技巧:Windows NIC聚合保持连通性

日期: 2013-03-20 作者:Stephen J. Bigelow翻译:唐琼瑶 来源:TechTarget中国 英文

IT管理员可以使用Windows NIC连通性,以便在Windows Server 2012网络上获得更多带宽与弹性。     连通性是服务器需要重点考虑的因素,但是数据中心技术的持续演化变成了对有效网络的强调。     例如,虚拟化的广泛采用允许服务器宿主很多带宽密集型工作负载,同时能支持增加的时效性数据类型卷,如音频与视频。     这些增加的工作负载需求给服务器的单个传统千兆网以太网端口带来了太大压力。

虽然服务器平台能轻松处理多个网络端口,将这些端口聚合在一起提升带宽或在端口之间支持故障恢复的功能可能难以企及,如果没有成熟的第三方网络产品。Windows Server 2012引入网卡聚……

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IT管理员可以使用Windows NIC连通性,以便在Windows Server 2012网络上获得更多带宽与弹性。

    连通性是服务器需要重点考虑的因素,但是数据中心技术的持续演化变成了对有效网络的强调。

    例如,虚拟化的广泛采用允许服务器宿主很多带宽密集型工作负载,同时能支持增加的时效性数据类型卷,如音频与视频。

    这些增加的工作负载需求给服务器的单个传统千兆网以太网端口带来了太大压力。虽然服务器平台能轻松处理多个网络端口,将这些端口聚合在一起提升带宽或在端口之间支持故障恢复的功能可能难以企及,如果没有成熟的第三方网络产品。Windows Server 2012引入网卡聚合NIC的概念,能够天然实现这两大目标。下面我们具体看看Windows Server 2012下对NIC聚合的概念与需求。

    Windows NIC聚合基础

    一台服务器可轻松支持众多物理NIC端口,并给工作负载分配专门的端口。不过,没有复杂的第三方聚合产品的话,NIC端口通常工作起来不协调。

    例如,有两个前兆以太网NIC端口的服务器无法轻松聚合这两个端口,为工作负载交付一个等价的2 GbE路径。此外,没有一个简单的机制能将工作负载的网络流量从一个NIC端口故障切换到另一个。例如,如果NIC端口1出问题,受影响的工作负载将需要移动到另一个服务器,知道端口1已修复,而不是只将网络流量转移到闲置的NIC端口。

    这些限制不在硬件里,网卡支持聚合行为有些年头了——但仅限于操作系统。Windows Server 2012功能允许有多个NIC端口的服务器聚合带宽与故障恢复,处理工作负载均衡,并预防能破坏工作负载运作的连通性问题。

    NIC聚合能完成本质上是通过“虚拟”可用的物理网络适配器,创建虚拟网络适配器。然后虚拟网络适配器能访问操作系统,工作负载就能同时连接到一个或更多虚拟网络适配器。Windows Server 2012也支持虚拟机里的NIC聚合,让虚拟机使用虚拟网络适配器连接到一个或更多Hyper-V交换机。这能在NIC端口与相关的适配器断开连接时保持工作负载连通性。

    聚合能在单个以太网NIC端口工作。这种情形下,虚拟LAN隔离网络流量,但这对带宽聚合没益处,也不支持故障恢复。更多实用的有益的聚合需要至少两个以太网NIC端口,Windows Server 2012最多能聚集32个NIC端口。

    NIC聚合与网络交换机

    服务器上每个NIC端口都连接到相应的网络交换机上的端口,因此,NIC聚合可能需要物理交换机参与某些配置。如果交换机不是NIC聚合配置一部分,独立于交换机聚合的话,聚合里的NIC端口能连接到不同的交换机,聚合连通性不是都需要相同的交换机。这描述了弹性与故障恢复计划是NIC聚合的关键目标。通过将每个故障恢复成员放置在不同交换机上,网络架构能就放置单个交换机故障破坏同个交换机上的多个端口,甚至会禁止整个团队。

    不过,交换机通常是NIC聚合配置的一部分,同个团队里的NIC端口必须连接到同个交换机。在静态聚合中,必须清楚地配置交换机与服务器。这是一个直截了当的方式,可能难以部署、更新与检修。通过对比,通过聚合使用链路聚合控制协议LACP,能自动识别服务器与交换机之间的聚合链接。这使得部署与更改方便管理,但是交换机必须支持LACP。

    保持NIC流量有组织

    NIC聚合的一大挑战在于管理来自服务器或大型网络的流量。当跨多个NIC端口分离或发送数据时,很容易就让数据流里的包变得无组织,导致包到达错误的目的节点。虽然接收节点会整理包,但这个行为会降低性能,就会抵消一些NIC聚合的益处。因此,NIC聚合尝试将某个数据流中的所有包放在同个网络端口上,这样包的次序就容易保持住。

    在一个非虚拟的环境中,NIC聚合通常依赖散列技术。当构建包时就创建个散列值,反射源和目标MAC地址、IP或TCP端口数据,取决于所选的算法。散列值附属于包,有散列标签的包被发送到某个网卡,以便知道数据流在网络里的两个已知位置。这让每个数据流的包在自己的NIC端口上,确保包如期到达指定的点。高级的NIC聚合产品能平衡流量,通过变更散列,分配包到其他不常用的NIC端口。这指的就是适应性负载均衡。

    在虚拟环境中,每台虚拟机能基于收发服务器的MAC地址分配包。例如,相关的网络交换机能看见发送的MAC地址,决定来自同个NIC适配器的流量,然后尝试跨多个连接到目的地MAC地址负载均衡流量。Windows Server 2012将使用Hyper-V交换机端口选派,而不是发送MAC地址。无论如何,这种方式不是负载均衡的最佳方式。

    NIC聚合的概念不新鲜,但Windows Server 2012的引入使得聚合成为原生功能,通过处理已建聚合中NIC端口之间的故障恢复,聚合带宽并提升工作负载弹性,以此提升吞吐量。IT管理员将Windows Server 2012部署在业务关键型、多NIC服务器,应该花时间在数据中心评估并执行NIC聚合。

作者

Stephen J. Bigelow
Stephen J. Bigelow

数据中心和虚拟化网站的高级技术编辑,拥有20年的PC和技术写作经验。

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