Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Объединяя сетевые адаптеры

Майкл Дж. Димариа

Недавно мне представилась возможность прокатиться в кабриолете Nissan 300ZX выпуска 1994 г. Эта прекрасная машина разгоняется до скорости 100 км/ч примерно за 7 с, но вопреки ожиданиям я не получил удовольствия от езды в ней. Дело в том, что на местном шоссе скорость движения ограничена до 60 км/ч, и, желая испытать скоростные возможности автомобиля, я едва избежал столкновения с впереди “ползущим” фольксвагеном-жуком выпуска 1970 г.

Подобно не предназначенным для быстрой езды дорогам, медленные сети снижают реальную пропускную способность мощных корпоративных серверов; при этом предприятия не всегда имеют средства для модернизации существующей сетевой инфраструктуры. Для связи серверов с действующими на многих предприятиях коммутаторами Fast Ethernet желательно использовать соединения с пропускной способностью более 100 Мбит/с. К счастью, существуют недорогие решения по организации таких соединений, которые предполагают установку на сервере нескольких сетевых адаптеров и ПО выравнивания нагрузки между ними. При этом повышается не только пропускная способность сервера, но и надежность его связи с сетью.

О пользе объединения

Производительность серверов быстро возрастает, и предприятиям не удается достаточно оперативно модернизировать свои сетевые инфраструктуры. В наши дни даже серверы начального уровня способны передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с и более, а уж высокопроизводительный сервер может насытить трафиком и гигабитовый канал. Однако технология Gigabit Ethernet используется главным образом в магистральных сетях, и прокладка даже одного гигабитового канала до сервера может оказаться слишком дорогим удовольствием. К тому же при использовании единственного канала не обеспечивается отказоустойчивая связь сервера с сетью.

Большинство современных файловых серверов и серверов приложений уровня подразделения предприятия подключены к сетям по 100-Мбит/с каналам. Это значит, что при работе сервера с десятью пользователями одновременно каждый из них может принимать (или передавать) данные со скоростью до 10 Мбит/с. При этом ресурсы сервера используются крайне не эффективно. Если же оборудовать сервер четырьмя 100-Мбит/с сетевыми портами, то каждый пользователь (при достаточно высокой пропускной способности сети) сможет загружать данные в четыре раза быстрее. Безусловно, пользователям это очень понравится, но вам, как сетевому администратору, на каждом сервере (при наличии нескольких серверов) вместо одного IP-адреса придется администрировать по четыре таких адреса. Кроме того, вы не узнаете, какой из портов загружен меньше, чем другие. Поэтому лучше использовать специальные решения по объединению установленных на сервере сетевых адаптеров в группу, в пределах которой осуществляется выравнивание нагрузки между ними, сам же сервер при этом будет функционировать с единственным IP-адресом. Данную операцию называют иногда транкингом портов. Разумеется, чтобы механизм выравнивания нагрузки работал, адаптеры нужно подключить к коммутатору, в противном случае никакого выигрыша по производительности вы не получите. К счастью, коммутаторы сейчас стоят довольно дешево.

Дополнительным положительным эффектом от использования функции выравнивания нагрузки является повышение надежности связи сервера с сетью: если одно из серверных сетевых соединений выйдет из строя, его трафик автоматически распределится между другими адаптерами группы. При оснащении сервера четырьмя адаптерами связь с сетью сохранится и в случае отказа трех соединений. В системах высокой готовности серверные каналы подключают к разным коммутаторам, что обеспечивает сохранность связи, если коммутатор полностью выйдет из строя. Все протестированные нами продукты можно сконфигурировать только для резервирования каналов (по принципу активный—пассивный). В этом режиме они работают и с концентраторами. В ходе тестирования основное внимание обращалось на производительность решений при использовании функции выравнивания нагрузки.

Что мы тестировали

Мы протестировали следующие продукты: четырехпортовый адаптер DuraLAN Quartet64 с ПО Duralink64 фирмы Adaptec; однопортовые платы PRO/100 S Server Adapter с ПО Advanced Network Services фирмы Intel; ПО (для объединения сетевых плат) NIC Express for NT 2.02 и NIC Express for Windows 2000 2.12 фирмы IP Metrics Software; двухпортовые платы EtherLink Server 10/100 PCI Dual Port NIC (3C982-TXM) с ПО DynamicAccess фирмы 3Com. Как видно из вышеперечисленного, три производителя прислали нам свои сетевые платы вместе с ПО выравнивания нагрузки, а фирма IP Metrics Software предоставила только выполняющие аналогичную функцию программные средства, совместимые с любыми адаптерами. По согласованию с фирмой мы испытывали их с адаптерами от Intel.

