के जरिए बनेगा और अगर इस प्रोवाइडर से कनेक्शन टूट जाता है तो डाउनलोड भी टूट जाएगा।

एक कनेक्शन हमेशा केवल एक इंटरनेट चैनल का उपयोग करेगा

यह वीडियो प्रसारण के लिए भी सत्य है। यदि आप कुछ सशर्त ट्विच पर स्ट्रीमिंग वीडियो प्रसारित करते हैं, तो आईपी कनेक्शन के स्तर पर संतुलन बनाने से कोई विशेष लाभ नहीं मिलेगा, क्योंकि वीडियो स्ट्रीम एक आईपी कनेक्शन के भीतर प्रसारित किया जाएगा। इस स्थिति में, यदि WAN 3 प्रदाता को संचार समस्याएँ होने लगती हैं, जैसे पैकेट हानि या मंदी, तो आप तुरंत किसी अन्य प्रदाता पर स्विच नहीं कर पाएंगे। प्रसारण को रोकना होगा और पुनः कनेक्ट करना होगा।

सच्चा चैनल सारांश

चैनलों का वास्तविक योग सभी प्रदाताओं के माध्यम से एक बार में सशर्त ट्विच के लिए एक कनेक्शन शुरू करना संभव बनाता है ताकि यदि कोई भी प्रदाता टूट जाए, तो कनेक्शन बाधित नहीं होगा। यह आश्चर्यजनक रूप से कठिन समस्या है, जिसका अभी भी कोई इष्टतम समाधान नहीं है। बहुतों को यह भी नहीं पता कि यह संभव है!

पिछले उदाहरणों से, हमें याद है कि सशर्त ट्विच सर्वर केवल एक स्रोत आईपी पते से हमसे वीडियो स्ट्रीम प्राप्त कर सकता है, जिसका अर्थ है कि यह हमेशा हमारे साथ स्थिर रहना चाहिए, भले ही कौन से प्रदाता बंद हो गए हों और कौन से काम करते हों। इसे प्राप्त करने के लिए, हमें एक सारांश सर्वर की आवश्यकता है जो हमारे सभी कनेक्शनों को समाप्त कर देगा और उन्हें एक में विलय कर देगा।

सारांश सर्वर सभी चैनलों को एक सुरंग में एकत्रित करता है। सभी कनेक्शन समन सर्वर के पते से उत्पन्न होते हैं

यह योजना सभी प्रदाताओं का उपयोग करती है, और उनमें से किसी को भी अक्षम करने से ट्विच सर्वर के साथ संचार का नुकसान नहीं होगा। वास्तव में, यह एक विशेष वीपीएन सुरंग है, जिसके हुड के नीचे एक साथ कई इंटरनेट चैनल हैं। ऐसी योजना का मुख्य कार्य उच्चतम गुणवत्ता वाला संचार चैनल प्राप्त करना है। यदि प्रदाताओं में से किसी एक पर समस्याएं शुरू होती हैं, पैकेट हानि, देरी में वृद्धि होती है, तो इससे किसी भी तरह से संचार की गुणवत्ता प्रभावित नहीं होनी चाहिए, क्योंकि लोड स्वचालित रूप से उपलब्ध अन्य बेहतर चैनलों पर वितरित किया जाएगा।

वाणिज्यिक समाधान

यह समस्या लंबे समय से उन लोगों के लिए चिंता का विषय रही है जो कार्यक्रमों का सीधा प्रसारण करते हैं और उनके पास उच्च गुणवत्ता वाले इंटरनेट तक पहुंच नहीं है। ऐसे कार्यों के लिए, कई व्यावसायिक समाधान हैं, उदाहरण के लिए, टेराडेक ऐसे राक्षसी राउटर बनाता है जिसमें यूएसबी मॉडेम के पैक डाले जाते हैं:

चैनल सारांश फ़ंक्शन के साथ प्रसारण वीडियो राउटर

ऐसे उपकरणों में आमतौर पर एचडीएमआई या एसडीआई के माध्यम से वीडियो कैप्चर करने की क्षमता होती है। राउटर के साथ, चैनल सारांश सेवा की सदस्यता बेची जाती है, साथ ही वीडियो स्ट्रीम को संसाधित करना, इसे ट्रांसकोड करना और इसे आगे पुनः प्रसारित करना भी शामिल है। ऐसे उपकरणों की कीमत मॉडेम के एक सेट के साथ $ 2k से शुरू होती है, साथ ही सेवा के लिए एक अलग सदस्यता भी।

कभी-कभी यह काफी डराने वाला लगता है:

