運(yùn)用雙向鏈路聚合提高服務(wù)器性能的運(yùn)用

摘 要：隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用的普及，服務(wù)器作為提供信息化服務(wù)的核心設(shè)備，其接口帶寬、并發(fā)數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性關(guān)重要。采用HP自帶的NCU網(wǎng)卡綁定工具和Quidway S9306核心交換機(jī)進(jìn)行服務(wù)器與核心交換設(shè)備之間的鏈路聚合可以擴(kuò)展服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少響應(yīng)時(shí)間，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率，為網(wǎng)絡(luò)部件及鏈路提供冗余和失效接管，保障服務(wù)器穩(wěn)定運(yùn)行。該文通過(guò)實(shí)例介紹了網(wǎng)卡綁定技術(shù)的原理和利用網(wǎng)卡綁定+核心交換設(shè)備ETH-THUNK的技術(shù)提升服務(wù)器性能。

關(guān)鍵詞：鏈路聚合；網(wǎng)卡綁定；NCU；ETH-THUNK

中圖分類號(hào)：TP311

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展與普及，各種應(yīng)用對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)和高速讀取提出了更嚴(yán)格的要求，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。目前附網(wǎng)存儲(chǔ)設(shè)備由于具有較高的性價(jià)比在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)市場(chǎng)上獲得了廣泛的接受。它基于以太網(wǎng)構(gòu)建，具有數(shù)據(jù)共享方便，可擴(kuò)展性好，管理和維護(hù)的開(kāi)銷小等優(yōu)點(diǎn)。但其主要缺點(diǎn)是增加了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。隨著客戶對(duì)大數(shù)據(jù)依賴性的增加，服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)吞吐率逐漸顯得力不從心，成為制約整個(gè)系統(tǒng)性能的瓶頸。如果單靠升級(jí)網(wǎng)絡(luò)硬件（如千兆網(wǎng)卡及千兆交換機(jī)）來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)對(duì)服務(wù)器高性價(jià)比帶來(lái)負(fù)面影響。因此，在利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的環(huán)境下，通過(guò)軟件以及更改交換機(jī)靈鏈路模式技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率已經(jīng)成為服務(wù)器亟待解決的問(wèn)題。

為了更有效地利用服務(wù)器上的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，可用HP Network Configuration Utility（以下簡(jiǎn)稱NCU）工具將多塊網(wǎng)卡虛擬成為一塊邏輯網(wǎng)卡，這種合成在一起的邏輯網(wǎng)卡為各個(gè)網(wǎng)段共同提供搞帶寬的服務(wù)，這就是鏈路綁定（Bonding）技術(shù)。鏈路綁定技術(shù)既提升了主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量又提供了網(wǎng)絡(luò)的高可用性。如果其中某個(gè)物理網(wǎng)卡失效，在負(fù)載均衡模式下，傳輸流量會(huì)自動(dòng)重新均衡到其他網(wǎng)卡上；在故障接管模式下，待傳數(shù)據(jù)包會(huì)主動(dòng)從失效網(wǎng)卡切換到下一塊好的網(wǎng)卡上傳送出去。

1 服務(wù)器端NCU軟件簡(jiǎn)介

NCU網(wǎng)卡綁定工具，用戶可以通過(guò)該工具很方便的把服務(wù)器的多個(gè)網(wǎng)卡捆綁到一起以達(dá)到容錯(cuò)和增加可用帶寬的目的。

Ncu的幾種工作模式：

1.1 NFT模式設(shè)置。NFT（Network Fault Tolerant）：這種模式下一個(gè)網(wǎng)口處于Active狀態(tài)，另外一個(gè)網(wǎng)口處于Standby狀態(tài)，可以把多個(gè)網(wǎng)線連接到不同的交換機(jī)上面達(dá)到容錯(cuò)目的。

在NFT之外還有一種是Network Fault Tolerance with Preference Order模式，該模式為NFT的增強(qiáng)版。就是帶有優(yōu)先級(jí)的NFT模式，比如服務(wù)器分別連接到多臺(tái)交換機(jī)上，一臺(tái)交換機(jī)為千兆，一臺(tái)交換機(jī)為百兆。那么連接千兆交換機(jī)的網(wǎng)口為Active 狀態(tài)，連接百兆交換機(jī)的網(wǎng)口為Standby狀態(tài)。

