應用鏈路聚合技術提高系統可靠性

◆章麗紅

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應用鏈路聚合技術提高系統可靠性

◆章麗紅

(73089部隊 江蘇 221004)

隨著軍隊信息化進程的不斷深入，各種信息化系統不斷增多，各類信息設備正常運轉對信息化系統的依賴性也越來越強，對信息化系統的可靠性要求也日益提高。本文探討了鏈路聚合技術的實現，給出了基于鏈路聚合技術來提高信息化系統可靠性與可用性的方案與實施過程。

鏈路聚合；系統可靠性

0 引言

隨著軍隊信息化進程的不斷深入，各種信息化系統越來越多，各類信息設備正常運轉對信息化系統的依賴性也越來越強，對信息化系統的可靠性要求也越來越高。但實際上在由于軍隊內部網絡結構越來越復雜，傳統的單機單鏈路的組網方式在滿足業務連續性上存在不足之處。即便多數業務系統已經能夠采取冷備、熱備等多種備份方式來應對各種異常情況，但仍然存在部分業務系統由于資金或技術原因的限制不能采取上述備份方式。利用鏈路聚合技術對多條數據鏈路實施捆綁，可以在充分利用現有資源的情況下，有效提高服務器的網絡流量和鏈路穩定性，從而保障業務運行的連續性。

1 鏈路聚合技術概述

鏈路聚合技術是指將兩條或更多條物理鏈路在數據鏈路層進行捆綁，形成一個單個邏輯鏈路。從網絡層（IP層）看來好像就只是一個網絡接口，應用系統只需要提供一個IP地址來對外提供網絡服務。由于鏈路聚合技術涉及的物理層鏈路形態很多，本文只討論基于最為常見的以太網技術的鏈路聚合技術。鏈路聚合技術可以提供以下功能。

1.1 增加帶寬

假如單塊網卡的帶寬100Mbps，那么理論上兩塊網卡經鏈路聚合后的帶寬就是200Mbps。當然實際上的效果是不會這樣簡單相加的，經實際測試，兩塊帶寬為100Mbps的網卡聚合后傳輸總帶寬可以超過160Mbps。

1.2 均衡負載

多塊網卡聚合綁定，可以形成網卡冗余陣列、分擔負載。多塊網卡被聚合綁定成“一塊網卡”之后，網卡之間同步工作，對服務器的訪問流量被均衡分配到不同網卡上，從而減輕每塊網卡的網絡負載，增強服務器的并發訪問能力。

1.3 故障自動切換

如果服務器中的任一網卡或網絡連線出現故障，那么其他網卡將自動接管全部負載，這一過程是無縫的，數據傳輸不會中斷。服務器中的系統服務或者應用不會中斷，增強了整個系統的可用性。

2 鏈路聚合技術的實現

針對鏈路聚合技術有不同的技術實現方式，比如Linux上的Bonding技術、Cisco的EtherChannel技術、華為的Eth-Trunk技術、HP的Teaming技術等。這些技術分別都有各自的優勢，但由于技術不一致，給不同設備之間的互通帶來的麻煩，因此IEEE（電氣和電子工程師協會）在1999年制定了802.3ad標準來進行統一。

802.3ad使用LACP(鏈路聚合控制協議)管理鏈路配置并在鏈路間分布負載。聚合的雙方設備通過協議交互聚合信息，根據雙方的參數和狀態，自動將匹配的鏈路聚合在一起收發數據。聚合形成后，雙方設備維護聚合鏈路狀態，當雙方配置變化時，自動調整或解散聚合鏈路。管理功能包括添加新鏈路、拆除鏈路以及某鏈路失效時轉移通信。該標準提供鏈路標識、狀態監測和鏈路間的同步。以下將以幾種不同設備為例，介紹其基于802.3ad標準的鏈路聚合實現方式。

2.1 華為以太網交換機S9300

在華為S9300交換機上需要首先建立一個Eth-Trunk，指定鏈路聚合的協議為LACP，然后將對應的以太網接口加入到創建好的Eth-Trunk里。需要用到的命令如下：

#

interface Eth-Trunk0

mode lacp-static

#

interface GigabitEthernet1/0/0

eth-trunk 0

#

interface GigabitEthernet2/0/0

eth-trunk 0

#

以上命令將GigabitEthernet1/0/0和GigabitEthernet2/0/0進行了捆綁，創建了一個新的Eth-Trunk0接口。創建好的Eth-Trunk0接口可以像普通以太網接口一樣設置端口模式，如加入VLAN等。

2.2 Windows操作系統

Windows操作系統平臺本身并不提供鏈路聚合功能，但不同的網卡廠家都會提供相應的網卡設置軟件以實現鏈路聚合功能，如Intel公司的PROSet和Broadcom公司BACS。以下以Broadcom公司BCM5709C網卡為例進行介紹。

圖 1 設置后的“Team 1”屬性

Broadcom公司提供一個叫做BACS（Broadcom Advanced Control Suite）的軟件來管理多網卡的綁定及VLAN的劃分。在BACS界面中選擇新建一個Team，默認命名為“Team 1”，在隨后的界面中Team type要選擇“802.3ad Link Aggregation using Link Aggregation Control Protocol(LACP)”，在下一個界面中添加需要進行聚合操作的網卡，然后點擊完成即可。設置完成后的“Team 1”屬性如圖 1所示。網卡綁定操作完成后，在Windows網絡連接中會增加一個叫做“Team 1”的虛擬網卡，系統的IP地址需要設置在這一虛擬網卡上，而原來的物理網卡則不能再設置IP地址。

圖 2 網絡連接

2.3 H3C EX1540S IPSAN

H3C EX1540S是一款IPSAN存儲設備，具備4個千兆以太網口，支持鏈路聚合功能。設置時先登錄管理界面，在設備維護菜單中選擇網口聚合，在設置界面上選擇聚合模式為“802.3ad(layer2)”，然后選擇bond網口設置聚合，勾選需要聚合捆綁的網卡同時設置好IP地址和網絡掩碼即可。設置界面如圖 3所示。

圖 3 設置界面

3 鏈路聚合技術應用效果評估

在完成上述的配置內容后，用網線將服務器、交換機、IPSAN等設備的端口按照事先的規劃連接起來。用一臺測試終端接入網絡并對所有設備進行連續不間斷的Ping測試，設定等待每次回復的超時時間為10ms，通過反復拔掉/插上交換機與服務器/存儲設備的網卡上已聚合好的網口之間的網線來模擬鏈路中斷故障。通過反復多次測試，多數情況下測試終端上不會出現丟包的現象，僅在極少數情況下出現一次丟包之后就立刻恢復通信。也就是說，當捆綁的鏈路中的一條發生故障時，系統能夠立即識別到并把網絡流量切換到正常的鏈路上，這樣就滿足了業務連續性的要求。

[1]朱壯普.鏈路聚合技術在企業網中的應用[J].電子商務，2013.

[2]王小玫.以太網鏈路聚合技術的研究與實現[D].武漢郵電科學研究院，2012.

[3]魏月華，杜玉強，黃璐.分布式鏈路聚合技術及其應用[J].中興通訊技術，2014.