OpenMPTCPRouter की स्थापना

प्रोटोकॉल एमपी-टीसीपी (मल्टीपाथ टीसीपी) का आविष्कार एक साथ कई चैनलों से जुड़ने की क्षमता के लिए किया गया था। उदाहरण के लिए, उसका आईओएस को सपोर्ट करता है और एक साथ वाईफाई और सेलुलर नेटवर्क के माध्यम से रिमोट सर्वर से कनेक्ट हो सकता है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि ये दो अलग-अलग टीसीपी कनेक्शन नहीं हैं, बल्कि एक साथ दो चैनलों पर स्थापित एक कनेक्शन हैं। इसे काम करने के लिए, रिमोट सर्वर को एमपीटीसीपी का भी समर्थन करना होगा।

MPTCPRouter खोलें एक ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर राउटर प्रोजेक्ट है जो आपको वास्तव में चैनलों का योग करने की अनुमति देता है। लेखकों का कहना है कि परियोजना अल्फा संस्करण स्थिति में है, लेकिन इसका उपयोग पहले से ही किया जा सकता है। इसमें दो भाग होते हैं - एक समिंग सर्वर, जो इंटरनेट पर स्थित होता है और एक राउटर, जिससे कई इंटरनेट प्रदाता और क्लाइंट डिवाइस स्वयं जुड़े होते हैं: कंप्यूटर, टेलीफोन। एक कस्टम राउटर रास्पबेरी पाई, कुछ वाईफाई राउटर या एक नियमित कंप्यूटर हो सकता है। विभिन्न प्लेटफार्मों के लिए तैयार असेंबली हैं, जो बहुत सुविधाजनक है।

OpenMPTCPRouter कैसे काम करता है

सारांश सर्वर सेटअप

समिंग सर्वर इंटरनेट पर स्थित होता है और क्लाइंट राउटर के सभी चैनलों से कनेक्शन को एक में समाप्त कर देता है। OpenMPTCPRouter के माध्यम से इंटरनेट एक्सेस करते समय इस सर्वर का IP पता बाहरी पता होगा।

इस कार्य के लिए, हम डेबियन 10 पर एक वीपीएस सर्वर का उपयोग करेंगे।

सारांश सर्वर आवश्यकताएँ:

• एमपीटीसीपी ओपनवीजेड वर्चुअलाइजेशन पर काम नहीं कर रहा है
• अपना स्वयं का लिनक्स कर्नेल स्थापित करना संभव होना चाहिए

सर्वर को एक कमांड निष्पादित करके तैनात किया जाता है। स्क्रिप्ट mptcp-सक्षम कर्नेल और सभी आवश्यक पैकेज स्थापित करेगी। उबंटू और डेबियन के लिए इंस्टाल स्क्रिप्ट उपलब्ध हैं।

wget -O - http://www.openmptcprouter.com/server/debian10-x86_64.sh | sh

एक सफल सर्वर स्थापना का परिणाम.

हम पासवर्ड सहेजते हैं, क्लाइंट राउटर को कॉन्फ़िगर करने और रीबूट करने के लिए हमें उनकी आवश्यकता होगी। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इंस्टॉलेशन के बाद, एसएसएच पोर्ट 65222 पर उपलब्ध होगा। रिबूट करने के बाद, हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हम नए कर्नेल के साथ बूट करें

uname -a 
Linux test-server.local 4.19.67-mptcp

हम संस्करण संख्या के आगे शिलालेख mptcp देखते हैं, जिसका अर्थ है कि कर्नेल सही ढंग से स्थापित किया गया था।

क्लाइंट राउटर सेट करना

पर परियोजना स्थल रेडी-मेड बिल्ड कुछ प्लेटफ़ॉर्म के लिए उपलब्ध हैं, जैसे रास्पबेरी पाई, बनाना पाई, लिंक्सिस राउटर और वर्चुअल मशीन।
Openmptcprouter का यह हिस्सा OpenWRT पर आधारित है, जो एक इंटरफ़ेस के रूप में LuCI का उपयोग करता है, जिससे कोई भी व्यक्ति परिचित हो जिसने कभी OpenWRT का सामना किया हो। वितरण किट का वजन लगभग 50एमबी है!

एक परीक्षण बेंच के रूप में, मैं विभिन्न ऑपरेटरों के साथ रास्पबेरी पाई और कई यूएसबी मॉडेम का उपयोग करूंगा: एमटीएस और मेगाफोन। एसडी कार्ड में छवि कैसे लिखें, मुझे लगता है, बताने की जरूरत नहीं है।

प्रारंभ में, रास्पबेरी पाई में ईथरनेट पोर्ट को एक स्थिर आईपी पते के साथ लैन के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। 192.168.100.1. मेज पर तारों के साथ गड़बड़ी न करने के लिए, मैंने रास्पबेरी पाई को वाईफाई एक्सेस प्वाइंट से जोड़ा और कंप्यूटर के वाईफाई एडाप्टर पर एक स्थिर पता सेट किया। 192.168.100.2. डीएचसीपी सर्वर डिफ़ॉल्ट रूप से सक्षम नहीं है, इसलिए स्थिर पते का उपयोग किया जाना चाहिए।

