網卡綁定技術在音頻工作站網絡中的應用

項敏

金華廣播電視總臺技術中心 浙江 321000

0 引言

我臺音頻工作站網絡建于 1999年，已運行了十三年。這十三年期間隨著電臺業務的擴大，播出頻率由過去的3套增加到現在的5套，網絡功能站點也增加了，此間對系統也進行了幾次較大的技術改造，比如更換主服務器，升級錄制播出軟件。隨著主服務器中音頻文件和數據庫中數據的不斷增加，對主服務器的穩定運行和所有播出站數據的快速讀取造成了很大壓力，播出站播放音頻文件時會出現網絡反映慢或卡的現象，嚴重影響了安全播出。網絡性能下降問題日漸突出，是我們技術部門需要迫切解決的問題。

1 存在問題的分析

我臺音頻工作站網絡系統構成情況如下：1臺主服務器，1臺備服務器,1臺交換機，5個播出工作站，1個備份播出站，7個錄制站，2個慢錄站，1個管理站，1個廣告編排站，7個審聽站。網絡系統連接情況如圖1。

圖1 音頻網絡系統連接示意圖

由圖可見網絡存在的問題：

(1) 網絡結構簡單，采用集中式架構，所謂的集中式就是在服務器上設置一個總的數據庫和存儲，將所有頻率的錄制和播出的音頻資料均存放在一起，所有工作站的操作(包括音頻文傳遞和數據庫的檢索)均通過主干網在服務器中進行存取，在網絡數據流量大的情況下，網絡就會出現阻塞或反映慢的問題。

(2) 主服務器到交換機實際上是單鏈路傳輸數據(圖中實線部分)，雖然作了備份鏈路(圖中虛線部分)，但是主鏈路出現問題時需要手動設置備份鏈路后才能使用，無法自動接管。交換機到各工作站也是單鏈路數據傳輸，沒有鏈路上的冗余。網絡核心部件交換機無熱備，萬一出問題，整個網絡癱瘓。

(3) 工作站網卡接頭日久氧化、性能下降和接觸不良都會成為數據傳輸的障礙。我們對發生故障的播出站的所有日志記錄進行分析，發現網卡工作情況不穩定，連接狀態會出現瞬間down的情況。

2 解決方案和實施

2.1 問題的解決

面對存在的問題，我們技術部門本著低成本、高效率的原則，在現有條件下著手對網絡進行改造。經過了解和實踐，網卡綁定技術能解決存在的問題。一方面能解決單鏈路數據傳輸的風險，為數據傳輸提供冗余鏈路；另一面可以在網絡通道或網卡正常狀態下增加安全系數，實現網卡負載均衡和任務分擔，當其中有網卡發生問題時冗余網卡能夠實現自動無縫轉接，不影響正常音頻數據的傳輸，網卡綁定技術的運用是實現安全播出的一種切實可行的好方法。

2.2 網卡綁定技術的介紹

網卡綁定，就是通過軟硬件設置將兩塊或多塊網卡虛擬成一塊網卡，使用一個IP地址。使用網卡綁定可以增大帶寬，理論上如果一塊網卡帶寬是100M，兩塊網卡就是200M。多塊網卡綁成一塊網卡后一起同步工作，對服務器的訪問流量均衡到每塊網卡上，這樣每塊網卡負載壓力減小，抗并發訪問能力提高，保證服務器訪問的暢快。同時網卡綁成一塊網卡后，當其中一塊網卡發生故障時，其它網卡自動無縫接管，保證網絡服務不中斷，實現了冗余容錯。

2.3 硬件的配置

在主服務器上再增加一塊網卡，在播出站上增加一塊網卡，增加一臺交換機，與原交換機進行級聯，主服務器上原有的集成網卡和光纖網卡接交換機1，新增網卡接新增的交換機2，這樣主服務器到交換機有三條傳輸鏈路，兩條鏈路承擔數據流，另一條鏈路作為備份鏈路。播出站上兩塊網卡分別接在兩臺交換機上，這樣的網絡結構實現了雙鏈路數據傳輸和鏈路的冗余，可以擴展網絡帶寬，減少響應時間，實現網絡負載均衡和容錯，提高網絡的數據傳輸能力。改造后的網絡系統連接情況如圖2。

