Windows Server 2012 - Grupowanie kart sieciowych w praktyce  Udostępnij na: Facebook

Autor: Andrzej Zankiewicz

Opublikowano: 2012-11-22

Wstęp

Mechanizm grupowania kart sieciowych, stanowiący jeden z nowych elementów wprowadzonych w systemie Windows Server 2012, pozwala na uzyskanie odporności systemu na uszkodzenie fizycznego interfejsu sieciowego, a w określonych sytuacjach może też zapewnić agregację przepustowości wielu interfejsów sieciowych i związaną z tym większą szybkość transmisji. W artykule przedstawione zostały praktyczne testy mechanizmu grupowania kart sieciowych, mające na celu sprawdzenie rzeczywistego funkcjonowania tej usługi oraz potwierdzenie korzyści wynikających z jej stosowania.

Konfiguracja testowa

Eksperymenty wykonane zostały z wykorzystaniem układu sieciowego, przedstawionego na Rys. 1. Struktura testowego układu sieciowego.

Struktura testowego układu sieciowego

Rys. 1. Struktura testowego układu sieciowego.

System operacyjny Windows Server 2012 Standard Edition w wersji Trial został zainstalowany na serwerze HP ProLiant ML150 G6, posiadającym gigabitowy interfejs Ethernet, zintegrowany na płycie głównej oraz wyposażonym w kartę sieciową Intel PRO/100 S Dual Port Server Adapter, zawierającą dwa interfejsy Fast Ethernet (100Mb/s). Wszystkie interfejsy działały z wykorzystaniem sterowników dostarczonych przez system Windows Server 2012. Serwerowe interfejsy Fast Ethernet zostały przyłączone do portów 100 Mb/s, przełącznika Cisco 3560, natomiast stacja kliencka z systemem operacyjnym Windows 7 została podłączona do przełącznika łączem Ethernet 1000 Mb/s (GigabitEthernet). W przedstawionym układzie została utworzona na serwerze grupa kart sieciowych, do której włączono dwa interfejsy Fast Ethernet (100 Mb/s), zainstalowane w serwerze.

Testowanie łączności z interfejsem grupowym poprzez komendę ping spowodowało pełną poprawność jego pracy. Jednak przy próbie pobrania pliku z serwera poprzez protokół FTP, po przesłaniu pierwszych kilkudziesięciu kilobajtów danych, następowało zerwanie połączenia z serwerem. Dalsze próby wykazały, że tak samo zachowuje się każda inna komunikacja z serwerem, wykorzystująca protokół TCP. Rozwiązaniem tego problemu okazało się wyłączenie wspomagania wyznaczania sumy kontrolnej protokołu TCP (opcja TCP Checksum Offload) we właściwościach interfejsu grupowego. Właściwe ustawienie przedstawione zostało naRys. 2. Wyłączenie opcji wspomagania wyznaczania sumy kontrolnej protokołu TCP.

Wyłączenie opcji wspomagania wyznaczania sumy kontrolnej protokołu TCP

Rys. 2. Wyłączenie opcji wspomagania wyznaczania sumy kontrolnej protokołu TCP.

Po takim ustawieniu, komunikacja protokołu TCP, poprzez interfejs grupowy, przebiegała już bez żadnych zakłóceń.

Sprawdzenie skuteczności pracy usługi grupowania kart sieciowych

Jak już zostało wspomniane, można wyszczególnić dwa podstawowe zadaniami usługi grupowania kart sieciowych: zapewnienie ciągłości pracy w przypadku awarii interfejsu, będącego członkiem grupy, oraz agregację łączącą, w celu uzyskania większej przepustowości.

Sprawdzenie działania pierwszej funkcjonalności przeprowadzono poprzez fizyczne odłączenie jednego z interfejsów wchodzących w skład grupy. Jeżeli nie był to interfejs aktualnie skojarzony z ruchem testowym nie zaobserwowano żadnego zakłócenia transmisji. W przypadku, gdy odłączony interfejs został aktualnie skojarzony z ruchem testowym, przerwa w transmisji wynosiła ok. 1 s, po czym następowała automatyczna rekonfiguracja interfejsów, a ruch ponownie przekazywany był poprawnie. Na Rys. 3. Chwilowa przerwa w transmisji po rozłączeniu interfejsu należącego do grupyprzedstawiony został moment chwilowej przerwy w transmisji po rozłączeniu jednego z interfejsów, należących do grupy.

Chwilowa przerwa w transmisji po rozłączeniu interfejsu należącego do grupy

Rys. 3. Chwilowa przerwa w transmisji po rozłączeniu interfejsu należącego do grupy.

W celu sprawdzenia wydajności zgrupowanego łącza wykonane zostały próby polegające na pobieraniu pliku z serwera poprzez protokół FTP. Ponieważ mechanizm grupowania interfejsów, zawarty w systemie Windows Server 2012, zawsze kojarzy określone połączenie TCP tylko z jednym interfejsem, wchodzącym w skład grupy (m.in. w celu uniknięcia spadku wydajności spowodowanego odtwarzaniem strumienia danych z segmentów TCP, dostarczonych w zmienionej kolejności), w przypadku jednej sesji pobierania pliku transmisja odbywa się z szybkością pojedynczego interfejsu. Jak widać na Rys. 4. Pobieranie pojedynczego pliku przez łącze grupowe, w przypadku portu 100 Mb/s jest to około 11,3 MB/s.

Pobieranie pojedynczego pliku przez łącze grupowe

Rys. 4. Pobieranie pojedynczego pliku przez łącze grupowe.

Na Rys. 5. Jednoczesne pobieranie trzech plików poprzez łącze grupoweprzedstawiony został rezultat uzyskany w przypadku jednoczesnego pobrania trzech plików.

Jednoczesne pobieranie trzech plików poprzez łącze grupowe

Rys. 5. Jednoczesne pobieranie trzech plików poprzez łącze grupowe.

Jak widać, plik Test_8GB_3 przesyłany jest przez jeden z interfejsów, tworzących grupę, z pełną prędkością tego interfejsu, natomiast transmisja plików Test_8GB_2 i Test_8GB_1 współdzieli przepustowość drugiego interfejsu, należącego do testowanej grupy. Całkowita transmisja odbywa się z szybkością będącą sumą przepustowości wszystkich interfejsów, wchodzących w skład grupy, czyli w naszym przypadku 200 Mb/s.

Podsumowanie

W artykule przedstawione zostały wyniki praktycznych eksperymentów mających na celu sprawdzenie funkcjonowania mechanizmu grupowania kart sieciowych w systemie Windows Server 2012. Wykonane próby zaprezentowały uodpornienie systemu na uszkodzenie fizycznego interfejsu sieciowego oraz pokazały możliwość uzyskania większej szybkości transmisji poprzez agregację przepustowości wielu interfejsów sieciowych. Opisana została też metoda rozwiązania problemu, który wystąpił przy próbach transmisji danych, poprzez interfejs grupowy z wykorzystaniem protokołu TCP.