अब आप वेब इंटरफेस पर जा सकते हैं 192.168.100.1

जब आप पहली बार लॉग इन करेंगे, तो सिस्टम आपसे रूट पासवर्ड सेट करने के लिए कहेगा, एसएसएच उसी पासवर्ड के साथ उपलब्ध होगा।

LAN सेटिंग्स में, आप वांछित सबनेट सेट कर सकते हैं और DHCP सर्वर को सक्षम कर सकते हैं।

मैं ऐसे मॉडेम का उपयोग करता हूं जिन्हें एक अलग डीएचसीपी सर्वर के साथ यूएसबी ईथरनेट इंटरफेस के रूप में परिभाषित किया गया है, इसलिए इसके लिए इंस्टॉलेशन की आवश्यकता है अतिरिक्त पैकेज. यह प्रक्रिया नियमित OpenWRT में मॉडेम को कॉन्फ़िगर करने के समान है, इसलिए मैं इसे यहां कवर नहीं करूंगा।

इसके बाद, आपको WAN इंटरफ़ेस को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है। प्रारंभ में, सिस्टम में दो वर्चुअल इंटरफ़ेस WAN1 और WAN2 बनाए गए थे। उन्हें एक भौतिक उपकरण आवंटित करने की आवश्यकता है, मेरे मामले में, ये यूएसबी मॉडेम इंटरफेस के नाम हैं।

इंटरफ़ेस नामों में भ्रमित न होने के लिए, मैं आपको SSH के माध्यम से कनेक्ट होने पर dmesg संदेश देखने की सलाह देता हूं।

चूंकि मेरे मॉडेम स्वयं राउटर के रूप में कार्य करते हैं और उनमें स्वयं एक डीएचसीपी सर्वर होता है, इसलिए मुझे उनकी आंतरिक नेटवर्क रेंज की सेटिंग्स बदलनी पड़ी और डीएचसीपी सर्वर को अक्षम करना पड़ा, क्योंकि प्रारंभ में दोनों मॉडेम एक ही नेटवर्क से पते जारी करते हैं, और यह एक संघर्ष का कारण बनता है।

OpenMPTCPRouter के लिए WAN इंटरफ़ेस पते को स्थिर होना आवश्यक है, इसलिए हम मॉडेम के लिए सबनेट लेकर आते हैं और उन्हें सिस्टम → openmptcprouter → इंटरफ़ेस सेटिंग्स मेनू में कॉन्फ़िगर करते हैं। यहां आपको समेशन सर्वर की स्थापना के दौरान प्राप्त आईपी एड्रेस और सर्वर कुंजी को भी निर्दिष्ट करना होगा।

सफल सेटअप के मामले में, स्थिति पृष्ठ पर एक समान तस्वीर दिखाई देनी चाहिए। यह देखा जा सकता है कि राउटर समिंग सर्वर तक पहुंचने में सक्षम था और दोनों चैनल ठीक से काम कर रहे हैं।

डिफ़ॉल्ट मोड शैडोसॉक्स + एमपीटीसीपी है। यह एक ऐसी प्रॉक्सी है जो सभी कनेक्शन को अपने अंदर लपेट लेती है। प्रारंभ में, इसे केवल टीसीपी को संभालने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, लेकिन आप यूडीपी को भी सक्षम कर सकते हैं।

यदि स्थिति पृष्ठ पर कोई त्रुटि नहीं है, तो सेटअप पूर्ण माना जा सकता है।
कुछ प्रदाताओं के साथ, ऐसी स्थिति उत्पन्न हो सकती है जब यातायात पथ के साथ mptcp ध्वज को छोटा कर दिया जाता है, तो ऐसी त्रुटि होगी:

इस मामले में, आप एमपीटीसीपी का उपयोग किए बिना, ऑपरेशन के किसी अन्य मोड का उपयोग कर सकते हैं, इसके बारे में और अधिक जानकारी यहां.

निष्कर्ष

OpenMPTCPRouter प्रोजेक्ट बहुत दिलचस्प और महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह शायद चैनल सारांश समस्या का एकमात्र खुला जटिल समाधान है। बाकी सब कुछ या तो कसकर बंद और मालिकाना है, या सिर्फ अलग-अलग मॉड्यूल हैं जिनसे एक सामान्य व्यक्ति निपट नहीं सकता है। विकास के वर्तमान चरण में, परियोजना अभी भी काफी कच्ची है, बेहद खराब दस्तावेज है, कई चीजों का वर्णन ही नहीं किया गया है। लेकिन साथ ही, यह अभी भी काम करता है। मुझे उम्मीद है कि इसका विकास जारी रहेगा, और हमें घरेलू राउटर मिलेंगे जो सामान्य रूप से बॉक्स से बाहर चैनलों को संयोजित करने में सक्षम होंगे।

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स्रोत: www.habr.com