链路聚集Trunking技术如何
廉价实现高带宽


    千兆网的出现吸引了不少的目光,虽然它极高的带宽能够解决许多应用的瓶颈,但同样极高的价格也吓退了不少腰包不是很硬的用户。随着另一种新技术Trunking(链路聚集)的出现,使得那些囊中羞涩而又急需增加带宽的用户不禁喜笑颜开:Trunking技术可以在不改变现有网络设备以及原有布线的条件下,使用专用的软件或软硬件结合的产品,把多条交换机到服务器或交换机到交换机的数据通道捆绑起来,形成一条逻辑上的高带宽数据链路,满足高带宽应用如多媒体应用和视频点播的需要。而且,Trunking技术还可以增加网络的负载均衡能力以及容错性,极大地提高整个系统的性能。

 ■100M升级到800M

  Trunking目前已成为廉价实现高带宽的热门技术,3Com公司最近提出了下一代的Trunking 技术即MPLA(多点链路聚集)。它一改以往的Trunking技术中仅仅采用点对点的链路捆绑方案,可以在多条路径上实现Trunking,甚至这条路径上包含了其它的交换机或网络设备。这样,当一个文件需传到另一台交换机上时,可以使用MPLA,把文件分成两半,分别采用不同的路径传送至目的交换机。这样做的好处是增加了系统可靠性和设备弹性,同时加快了文件传输速度,提高了整体性能。
  快速以太网使用Trunking技术后可以达到800Mbps的数据传输率,性能直逼千兆网,而且并不需要购买新的交换机,不需重新布线,也无须考虑千兆网令人头疼的传输距离极限。
  Trunking可以捆绑任何相关的端口,也可以随时取消设置,这样提供了很高的灵活性。
  采用Trunking还可以提供负载均衡能力以及系统容错。由于Trunking实时平衡各个交换机端口和服务器接口的流量,一旦某个端口出现故障,它会自动把故障端口从Trunking组中撤消,进而重新分配各个Trunking端口的流量,从而实现系统容错。

 ■软硬两手抓

  实现Trunking,可以有两种解决方案,一种是纯软件的办法,另一种方案是采用软硬件结合的办法。
  采用纯软件方案的产品有IP Metrics公司的NIC Express软件以及NSI公司的NSI's Balance Suite。它们宣称自己的产品可使Trunking一步到位,而且可以和任何厂商的网卡兼容。但不容忽视的一点是,纯软件产品要占用服务器端的CPU资源,由于需要实时保障网络的畅通和高速,服务器的CPU可能会不堪重荷。
  采用软硬件结合实现Trunking的厂商有3Com、Intel、Sun、Compaq(新太阳NS-2008)等,这样的解决方案可以在一定程度上减轻服务器端CPU的负担,但仍需要它的运算来实现数据包的处理以及向Trunking端口的数据包分发。所以3Com、Intel等公司还在其硬件卡上配置了专用的芯片来完成计算任务,最大程度地减轻CPU负担。

 ■把带宽捆绑起来

  另一个令人关注的问题就是Trunking中能捆绑的链路数目。3Com、Intel、Sun等公司的产品允许最多捆绑4条链路,在全双工的模式下可以达到800M bit/s的传输速率;而另一些公司如Adaptec允许捆绑12条链路,在全双工的条件下其宣称可达到2.4G bit/s的速率;NSI和Phobos甚至可以支持高达32条链路的捆绑。
  在实际运用中,并非捆绑的链路越多越好。首先,应考虑到捆绑的数目越多,其消耗掉的交换机端口和网卡数目就越多,这笔费用不得不考虑;其次,捆绑过多的链路容易给服务器带来难以承担的重荷,以至崩溃。所以,大多应用采用4条捆绑链路的方案,其提供的全双工800Mbps的速率已接近千兆网的性能,而且相应的端口消耗和服务器端负担还足以承受。
  在考虑Trunking带来的性能表现时,不得不考虑数据传输时是否工作于对称模式,这取决于软件、网卡、交换机的协同工作能力。
  在对称模式下,数据传输采用全双工模式,每条链路既可接收也可发送数据;而工作于非对称模式下时,多条链路发送数据,而仅仅只有一条链路接收数据,这样一个服务器就有可能以400Mbps的速率发送数据而接收的速率只有100Mbps。IP Metrics、Sun、ZNYX的产品支持对称Trunking;Phobos、Compaq、NSI的产品可由网管员在对称/非对称模式中选择与实际网络匹配的模式。
  要求达到对称工作模式从而实现全双工数据传输,仅仅购买支持对称Trunking的软件和网卡还远远不够,还需要交换机对Trunking的支持。现已有一类称为智能交换机(Intelligent Switch)的产品,如Cisco系统公司的Catalyst交换机、北方网络Bay公司的Baystack交换机以及Cabletron系统公司的SmartSwitch交换机等等,它们能够给予Trunking很好的支持。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■三种算法各有短长

  由于Trunking能够在各条链路之间进行负载均衡,所以它采用的算法将决定均衡的效果。有三种被广泛使用的算法:
  循环检测算法采用轮询的方法把流量均匀发布给各个端口,但其不足之处是在接收端可能出现少量数据包时序的混乱;
  自适应算法有最大可能把流量均匀分配给各个端口,其计算量相对来说较大;
  静态算法的特点是保证每个数据包能够正确到达指定的端口,但其缺乏灵活性而且速度相对来说较慢。
  各个厂家的Trunking产品基于不同的算法,3Com、Sun、NSI采用了循环检测算法,而Intel和Compaq则采用自适应算法,IP Metrics和Phobos公司采用了静态算法。
  对于网管而言,仅仅知道使用Trunking后带宽得到了拓宽还远远不够,还应深入了解Trunking链路的性能。现今的产品大多支持Trunking链路的SNMP(简单网络管理),可用来跟踪网络设备的运行状况。3Com的产品在其Trunking链路上还提供了RMON功能,可以进行网络流量的实时监控。

 ■2000年出标准

  最后,应该考虑国际标准的问题了。Trunking技术的国际标准正在由IEEE 802.3ad工作组制定,预计1998年底能够制定出初步的建议,1999年3月将提出第一版的草案,最后标准的通过预计在2000年3月。
  在标准尚未正式出台前,各家产品的互操作是否存在问题呢?的确会存在一些问题,但由于生产Trunking产品的厂家大多参与了标准的制定,在一些原则的大问题上是相同的,仅仅是在各个厂家的接口协议上存在差别,目前尚不能在不同厂家的产品之间进行“自动握手”,进而自动形成Trunking链路。在正式标准定下来之前解决的办法只能是手工进行配置。(陈维义)

 

 

  

 

图1 Trunking技术解决交换机和服务器之间的瓶颈

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