Сети

Агрегирование 10-гигабитных каналов на примере D-Link DXE-820T и D-Link DXS-1210-10TS

Для повышения надежности и пропускной способности сетевого подключения в корпоративном сегменте используется технология агрегирования каналов (Link Aggregation) или IEEE 802.3ad. Сегодня редакция ServersTech.ru протестирует данную технологию на примере 2-портовых сетевых адаптеров D-Link DXE-820T и 10-гигабитного коммутатора D-Link DXS-1210-10TS.

Используя 10-гигабитный коммутатор D-Link DXS-1210-10TS (обзор D-Link DXS-1210-10TS) и 2-портовую сетевую карту D-Link DGE-820T (обзор D-Link DXE-820T), можно повысить суммарную пропускную способность сетевого интерфейса сервера до 40 Гбит/с с помощью технологии агрегирования каналов (Link Aggregation) или IEEE 802.3ad.
Технология агрегирования не имеет автоматического конфигурирования, поэтому для ее использования необходимо настроить как коммутатор, так и сервер.

Тестовый стенд 1: Intel Xeon E3-1275v5, Supermicro X11SAE-F, Samsung DDR4-2133 ECC 8GB, D-Link DXS-1210-10TS, D-Link DGE-820T

Тестовый стенд 2: Intel Atom C2758, SuperMicro A1SRM-2758F, Kingston DDR3-1600 ECC 8GB, D-Link DGE-820T

Коммутатор: D-Link DXS-1210-10TS

Детализация

Тестовый стенд 1

- Процессор: Xeon E3-1275v5 (HT on; TB on);
- Материнская плата: Supermicro X11SAE-F;
- Оперативная память: 4x Samsung DDR4-2133 ECC 8GB (M391A1G43DB0-CPB);
- ОС: Windows Server 2016

Тестовый стенд 2

- Материнская плата: SuperMicro A1SRM-2758F;
- Оперативная память: 2x Kingston DDR3-1600 ECC 8GB (KVR16LE11/8);
- Сетевые карты: D-Link DGE-820T;
- Коммутатор: D-Link DXS-1210-10TS.

Настройка коммутатора

Для настройки коммутатора D-Link DXS-1210-10TS необходимо перейти в раздел «Функции L2» и выбрать «Агрегирование каналов».

В открывшемся окне необходимо задать ID создаваемой группы, порты, входящие в группу, и выбрать режим работы (в нашем случае с 5 по 6 порты, активный режим с протоколом LACP). После чего нажать на кнопку «Добавить».

Агрегированный канал создан.

Настройка Microsoft Windows Server 2016

Производить настройку будем на примере Microsoft Windows Server 2016.

Для настройки сервера необходимо открыть «Диспетчер серверов», перейти к настройке локального сервера и найти пункт «Объединение сетевых карт» и кликнуть по надписи «Отключено».

Для создания агрегированного канала необходимо кликнуть по кнопке «Задачи» и выбрать «Создать группу».

В открывшемся окне выбираем два 10-гигабитных интерфейса сетевой карты D-Link DXE-820T.

Открываем «Дополнительные свойства» и выбираем режим работы LACP с динамической балансировкой нагрузки.

Созданный агрегированный канал появится в «Сетевых подключениях».

Открыв свойства созданного канала, видим скорость в 20 Гбит/с (в каждую сторону).

Тестирование

Методика тестирования такая же как и в обзоре D-Link DXE-820T (обзор D-Link DXE-820T). В прошлых материалах (объединение в группу двух и четырех сетевых карт) Мы уже отмечали, что для утилизации пропускной способности агрегированного канала необходимо несколько клиентов, так как балансировка производится на базе MAC- или IP- адресов. Поскольку у нас на руках было только две сетевые карты D-Link DXE-820T, максимальная пропускная способность будет всего лишь 10 Гбит/с вместо 20 (если использовать настройки по умолчанию).

В iperf пропускная способность «установилась» на уровне 9,91 Гбит/с – практически теоретический максимум! Весьма достойный результат (при этом загрузка ЦП не превышала 12%).

Скорость копирования больших файлов по SMB составила 947 МБ/с.
Поскольку у Нас было только две сетевые карты, Мы «пошли обходным путем», чтобы протестировать агрегированный канал, - и решили добавить дополнительные IP-адреса обоим серверам, чтобы механизм балансировки, работающий на базе IP-адреса источника и получателя, смог распределять трафик между каналами.

Заходим в «Сетевые подключения» и жмем свойства на созданном ранее агрегированном канале.

Далее жмем на кнопку «Свойства», предварительно выбрав пункт «IP версии 4».

В открывшемся окне кликаем по кнопке «Дополнительно».

Далее жмем добавить IP-адрес.

И добавляем новый IP-адрес.

Также не забудьте в настройках коммутатора выбрать алгоритм балансировки нагрузки на базе IP-адресов источника и получателя (в разделе «Агрегирование каналов»).
И с помощью двух запущенных клиентов iperf (подсоединенных к разным IP-адресам сервера) проверяем пропускную способность.

Агрегирование каналов работает - пропускная способность выросла вдвое в обоих направлениях, достигнув 19 Гбит/с. Стоит заметить, что протестировать двунаправленную передачу данных, то есть утилизировать все 40 Гбит/с не удалось в силу недостаточной мощности ЦП: если сервер на базе Xeon E3-1275v6 в целом справлялся с задачей, хотя и загрузка ЦП была близка к 70-80%, то сервер на базе Intel Atom C2758 едва «переваривал» 30 Гбит/с.
Посмотрим, как распределяет трафик коммутатор.

Для этого зайдем в настройки коммутатора: Наблюдение-Статистика-Порт.

Загрузка обоих портов на каждой сетевой карте максимальная (агрегированный канал сервера №1 задействует 5 и 6 порты, а сервера №2 – 7 и 8).
Теперь протестируем агрегированный канал на надежность, то есть смоделируем ситуацию обрыва одного из каналов (предварительно вернув настройки по умолчанию – оставив один IP-адрес).

Запустив iperf, мы видим, что задействованы 5, 6 и 8 порты.

Отключаем кабель с 8го порта и видим, что весь трафик идет через 7ой порт, при этом сессия iperf не прерывается – перенаправление трафика происходит автоматически.

Подключив обратно 8ой порт и отключив 5ый, мы видим, что трафик теперь идет через 6ой порт.

Вернем всё на место.

Таким образом, агрегирование каналов позволяет не только увеличить пропускную способность сетевого подключения, но и повысить его надежность. Стоит заметить, что при отключении тех или иных портов сессии iperf не прерывались.

Заключение

Технология агрегирования каналов повышает не только пропускную способность сетевого подключения, но и его надежность, так например, переход с гигабитного на 10-гигабитное соединение увеличивает лишь пропускную способность, в то время как объединение сетевых карт в группу повышает еще и надежность соединения благодаря механизму балансировки, который автоматически распределяет сетевой трафик по имеющимся каналам.