圖2 改造后音頻網絡系統連接示意圖

2.4 安裝與設置

(1) 服務器端網卡綁定的配置

主服務器上原來有兩塊網卡(一集成網卡一光纖網卡)，再增加一塊 D-LINK網卡,安裝好驅動程序和 Broadcom Advanced Control Suite3軟件，利用該軟件將三塊網卡集中在一起作為一個組，對網卡進行合理配置來實現負載均衡、容錯。因為“broadcom分組向導”建立組的類型有幾種，比如智能負載均衡和故障轉移和SLB禁用自動回歸。我們在創建組Team時選擇禁用自動回歸SLB。禁用自動回歸SLB和智能負載均衡和故障轉移類型一樣，就是所有負載平衡成員均出現故障時，由備用成員處理通信量(即故障轉移事件)。值得一提的是，必須是在所有負載平衡成員均出現故障之后，備用成員才會接管。當一個或多個負載平衡成員重新恢復(即回歸)時，通過手動設置，由已恢復的組成員重新接管通信量的處理。具體創建過程只需按提示操作即可。配置完成后如圖3。

圖3 服務器網卡綁定配置圖

我們將 Broadcom Netxtreme Gigabit Ethernet集成網卡和Intel(R)PRO/1000MF Server Adapter光網卡作為負載均衡的成員，處在活動狀態，共同承擔數據流。新增的D-Link Dge-530t Gigabit Ethernet Adapter網卡作為備用成員，處于非活動狀態，不會主動接收發網絡通信量，但是由它偵測負載均衡成員是否有失效，當偵測到集成網卡和光網卡同時失效時，新增網卡就會自動接管處理通信。這樣的配置實現了傳輸鏈路的“雙保險”。然后點“網上鄰居”打開屬性會發現多了一個team連接，再點擊team連接設置好IP地址。

(2) 播出站上雙網卡綁定的配置

在播出站上做雙網卡綁定。再增加一 D-LINK網卡，裝好驅動程序，再安裝NIC Express軟件，NIC Express安裝時要注意開啟 LOAD Balancing 功能，要選擇“Enabled。綁定后的網卡組如圖 4所示，虛擬網卡名為“bc”，和單一的網卡使用完全一樣。打開“網上領居”屬性，多出一個bc連接，點bc連接屬性，為bc虛擬網卡設置IP地址。這樣播出站就是一個雙網卡冗余的播出站了。

圖4 播出站雙網卡綁定示意圖

3 網絡測試

整個系統設置完成，對網絡性能進行測試。

(1) 使用播出軟件測試

因為啟動播出軟件時需要讀取服務器數據庫，能真實反映問題。測試結果：軟件啟動過程只用了3秒，比改造前啟動播出需11秒明顯改善。

(2) 在節目播出過程中是否會中斷進行測試

首先播放一個音頻節目，再運行ping 192.168.0.188 /t命令，然后拔掉其中一個與交換機1相連的網線頭，ping命令結果如圖5所示，網絡連接正常，無中斷現象，另一網卡自動接管工作，承擔了數據傳輸任務如圖6所示，節目播放正常無中斷現象，再拔掉另一個與交換機2連接的網線頭，網絡連接也正常。用同樣方法對主服務器進行測試，播出也正常。

圖5 ping后網絡連接測試圖

圖6 斷開一網卡后另一網卡接管工作示意圖

4 結束語

自從網卡綁定技術在音頻工作站網絡中應用以來，播出站讀取音頻資料慢或卡的現象得到明顯的改善，是保障安全播出的又一強有力措施，為電臺完善安全播出提供了新途徑。

隨著網絡技術的發展，實現網絡關鍵部位負載均衡和冗余的技術方案有多種，就目前我臺音頻工作站網絡存在的問題和面臨的實際情況進行分析總結，既要提高主鏈路的帶寬而又無法對網絡進行升級的情況下，采用網卡綁定技術是最低成本的解決方案。以后網絡規模再擴大、經濟條件許可的情況下，可考慮采用設置帶均衡策略的服務器群集技術，交換機鏈路聚合技術，來提高網絡性能。