網(wǎng)卡綁定技術(shù)在音頻工作站網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

項敏

金華廣播電視總臺技術(shù)中心 浙江 321000

0 引言

我臺音頻工作站網(wǎng)絡(luò)建于 1999年，已運(yùn)行了十三年。這十三年期間隨著電臺業(yè)務(wù)的擴(kuò)大，播出頻率由過去的3套增加到現(xiàn)在的5套，網(wǎng)絡(luò)功能站點(diǎn)也增加了，此間對系統(tǒng)也進(jìn)行了幾次較大的技術(shù)改造，比如更換主服務(wù)器，升級錄制播出軟件。隨著主服務(wù)器中音頻文件和數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的不斷增加，對主服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行和所有播出站數(shù)據(jù)的快速讀取造成了很大壓力，播出站播放音頻文件時會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)反映慢或卡的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了安全播出。網(wǎng)絡(luò)性能下降問題日漸突出，是我們技術(shù)部門需要迫切解決的問題。

1 存在問題的分析

我臺音頻工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成情況如下：1臺主服務(wù)器，1臺備服務(wù)器,1臺交換機(jī)，5個播出工作站，1個備份播出站，7個錄制站，2個慢錄站，1個管理站，1個廣告編排站，7個審聽站。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接情況如圖1。

圖1 音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接示意圖

由圖可見網(wǎng)絡(luò)存在的問題：

(1) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，采用集中式架構(gòu)，所謂的集中式就是在服務(wù)器上設(shè)置一個總的數(shù)據(jù)庫和存儲，將所有頻率的錄制和播出的音頻資料均存放在一起，所有工作站的操作(包括音頻文傳遞和數(shù)據(jù)庫的檢索)均通過主干網(wǎng)在服務(wù)器中進(jìn)行存取，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量大的情況下，網(wǎng)絡(luò)就會出現(xiàn)阻塞或反映慢的問題。

(2) 主服務(wù)器到交換機(jī)實(shí)際上是單鏈路傳輸數(shù)據(jù)(圖中實(shí)線部分)，雖然作了備份鏈路(圖中虛線部分)，但是主鏈路出現(xiàn)問題時需要手動設(shè)置備份鏈路后才能使用，無法自動接管。交換機(jī)到各工作站也是單鏈路數(shù)據(jù)傳輸，沒有鏈路上的冗余。網(wǎng)絡(luò)核心部件交換機(jī)無熱備，萬一出問題，整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

(3) 工作站網(wǎng)卡接頭日久氧化、性能下降和接觸不良都會成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼系K。我們對發(fā)生故障的播出站的所有日志記錄進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡工作情況不穩(wěn)定，連接狀態(tài)會出現(xiàn)瞬間down的情況。

2 解決方案和實(shí)施

2.1 問題的解決

面對存在的問題，我們技術(shù)部門本著低成本、高效率的原則，在現(xiàn)有條件下著手對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。經(jīng)過了解和實(shí)踐，網(wǎng)卡綁定技術(shù)能解決存在的問題。一方面能解決單鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)娘L(fēng)險，為數(shù)據(jù)傳輸提供冗余鏈路；另一面可以在網(wǎng)絡(luò)通道或網(wǎng)卡正常狀態(tài)下增加安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡負(fù)載均衡和任務(wù)分擔(dān)，當(dāng)其中有網(wǎng)卡發(fā)生問題時冗余網(wǎng)卡能夠?qū)崿F(xiàn)自動無縫轉(zhuǎn)接，不影響正常音頻數(shù)據(jù)的傳輸，網(wǎng)卡綁定技術(shù)的運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)安全播出的一種切實(shí)可行的好方法。

2.2 網(wǎng)卡綁定技術(shù)的介紹

網(wǎng)卡綁定，就是通過軟硬件設(shè)置將兩塊或多塊網(wǎng)卡虛擬成一塊網(wǎng)卡，使用一個IP地址。使用網(wǎng)卡綁定可以增大帶寬，理論上如果一塊網(wǎng)卡帶寬是100M，兩塊網(wǎng)卡就是200M。多塊網(wǎng)卡綁成一塊網(wǎng)卡后一起同步工作，對服務(wù)器的訪問流量均衡到每塊網(wǎng)卡上，這樣每塊網(wǎng)卡負(fù)載壓力減小，抗并發(fā)訪問能力提高，保證服務(wù)器訪問的暢快。同時網(wǎng)卡綁成一塊網(wǎng)卡后，當(dāng)其中一塊網(wǎng)卡發(fā)生故障時，其它網(wǎng)卡自動無縫接管，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷，實(shí)現(xiàn)了冗余容錯。

2.3 硬件的配置

在主服務(wù)器上再增加一塊網(wǎng)卡，在播出站上增加一塊網(wǎng)卡，增加一臺交換機(jī)，與原交換機(jī)進(jìn)行級聯(lián)，主服務(wù)器上原有的集成網(wǎng)卡和光纖網(wǎng)卡接交換機(jī)1，新增網(wǎng)卡接新增的交換機(jī)2，這樣主服務(wù)器到交換機(jī)有三條傳輸鏈路，兩條鏈路承擔(dān)數(shù)據(jù)流，另一條鏈路作為備份鏈路。播出站上兩塊網(wǎng)卡分別接在兩臺交換機(jī)上，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了雙鏈路數(shù)據(jù)傳輸和鏈路的冗余，可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少響應(yīng)時間，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡和容錯，提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸能力。改造后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接情況如圖2。