Основная цель нашего тестирования заключалась в объединении четырех адаптерных портов и определении общей пропускной способности данного решения. Поскольку каждый производитель прислал нам платы с разным числом портов, то, чтобы иметь четыре порта, мы устанавливали на сервер необходимое число плат. Присланное производителями адаптеров ПО выравнивания нагрузки работает с многочисленными модификациями выпускаемых ими продуктов. Например ПО, которое мы тестировали с двухпортовыми платами фирмы 3Com, совместимо и с ее однопортовыми серверными адаптерами. Однако не все платы поддерживаются этими средствами, поэтому, приобретая адаптеры, проконсультируйтесь с представителями компании-производителя насчет их совместимости с имеющимся у вас ПО выравнивания нагрузки.

Все протестированные нами продукты позволяют сконфигурировать множество групп адаптеров в одном сервере. Например, сервер может содержать две отказоустойчивые группы с двумя адаптерами в каждой, одна из которых будет взаимодействовать с сетью финансового отдела, а другая — инженерного. Это обеспечивает гибкость конфигурирования сервера для работы с разными сетевыми сегментами.

Цена сетевого решения имеет большое значение при его выборе. Как уже отмечалось, даже серверы начального уровня способны передавать данные со скоростью более 100 Мбит/с. Не оснащая их дорогими адаптерами Gigabit Ethernet или АТМ, вы можете повысить скорость передачи данных и надежность связи с коммутируемой сетью, задействовав обычные платы Fast Ethernet и объединив их в группу. Такое решение стоит всего несколько сотен долларов, но этих денег не жалко заплатить даже за более простое решение по резервированию каналов, ведь многие из вас наверняка были свидетелями внезапного отказа сервера, когда кто-либо случайно разрывал его сетевое соединение.

Многофункциональность ПО NIC Express

Тестирование продуктов на двухпроцессорном сервере (при использовании разных операционных систем) показало, что все они обеспечивают примерно одинаковую скорость загрузки данных с него, поэтому итоговая оценка зависела от наличия дополнительных функций. Оказалось, что только решения фирм 3Com и IP Metrics равномерно распределяют (балансируют) входящий трафик по адаптерам независимо от типа коммутатора.

Все протестированные адаптеры совместимы с фирменным протоколом объединения портов Fast EtherChannel (FEC) компании Cisco Systems. Если ваши пользователи в основном передают данные на сервер и у вас нет FEC-совместимого коммутатора, следует использовать решения фирм 3Com и IP Metrics. В случае дефицита свободных гнезд PCI в вашем сервере задействуйте четырехпортовую плату фирмы Adaptec; но помните, если вдруг она выйдет из строя, будут разорваны сразу все четыре серверных соединения. ПО фирмы Intel имеет самый лучший пользовательский интерфейс, с помощью которого легко получить информацию о принадлежности адаптеров к группам и изменить состав последних. Стоит также отметить, что только фирма Intel смогла предоставить нам ПО выравнивания нагрузки для ОС Linux. Принимая во внимание то, что названная система все чаще используется для развертывания файл- и Web-серверов, привлекательность решения от Intel повышается.

Выбрать победителя было непросто, поскольку все претенденты работали довольно неплохо, но по результатам продолжительного тестирования первое место мы присудили решению NIC Express фирмы IP Metrics. Оно обладает лучшей функциональностью по обеспечению надежности связи сервера с сетью, включая способность определять логически разъединенные соединения (например, из-за проблем с маршрутизацией) и удерживать неактивные или ненадежно работающие соединения в отключенном состоянии до устранения соответствующих проблем. Недостаток продукта NIC Express состоит в том, что он является чисто программным решением, а значит, сетевые платы вам придется покупать отдельно. В то же время многие производители сетевого оборудования предоставляют ПО выравнивания нагрузки бесплатно.

И все-таки потратьте деньги на покупку этого продукта, поскольку набор его функциональных возможностей очень широк.

