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鏈路聚集

鎖定
Trunking技術可以在不改變現有網絡設備以及原有佈線的條件下,使用專用的軟件或軟硬件結合的產品,把多條交換機到服務器或交換機到交換機的數據通道捆綁起來,形成一條邏輯上的高帶寬數據鏈路,滿足高帶寬應用如多媒體應用和視頻點播的需要。而且,Trunking技術還可以增加網絡的負載均衡能力以及容錯性,極大地提高整個系統的性能。
中文名
鏈路聚集
定    義
廉價實現高帶寬的熱門技術
研    發
3Com公司
方    法
純軟件的辦法軟硬件結合的辦法

鏈路聚集技術簡介

Trunking目前已成為廉價實現高帶寬的熱門技術,3Com公司最近提出了下一代的Trunking 技術即MPLA(多點鏈路聚集)。它一改以往的Trunking技術中僅僅採用點對點的鏈路捆綁方案,可以在多條路徑上實現Trunking,甚至這條路徑上包含了其它的交換機網絡設備。這樣,當一個文件需傳到另一台交換機上時,可以使用MPLA,把文件分成兩半,分別採用不同的路徑傳送至目的交換機。這樣做的好處是增加了系統可靠性和設備彈性,同時加快了文件傳輸速度,提高了整體性能。

鏈路聚集現狀

快速以太網使用Trunking技術後可以達到800Mbps的數據傳輸率,性能直逼千兆網,而且並不需要購買新的交換機,不需重新佈線,也無須考慮千兆網令人頭疼的傳輸距離極限。
Trunking可以捆綁任何相關的端口,也可以隨時取消設置,這樣提供了很高的靈活性。
採用Trunking還可以提供負載均衡能力以及系統容錯。由於Trunking實時平衡各個交換機端口和服務器接口的流量,一旦某個端口出現故障,它會自動把故障端口從Trunking組中撤消,進而重新分配各個Trunking端口的流量,從而實現系統容錯

鏈路聚集軟硬兩手抓

實現Trunking,可以有兩種解決方案,一種是純軟件的辦法,另一種方案是採用軟硬件結合的辦法。
採用純軟件方案的產品有IP Metrics公司的NIC Express軟件以及NSI公司的NSIs Balance Suite。它們宣稱自己的產品可使Trunking一步到位,而且可以和任何廠商的網卡兼容。但不容忽視的一點是,純軟件產品要佔用服務器端的CPU資源,由於需要實時保障網絡的暢通和高速,服務器的CPU可能會不堪重荷。
採用軟硬件結合實 runking的廠商有3Com、Intel、Sun、Compaq(新太陽NS-2008)等,這樣的解決方案可以在一定程度上減輕服務器端CPU的負擔,但仍需要它的運算來實現數據包的處理以及向Trunking端口的數據包分發。所以3Com、Intel等公司還在其硬件卡上配置了專用的芯片來完成計算任務,最大程度地減輕CPU負擔。

鏈路聚集捆綁鏈路

另一個令人關注的問題就是Trunking中能捆綁的鏈路數目。3Com、Intel、Sun等公司的產品允許最多捆綁4條鏈路,在全雙工的模式下可以達到800M bit/s的傳輸速率;而另一些公司如Adaptec允許捆綁12條鏈路,在全雙工的條件下其宣稱可達到2.4G bit/s的速率;NSI和Phobos甚至可以支持高達32條鏈路的捆綁。
在實際運用中,並非捆綁的鏈路越多越好。首先,應考慮到捆綁的數目越多,其消耗掉的交換機端口和網卡數目就越多,這筆費用不得不考慮;其次,捆綁過多的鏈路容易給服務器帶來難以承擔的重荷,以至崩潰。所以,大多應用採用4條捆綁鏈路的方案,其提供的全雙工800Mbps的速率已接近千兆網的性能,而且相應的端口消耗和服務器端負擔還足以承受。
在考慮Trunking帶來的性能表現時,不得不考慮數據傳輸時是否工作於對稱模式,這取決於軟件、網卡交換機協同工作能力。
在對稱模式下,數據傳輸採用全雙工模式,每條鏈路既可接收也可發送數據;而工作於非對稱模式下時,多條鏈路發送數據,而僅僅只有一條鏈路接收數據,這樣一個服務器就有可能以400Mbps的速率發送數據而接收的速率只有100Mbps。IP Metrics、Sun、ZNYX的產品支持對稱Trunking;Phobos、Compaq、NSI的產品可由網管員在對稱/非對稱模式中選擇與實際網絡匹配的模式。
要求達到對稱工作模式從而實現全雙工數據傳輸,僅僅購買支持對稱Trunking的軟件和網卡還遠遠不夠,還需要交換機對Trunking的支持。現已有一類稱為智能交換機(Intelligent Switch)的產品,如Cisco系統公司的Catalyst交換機、北方網絡Bay公司的Baystack交換機以及Cabletron系統公司的SmartSwitch交換機等等,它們能夠給予Trunking很好的支持。

鏈路聚集三種算法

由於Trunking能夠在各條鏈路之間進行負載均衡,所以它採用的算法將決定均衡的效果。有三種被廣泛使用的算法:
循環檢測算法採用輪詢的方法把流量均勻發佈給各個端口,但其不足之處是在接收端可能出現少量數據包時序的混亂;
自適應算法有最大可能把流量均勻分配給各個端口,其計算量相對來説較大;
靜態算法的特點是保證每個數據包能夠正確到達指定的端口,但其缺乏靈活性而且速度相對來説較慢。
各個廠家的Trunking產品基於不同的算法,3Com、Sun、NSI採用了循環檢測算法,而Intel和Compaq則採用自適應算法,IP Metrics和Phobos公司採用了靜態算法。
對於網管而言,僅僅知道使用Trunking後帶寬得到了拓寬還遠遠不夠,還應深入瞭解Trunking鏈路的性能。現今的產品大多支持Trunking鏈路的SNMP(簡單網絡管理),可用來跟蹤網絡設備的運行狀況。3Com的產品在其Trunking鏈路上還提供了RMON功能,可以進行網絡流量實時監控

鏈路聚集出台標準

最後,應該考慮國際標準的問題了。Trunking技術的國際標準正在由IEEE 802.3ad工作組制定,預計1998年底能夠制定出初步的建議,1999年3月將提出第一版的草案,最後標準的通過預計在2000年3月。
在標準尚未正式出台前,各家產品的互操作是否存在問題呢?的確會存在一些問題,但由於生產Trunking產品的廠家大多參與了標準的制定,在一些原則的大問題上是相同的,僅僅是在各個廠家的接口協議上存在差別,目前尚不能在不同廠家的產品之間進行“自動握手”,進而自動形成Trunking鏈路。在正式標準定下來之前解決的辦法只能是手工進行配置。(陳維義)
圖1 Trunking技術解決交換機和服務器之間的瓶頸