1.2 TLB模式設(shè)置。TLB（Transmit Load Balance with Fault Tolerance）：服務(wù)器向外發(fā)送的數(shù)據(jù)包根據(jù)一定規(guī)則分別從2個(gè)網(wǎng)口向外發(fā)送，發(fā)送帶寬為雙倍，接收還是默認(rèn)的一個(gè)網(wǎng)卡帶寬。并且也帶有容錯(cuò)功能。TLB之外也和NFT一樣也有一個(gè)增強(qiáng)模式為：Transmit Load Balance with Fault Tolerance and Preference Order原理同Network Fault Tolerance with Preference Order一樣。

1.3 SLB模式設(shè)置。SLB（Switch-assist Load Balance）：交換機(jī)協(xié)助負(fù)載均衡，需要交換機(jī)端支持，并且多個(gè)網(wǎng)口必須連接到同一個(gè)交換機(jī)上，并且交換機(jī)需要啟動(dòng)負(fù)載均衡功能。在Cisco交換機(jī)上叫EtherChannel，在HP Procurve交換機(jī)上叫做port trunk。SLB可以做到雙向帶寬都為多個(gè)網(wǎng)口帶寬之和，并且可以提供網(wǎng)卡容錯(cuò)。

1.4 SLB增強(qiáng)模式802.3ad設(shè)置。802.3ad Dynamic with Fault Tolerance：該功能和SLB類似，只不過(guò)該功能屬于被動(dòng)協(xié)商，也就是當(dāng)收到交換機(jī)端口所發(fā)送的LACP報(bào)文之后才能自動(dòng)進(jìn)入鏈路聚合模式達(dá)到帶寬增加的目的。

HP ProCurve交換機(jī)中需要使用“trunk端口號(hào)trk1 lacp”命令來(lái)啟動(dòng)機(jī)器連接端口的LACP主動(dòng)協(xié)商驗(yàn)證模式另外Automatic模式其實(shí)不是一種單獨(dú)的模式，而是會(huì)動(dòng)態(tài)識(shí)別網(wǎng)卡端口是否連接到802.3ad鏈路端口，如果連接的是802.3ad端口則以802.3ad Dynamic模式工作，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)802.3ad鏈路信息責(zé)以TLB方式工作。

2 核心交換機(jī)端端口聚合介紹

鏈路聚合（Link Aggregation）是將—組物理接口捆綁在一起作為一個(gè)邏輯接口來(lái)增加帶寬的一種方法。

2.1 鏈路聚合組。將若干條物理鏈路捆綁在一起所形成的邏輯鏈路稱之為鏈路聚合組（LAG）或者Trunk。如果這些被捆綁鏈路都是以太網(wǎng)鏈路，該聚合組被稱為以太網(wǎng)鏈路聚合組，簡(jiǎn)寫(xiě)為Eth-Trunk，該聚合組接口稱之為Eth-Trunk接口。Eth-Trunk接口是一種可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的接口，該類型接口可以綁定若干物理的以太網(wǎng)接口作為一個(gè)邏輯接口使用。加入到Eth-Trunk接口的以太網(wǎng)接口稱為成員接口。用戶只需對(duì)Eth-Trunk接口進(jìn)行配置，對(duì)這些配置最終會(huì)映射到成員接口上。

2.2 成員接口。組成TRUNK的各個(gè)接口稱之為成員接口。例如；Eth-Trunk接口可以作為普通的以太網(wǎng)接口來(lái)使用，它與普通以太網(wǎng)接口的差別只在于；轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候ETH-TRUNK需要從眾多成員接口中選擇一個(gè)或多個(gè)接口來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。所以，除了一些必須在物理接口下配置的特性，可以像配置普通以太網(wǎng)接口那樣配ETH-TRUNK邏輯接口。不能把已有的trunk成員接口再捆綁成為其它trunk的成員。

3 設(shè)置實(shí)例

實(shí)例環(huán)境；HP ProLiant DL380 G7服務(wù)器+ Windows Server 2008 R2 SP1以及華為Quidway S9306核心交換機(jī)。