NIC Express for NT 2.02 и NIC Express for Windows 2000 2.12 фирмы IP Metrics Software

ПО NIC Express — лидер данного обзора. Оно поддерживает не зависящее от типа коммутатора балансирование входящего трафика, предлагает информативный пользовательский интерфейс и отличные функции по обеспечению надежности связи сервера с сетью. Стоит также отметить, что фирма IP Metrics продает отдельный продукт NIC Express Enterprise Manager, который предназначен для управления всеми серверами сети, оснащенными ПО NIC Express. Ограниченные по времени действия демо-версии программ NIC Express и Enterprise Manager можно загрузить с Web-сайта фирмы IP Metrics. К сожалению, ПО NIC Express работает только под управлением Windows NT 4.0 или Windows 2000, но представители фирмы сообщили, что оно будут перенесено и на Linux.

По производительности решение NIC Express в целом не уступает программным средствам, предлагаемым производителями адаптеров. В тесте на скорость загрузки файлов с сервера оно работало медленнее решений компаний 3Com и Adaptec, немного уступило решению фирмы 3Com при передаче данных на сервер, но показало самый лучший результат при выполнении двунаправленного теста. Кроме того, по сравнению с решением фирмы Intel это решение меньше нагружает ЦПУ сервера.

Еще одно достоинство ПО NIC Express — возможность выравнивать нагрузку и поддерживать резервные сетевые каналы, работая с платами разных производителей, которые имеют разные максимальные скорости передачи данных. Например, если в вашей машине установлена сетевая плата Fast Ethernet компании Intel и присутствует интегрированный 10-Мбит/с адаптер фирмы 3Com, то ПО NIC Express можно сконфигурировать таким образом, чтобы при выходе из строя соединения Fast Ethernet трафик передавался через оставшийся адаптер Ethernet. Рассматриваемое ПО совместимо с адаптерами для медного или оптического кабеля, главное, чтобы это были адаптеры Ethernet.

Среди всех протестированных нами продуктов ПО NIC Express имеет самые лучшие средства выдачи статистической информации в реальном масштабе времени. Открыв статусный экран, вы увидите, какой процент составляют данные IP, IPX, AppleTalk или NetBEUI, а, просмотрев информацию об объемах данных, переданных или принятых каждым адаптером, сможете оценить эффективность работы функции выравнивания нагрузки.

Имеющиеся в NIC Express функции обеспечения надежности связи являются самыми мощными. Обычно ПО получает информацию о выходе из строя сетевых каналов, перехватывая прерывания о разрыве соединения (link-down interrupts), посылаемые сетевыми платами. Продукт же NIC Express может работать на третьем уровне IP-стека. Каждая плата периодически посылает запрос ping другим членам группы. Если платы не могут связаться друг с другом, то NIC Express “полагает”, что в сети за коммутатором, к которому подсоединена данная плата, имеется разрыв. Предположим, что в целях повышения надежности работы сети администратор подсоединил все платы к разным коммутаторам, и uplink-канал одного из них вышел из строя. ПО, работа которого основана на перехвате прерываний о разрыве соединения, не обнаружит этого и будет посылать трафик в никуда. Запросы ping не могут проходить между платами и в том случае, если относятся к разным виртуальным ЛВС. Если по какой-либо причине ваша сетевая среда не поддерживает данную функциональность (например, запросы ping блокируются межсетевым экраном), то NIC Express может работать только с вышеназванными прерываниями.

Пожалуй, самой полезной функцией рассматриваемой программы является вывод информации о недавно переставших работать адаптерах. На статусном экране для каждого адаптера отображается одна из пяти возможных пиктограмм. Она информирует о том, что адаптер либо нормально работает; либо впервые отказал; либо работает сейчас, но раньше имел отказы; либо перестал работать и в нем были отказы; либо за последнее время так часто отказывал, что был удален из группы. Если в течение часа в работе адаптера происходит определенное число сбоев (по умолчанию оно равно трем, но это число можно изменить), эта плата считается ненадежной и после очередного сбоя в работе не активируется. Таким образом, при наличии серьезной технической проблемы удается избежать частого срабатывания функции перераспределения трафика между адаптерами. Если вам не нравится эта функция или вы тестируете работу оборудования, ее можно отключить. Если пороговое число отказов за час равно 15 и сбои в работе адаптера случаются каждые 4 мин, это свидетельствует о возникновении действительно очень серьезной технической проблемы, о чем программа и проинформирует вас. Другие протестированные нами продукты не имеют таких возможностей по отслеживанию состояния адаптеров, и в случае возникающих время от времени сбоев будут повторно активировать их работу и перераспределять трафик до бесконечности. Стоит отметить, что сообщения о связанных с работой адаптера событиях посылаются программе NT Event Manager или передаются в виде SNMP-сообщений. Для централизованного управления адаптерами на многочисленных серверах можно использовать ПО NIC Express Enterprise Manager.