圖2 改造后音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接示意圖

2.4 安裝與設(shè)置

(1) 服務(wù)器端網(wǎng)卡綁定的配置

主服務(wù)器上原來有兩塊網(wǎng)卡(一集成網(wǎng)卡一光纖網(wǎng)卡)，再增加一塊 D-LINK網(wǎng)卡,安裝好驅(qū)動程序和 Broadcom Advanced Control Suite3軟件，利用該軟件將三塊網(wǎng)卡集中在一起作為一個組，對網(wǎng)卡進(jìn)行合理配置來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、容錯。因為“broadcom分組向?qū)А苯⒔M的類型有幾種，比如智能負(fù)載均衡和故障轉(zhuǎn)移和SLB禁用自動回歸。我們在創(chuàng)建組Team時選擇禁用自動回歸SLB。禁用自動回歸SLB和智能負(fù)載均衡和故障轉(zhuǎn)移類型一樣，就是所有負(fù)載平衡成員均出現(xiàn)故障時，由備用成員處理通信量(即故障轉(zhuǎn)移事件)。值得一提的是，必須是在所有負(fù)載平衡成員均出現(xiàn)故障之后，備用成員才會接管。當(dāng)一個或多個負(fù)載平衡成員重新恢復(fù)(即回歸)時，通過手動設(shè)置，由已恢復(fù)的組成員重新接管通信量的處理。具體創(chuàng)建過程只需按提示操作即可。配置完成后如圖3。

圖3 服務(wù)器網(wǎng)卡綁定配置圖

我們將 Broadcom Netxtreme Gigabit Ethernet集成網(wǎng)卡和Intel(R)PRO/1000MF Server Adapter光網(wǎng)卡作為負(fù)載均衡的成員，處在活動狀態(tài)，共同承擔(dān)數(shù)據(jù)流。新增的D-Link Dge-530t Gigabit Ethernet Adapter網(wǎng)卡作為備用成員，處于非活動狀態(tài)，不會主動接收發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信量，但是由它偵測負(fù)載均衡成員是否有失效，當(dāng)偵測到集成網(wǎng)卡和光網(wǎng)卡同時失效時，新增網(wǎng)卡就會自動接管處理通信。這樣的配置實(shí)現(xiàn)了傳輸鏈路的“雙保險”。然后點(diǎn)“網(wǎng)上鄰居”打開屬性會發(fā)現(xiàn)多了一個team連接，再點(diǎn)擊team連接設(shè)置好IP地址。

(2) 播出站上雙網(wǎng)卡綁定的配置

在播出站上做雙網(wǎng)卡綁定。再增加一 D-LINK網(wǎng)卡，裝好驅(qū)動程序，再安裝NIC Express軟件，NIC Express安裝時要注意開啟 LOAD Balancing 功能，要選擇“Enabled。綁定后的網(wǎng)卡組如圖 4所示，虛擬網(wǎng)卡名為“bc”，和單一的網(wǎng)卡使用完全一樣。打開“網(wǎng)上領(lǐng)居”屬性，多出一個bc連接，點(diǎn)bc連接屬性，為bc虛擬網(wǎng)卡設(shè)置IP地址。這樣播出站就是一個雙網(wǎng)卡冗余的播出站了。

圖4 播出站雙網(wǎng)卡綁定示意圖

3 網(wǎng)絡(luò)測試

整個系統(tǒng)設(shè)置完成，對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測試。

(1) 使用播出軟件測試

因為啟動播出軟件時需要讀取服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，能真實(shí)反映問題。測試結(jié)果：軟件啟動過程只用了3秒，比改造前啟動播出需11秒明顯改善。

(2) 在節(jié)目播出過程中是否會中斷進(jìn)行測試

首先播放一個音頻節(jié)目，再運(yùn)行ping 192.168.0.188 /t命令，然后拔掉其中一個與交換機(jī)1相連的網(wǎng)線頭，ping命令結(jié)果如圖5所示，網(wǎng)絡(luò)連接正常，無中斷現(xiàn)象，另一網(wǎng)卡自動接管工作，承擔(dān)了數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)如圖6所示，節(jié)目播放正常無中斷現(xiàn)象，再拔掉另一個與交換機(jī)2連接的網(wǎng)線頭，網(wǎng)絡(luò)連接也正常。用同樣方法對主服務(wù)器進(jìn)行測試，播出也正常。

圖5 ping后網(wǎng)絡(luò)連接測試圖

圖6 斷開一網(wǎng)卡后另一網(wǎng)卡接管工作示意圖

4 結(jié)束語

自從網(wǎng)卡綁定技術(shù)在音頻工作站網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用以來，播出站讀取音頻資料慢或卡的現(xiàn)象得到明顯的改善，是保障安全播出的又一強(qiáng)有力措施，為電臺完善安全播出提供了新途徑。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵部位負(fù)載均衡和冗余的技術(shù)方案有多種，就目前我臺音頻工作站網(wǎng)絡(luò)存在的問題和面臨的實(shí)際情況進(jìn)行分析總結(jié)，既要提高主鏈路的帶寬而又無法對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級的情況下，采用網(wǎng)卡綁定技術(shù)是最低成本的解決方案。以后網(wǎng)絡(luò)規(guī)模再擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下，可考慮采用設(shè)置帶均衡策略的服務(wù)器群集技術(shù)，交換機(jī)鏈路聚合技術(shù)，來提高網(wǎng)絡(luò)性能。