3.1 服務(wù)器端設(shè)置。實(shí)例服務(wù)器HP ProLiant DL380 G7帶有4塊千兆網(wǎng)卡，首先從HP官方網(wǎng)站下載對(duì)應(yīng)版本的NCU網(wǎng)卡綁定工具，在正常安裝NCU過(guò)程中，將4塊網(wǎng)卡全部選中為綁定，點(diǎn)擊《開(kāi)始》-《控制面板》，找到HP Network Config Utility雙擊進(jìn)入管理界面，選中HP Network Team #2（為綁定網(wǎng)卡的組名）點(diǎn)《PROPERTIES》，在《TEAMING CONTROLS》選項(xiàng)卡里邊有《TEAM SETTING》---《TEAM TYPE SELECTION》下拉式列表框里有7種工作模式，而我們常用的分別為常用的分別為NFT，TLB，SLB三個(gè)模式，在這里我選擇SLB模式，這臺(tái)服務(wù)器的主要用途是對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定期備份，所要備份的數(shù)據(jù)非常大，單一的千兆網(wǎng)卡根本無(wú)成不了龐大的數(shù)據(jù)備份工作。最后點(diǎn)確定，等待NCU工具執(zhí)行剛才的設(shè)置。注意在下載NCU工具過(guò)程中要選擇好相對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)的工作位數(shù)如32位為x86、64位為x64。在安裝NCU之前須將網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)更新為最新版本，但不建議安裝測(cè)試版。

NCU下載地址：http：//h20565.www2.hp.com/portal/site/hpsc/template.PAGE/public/psi/swdDetails/？cc=ussp4ts.oid=3884320swItem=MTX_32efdf5d63764165932fbccf02ac.admitted=1388141720053.876444892.492883150

3.2 核心交換機(jī)端設(shè)置。實(shí)例交換機(jī)為華為Quidway S9306核心交換機(jī)。

（1）執(zhí)行命令system-view，進(jìn)入系統(tǒng)視圖。

（2）執(zhí)行命令interface eth-trunk 3（trunk-id），創(chuàng)建Eth-Trunk接口，并進(jìn)入Eth-Trunk接口視圖。trunk-id為Eth-Trunk編號(hào)，取值范圍是0～127。

（3）執(zhí)行命令description HPBACKUP，description命令用來(lái)配置標(biāo)注規(guī)則列表的注釋信息。

（4）執(zhí)行命令port link-type access，port link-type命令用來(lái)配置接口的鏈路類型，access參數(shù)：配置接口的鏈路類型為Access。

（5）執(zhí)行命令port default vlan 4070，命令用來(lái)配置接口的缺省VLAN 4070并同時(shí)加入這個(gè)VLAN 4070。

（6）執(zhí)行命令：

system-view

[Quidway] interface gigabitethernet 1/0/1

[Quidway-GigabitEthernet1/0/1] eth-trunk 3

[Quidway] interface gigabitethernet 1/0/2

[Quidway-GigabitEthernet1/0/1] eth-trunk 3

[Quidway] interface gigabitethernet 1/0/3

[Quidway-GigabitEthernet1/0/1] eth-trunk 3

[Quidway] interface gigabitethernet 1/0/4

[Quidway-GigabitEthernet1/0/1] eth-trunk 3

命令用來(lái)配置成員接口，將聯(lián)接到HP ProLiant DL380 G7服務(wù)器上4塊網(wǎng)卡的6類網(wǎng)線接到Quidway S9306核心交換機(jī)的gigabitethernet 1/0/1～gigabitethernet 1/0/4電口上，并將這4個(gè)電口加入到eth-trunk 3下，完成了從服務(wù)器到核心交換設(shè)置的雙向鏈路聚合。

圖1

4 結(jié)束語(yǔ)

由圖1可知邏輯網(wǎng)卡HP Network Team #2的帶寬為4G，為原有物理網(wǎng)卡的帶寬總和，經(jīng)本地FTP服務(wù)器下載測(cè)試在未配置NCU+ETH-THUNK時(shí)下載速度約為12m/s，而在配置完NCU+ETH-THUNK時(shí)下載速度約為45m/s，由此可見(jiàn)在服務(wù)器與交換機(jī)雙端都做鏈路聚合既增加了服務(wù)器的可靠性，又增加了可用網(wǎng)絡(luò)帶寬，為用戶提供不間斷的關(guān)鍵服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和網(wǎng)卡的冗余容錯(cuò)，不用增加任何其他設(shè)備，是一種非常廉價(jià)與高效的手段。最重要的是我們可以根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇適當(dāng)?shù)慕壎Ｊ健?/p>

參考文獻(xiàn)：

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[2]張延紅，王康平，程國(guó)斌.多網(wǎng)卡綁定構(gòu)建負(fù)載均衡服務(wù)器[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2006（09）.

作者簡(jiǎn)介：馬鳴華（1981.04-），男，遼寧沈陽(yáng)人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

作者單位：遼寧中醫(yī)藥大學(xué)信息中心，遼寧 110032