EtherLink Server 10/100 PCI Dual Port NIC (3С982-TXM) с DynamicAccess фирмы 3Com

Решение фирмы 3Com отлично работало в наших тестах на производительность, показав второй (после продукта фирмы IP Metrics) результат при выполнении двунаправленного теста. Хотя плата EtherLink имеет драйверы почти для всех ОС, включая Sun Solaris и SCO Unix, ПО балансирования нагрузки реализовано только для Windows NT, Windows 2000 и NetWare. Драйверы для Linux, имеющиеся на Web-сайте 3Com, на момент проведения испытаний официально не поддерживались. Продукты фирм IP Metrics и 3Com показали почти одинаковые результаты по производительности, оставив далеко позади остальных конкурентов, но, поскольку решение фирмы 3Com уступает решению NEC Express в отношении функций обеспечения надежности связи сервера с сетью, оно оказалось на втором месте.

EtherLink (3С982-TXM) — двухпортовая сетевая плата, поэтому для проведения испытаний нам потребовалось занять только два гнезда PCI в тестовом сервере. Получившаяся конфигурация хороша тем, что при выходе из строя одной платы в сервере продолжают действовать еще два порта. Иногда серверам не хватает свободных гнезд для подключения дополнительного оборудования. Например, если сервер имеет всего четыре гнезда, то, скорее всего, большинство их будет занято дисковыми контроллерами или SSL-акселераторами. Использование двухпортовых плат — неплохой компромисс между стремлением сэкономить дефицитные гнезда PCI и возможностью реализовать решение с высокой степенью отказоустойчивости.

Для балансирования входящего трафика средствам DynamicAccess требуется второй IP-адрес. Обычно сервер не передает информацию об этом адресе и не отвечает на запрос ping по этому адресу, а вместо этого сообщает машине, которая хочет соединиться с ним по протоколу TCP, другой IP-адрес. Когда функция выравнивания нагрузки не используется, основным портом для связи с сервером является первичная сетевая плата. Поддерживаемые платой EtherLink функции обеспечения надежности связи сервера с сетью похожи на соответствующие функции адаптеров фирм Intel и Adaptec; работа этих функций основана на перехвате прерываний о разрыве соединения.

PRO/100 S Server Adapter с Advanced Network Services фирмы Intel

Решение фирмы Intel имеет один из самых понятных и простых в использовании интерфейсов, предназначенных для организации групп адаптеров и изменения их состава. Кроме того, из всех протестированных плат только адаптер PRO/100 S имеет аппаратную поддержку IPsec-шифрования, что снижает нагрузку на ЦПУ сервера при шифровании. ПО выравнивания нагрузки потребляет значительную вычислительную мощность, поэтому наличие функции шифрования трафика на самой плате в некоторой степени компенсирует это.

Инсталляцию адаптеров существенно упрощает процедура, задающая несколько вопросов, а затем устанавливающая необходимую вам конфигурацию. Пожалуй, самым сложным при подготовке данного адаптера к работе является интеграция его ПО с ядром ОС Unix. Впрочем, чтобы сделать это, не нужно быть большим знатоком этой ОС; мы установили все необходимое ПО не обращаясь в службу технической поддержки.

Пользователи Microsoft Windows могут задействовать удобный интерфейс, который в одном окне отображает информацию обо всех имеющихся в системе адаптерах и их группах и выдает статистические данные о работе каждого адаптера. Имеется возможность просмотра журнала системных сообщений о каждом из адаптеров, что позволяет определить, когда и как часто происходили сбои в его работе. Однако в отличие от ПО фирмы IP Metrics в решении фирмы Intel отсутствует возможность просмотра статистических данных по всей группе адаптеров. ПО платы PRO/100 S определяет неисправности, прослушивая сообщения о разрыве соединения. В нем имеется функция идентификации адаптера, которая заставляет мигать его светодиоды перехватывая прерывания в течение 5—120 с. Это очень полезная функция, когда в вашем сервере стоят четыре адаптера и один из них посылает испорченные пакеты, а вы не можете определить его, поскольку забыли промаркировать эти платы.

