新丰江发电公司 广东 河源 ??517000
摘要:新丰江发电公司信息机房只有一台阿尔卡特交换机作为中心交换机，配有一个24口的光模块，一个48口的电模块，设备使用的年限较长，设备出现老化现象，导致设备的性能及稳定性得不到安全保障，为100M的交换端口，部分办公客户机和部分服务器直接连接在此交换机，信息中心机房还有5台L2交换机连接到中心交换机，行政办公楼、检修楼、厂区等通过单条光纤连接到中心交换机。只有1台中心交换机，当中心交换机故障时，整个网络都将瘫痪，中心交换机需要部署高可用，即任一台中心交换机故障，都不会导致整个网络瘫痪。需要设置汇聚层交换机，对网络进行分层管理。避免单条链接故障，需要采用链路聚合，不仅可以增加带宽，也可以实现链路的冗余。服务器通过操作系统，实现网卡绑定，增加网络带宽及实现链路冗余。
关键词:水力发电 交换机 研究
技术方案：
中心交换机采用2台华为S7706面向下一代企业网络架构的新一代高端智能路由交换机，通过部署虚拟路由冗余协议VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol），可以实现当网关设备发生故障时，及时将业务切换到备份设备，从而保持通信的连续性和可靠性。
配置VRRP基本功能：包括VRRP主备备份和VRRP负载分担。VRRP主备备份是VRRP实现网关备份的基本方式；VRRP负载分担通过配置多个VRRP备份组，在实现网关备份的同时，也实现流量的负载分担。
配置管理VRRP：配置管理VRRP备份组，可以减少协议报文对带宽的占用。创建VRRP备份组后，可以将其配置为管理VRRP，还可以配置成员VRRP备份组与管理VRRP备份组绑定，实现成员VRRP备份组和管理VRRP备份组状态机的同步。
配置VRRP联动功能：实现VRRP在自身或上行链路故障时能够及时感知并进行主备切换。配置VRRP基本功能后，可以配置VRRP联动功能，以优化VRRP主备切换功能，进一步增强网络的可靠性。
配置VRRP的心跳线：配置了心跳线之后，核心交换机1、核心交换机2和汇聚层交换机之间会存在环路，配置STP协议破环协议来破除环路。
汇聚层交换机采用满足大带宽接入和以太多业务汇聚的新一代绿色节能的全千兆高性能以太交换机S5720-56PC-EI-AC。行政办公楼、检修楼、厂区等部署汇聚层交换机，通过双链路接入中心交换机。
随着网络规模不断扩大，用户对链路的带宽和可靠性提出越来越高的要求。在传统技术中，常用更换高速率的接口板或更换支持高速率接口板的设备的方式来增加带宽，但这种方案需要付出高额的费用，而且不够灵活。
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Eth-Trunk的负载分担是逐流进行的，逐流负载分担能保证包的顺序，保证了同一数据流的帧在同一条物理链路转发。而不同数据流在不同的物理链路上转发从而实现分担负载。
可以配置普通负载分担模式，基于报文的IP地址或MAC地址来分担负载；对于L2报文、IP报文和MPLS报文还可以配置增强型的负载分担模式。
服务器Teaming部署，目前服务器一般自带有2～4个网卡端口，将多个网卡端口进行绑定，增加服务器的网络带宽，还可以提供链路级的冗余，任意一条网线因故中断都不会中止网络服务。通过网卡绑定，服务器之间的访问速度、客户端访问服务器的速度提升非常明显，由1G带宽直接扩充至2G或4G。
实施网卡绑定有两个重要作用：
负载均衡。可以根据每个物理网卡的实际数据流量，调整单块网卡上的服务器输入、输出两个方向的流量，达到多块网卡同时工作，增加带宽的效果；
提高可用性。服务器网卡故障或接入网络出现故障，将直接导致网络瘫痪。网卡组技术可以消除因服务器网卡、网线、交换机端口硬件故障，甚至是单台交换机崩溃而带来的服务器网络接入故障。
服务器网卡组技术的实质是对多个物理网络接口进行统一管理，将多个物理接口虚拟成一个逻辑网络接口。具体到服务器网卡上，可以看作将多块网卡虚拟为一块逻辑网卡。从属性上看，虚拟逻辑网卡和物理网卡无任何不同，也有自己的物理地址和网络地址。
服务器使用逻辑网卡与外部的主机通信。外部主机只能看到服务器的逻辑网卡，至于服务器具体的物理网卡个数、物理地址等细节，外部主机是不清楚的。
无论是intel还是broadcom，一般都是在原有网卡驱动程序基础上，增加一个网卡组驱动程序，由该驱动程序完成网卡组功能。
网络协议直接访问网卡组驱动程序，网卡组驱动程序负责完成负载均衡等功能。一般地，网卡组驱动负责对组成网卡组的各个物理网卡进行管理，例如，活动探测，流量探测等，并根据实际情况，实现负载均衡和网卡容错功能。
关键技术及主要创新点:
VRRP技术:
2台中心交换机配置虚拟路由冗余协议VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol），实现中心交换机的高可用性。
通常情况下，用户通过网关设备与外部网络通信。当网关设备发生故障时，用户与外部网络的通信就会中断。配置多个出口网关是提高设备可靠性的常见方法，但终端用户设备通常不支持动态路由协议，无法实现多个出口网关的选路。
通过部署VRRP协议，将2台中心交换机虚拟为一台网关设备，将虚拟网关设备的IP地址作为用户的缺省网关实现与外部网络通信。当网关设备发生故障时，VRRP机制能够选举新的网关设备承担数据流量，从而保障网络的可靠性。
通过配置VRRP联动功能，可以进一步优化和增强VRRP主备切换功能，提高网络的可靠性。可以配置VRRP监控其他特性状态，当被监控的对象状态发生变化时，通知VRRP进行主备切换。
Eth-Trunk技术：
链路聚合组LAG（Link Aggregation Group）是指将若干条以太链路捆绑在一起所形成的逻辑链路，简写为Eth-Trunk。将—组物理接口捆绑在一起作为一个逻辑接口，实现中心交换机与汇聚层连接采用多条链路，来增加带宽和可靠性的一种方法。
Teaming技术
网卡组技术可以消除因服务器网卡、网线、交换机端口硬件故障，实现服务器接入的带宽扩展（负载均衡）和网络接入冗余，甚至是单台交换机崩溃而带来的服务器网络接入故障。
论文作者:吴雪强
论文发表刊物:《科技中国》2016年8期
论文发表时间:2016/10/19
标签：交换机论文; 网卡论文; 服务器论文; 网关论文; 链路论文; 备份论文; 设备论文; 《科技中国》2016年8期论文;