Стоит также добавить, что фирма Intel оказалась единственным (среди участников нашего обзора) производителем, реализовавшим выравнивание нагрузки в среде Linux. Работая с названной системой в рамках данного обзора, мы обнаружили следующее: если вы хотите установить ОС Linux на многопроцессорный сервер, обновите ее ядро до версии 2.4. Сначала мы задействовали ядро версии 2.2, и хотя оно поддерживает симметричную многопроцессорную обработку данных, производительность сервера была крайне низкой. В версии ядра 2.4 поддержка многопроцессорной обработки реализована гораздо лучше. Если у вас нет дистрибутива Linux с ядром указанной версии, его код можно загрузить с FTP-сервера ftp.kernel.org. Учтите, что, работая в среде Linux, ПО выравнивания нагрузки фирмы Intel не поддерживает стандарт 802.3ad для входящего трафика, но совместимо с технологией FEC.

DuraLAN Quartet64 с Duralink64 фирмы Adaptec

Сетевой адаптер Quartet64 имеет четыре порта. Использование таких плат позволяет максимально экономно расходовать гнезда PCI, но степень отказоустойчивости сервера при этом ниже, чем в случае применения двух и более сетевых адаптеров. Данная плата превосходно работала в среде Windows 2000 и показала самые высокие результаты при загрузке данных с сервера. Однако отсутствие не зависящей от типа коммутатора функции балансирования входящего трафика помешало этой плате показать хорошие результаты при выполнении двунаправленного теста. Адаптер фирмы Adaptec поддерживает ОС Windows, NetWare и Linux. Впрочем, фирма Adaptec не предоставляет драйверы для Linux, поэтому вам придется загрузить драйвер Starfire.с Web-страницы http://www.scyld.com/network/ethercard.html. Выравнивание нагрузки в среде Linux не поддерживается.

Пользовательский интерфейс ПО адаптера Quarter64 для ОС Windows 2000 нас разочаровал: в нем очень трудно определить принадлежность адаптеров к той или иной группе. Для каждого адаптера в отдельности нам пришлось открывать окно установки параметров и вводить его в состав группы. При этом мы записывали информацию о конфигурации системы на бумагу. Кроме того, мы не смогли получить статистические данные о работе группы.

Драйверы для ОС NetWare нам понравились тем, что содержат программу мониторинга. Другие участники обзора не предлагают подобного средства для NetWare. ПО Duralink показывает активные адаптеры и информирует о том, какая часть общего трафика проходит через каждый из них (например, 30% — через первый адаптер и 70% — через второй). Конфигурационная программа для NetWare выдает информацию о составе групп и режимах работы адаптеров.

Фирме Adaptec следовало бы перенести это ПО на платформу Microsoft Windows, так как, работая в этой среде вы не можете определить, какие из адаптеров отказали. Windows 2000 выдает такую информацию, но за счет использования собственных средств. Хотелось бы еще получать информацию и о том, к какой группе принадлежит вышедший из строя адаптер и какие платы берут на себя его нагрузку. Отказавшие каналы рассматриваемая система определяет только на основании посылаемых платами прерываний о разрыве соединения, поэтому она не распознает логически разъединенные линии (например, из-за проблем с маршрутизацией трафика).





  
10 '2001
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Свобода или безопасность

бизнес

• Как успешно пройти собеседование, или Советы карьеристу

• Системные интеграторы перестраиваются

локальные сети

• Испытанные средства для решения проблем

• Измерение оптических потерь и протяженности оптического волокна - насколько это актуально?

• Объединяя сетевые адаптеры

• ПО резервного копирования: руководство для покупателя

корпоративные сети

• Концентраторы доступа АТМ: шире возможности - труднее выбор

• Модули PMC - "кирпичики" коммуникационной аппаратуры

• Коммутаторы для аппаратной этажа здания

• iPlanet - лучший Web-сервер для Lunix

• Одиссея порталов

• Использование метасправочника для интеграции сетевых служб и приложений автоматизации предприятия

услуги сетей связи

• Когда не хватает скорости

• Ускорение доступа и оптимизация работы в Интернет

• Оптимизация сетевого трафика

• Мобильный интернет - новый стиль жизни, создающий информационное общество будущего

• Развитие систем сотовой связи

• Akamai: жизнь на краю

системы учрежденческой связи

• Новый лакомый кусочек

защита данных

• Построение многоуровневой системы безопасности

только на сервере

• Как использовать потенциал архитектур распределенных объектов

новые продукты

• Новые решения для доступа в Интернет от компании ZyXEL

• КАЛЕЙДОСКОП



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх