论文导读::技术在数据库系统业务运行保障过程中均有着广泛的应用价值。民航气象数据库系统。在民航气象数据库系统应用Etherchannel技术的基础。
关键词:Etherchannel技术,民航气象数据库,应用
0 前言
民航气象数据库系统,是我国民航飞行气象保障的信息传输和对外服务的核心系统,在民航气象保障体系中起到了关键的不可替代的作用。该系统以华北气象中心为主节点、六个地区气象中心、三十七个空管分局站共同组成了民航气象广域网系统,承担着全国民航气象数据的收集、存储、转发、备供、服务等重要工作。为了保障该系统7×24 小时正常安全运行,需要采用一系列高可靠且高可用的技术和设备。
民航西北地区气象中心在实际工作中发现,无论对于地区气象中心还是空管分局(站)而言,Etherchannel技术在数据库系统业务运行保障过程中均有着广泛的应用价值,通过该技术的使用,可以有效提高数据传输的可用性和可靠性,大幅提升系统的传输能力,同时实现负载均衡,从而有助于从整体上提高系统运行的稳定性和可靠性。
1 在民航气象数据库系统应用Etherchannel技术的基础
1.1 Etherchannel技术简介
EtherChannel技术是由Cisco公司开发的一种端口聚合技术,该技术最多能够将八个以太网卡能够聚合形成一个虚拟的网卡,对于远端的系统而言,只能看到一个IP地址和MAC地址,但是可以得到数倍的网络带宽[1]。数据流将按照不同模式所确定的方法分布到各个网卡,如果某一个网卡不能够正常工作,数据将会被自动地发送到其它可用的网卡上,而不会中断连接。由于在系统中把其看作是一个网卡,因此该技术能够很好的适应各类操作平台以及应用系统。此外,其好处还在于:
1、 为系统提供了可攀升性,为了增加数据传输的带宽只需要增加几块网卡就可实现;
2、 提供了较好的负载均衡和冗余功能;
3、 对应用环境中的网络设备要求较低,例如仅需要具备支持EtherChannel功能的交换机上和全双工和相同速率的网卡;
4、 能够较好的适应HACMP系统,如一些软件设计方案不能很好的适应HACMP中额外的备卡,EtherChannel则能较好的解决这个问题。
1.2 民航气象数据库系统使用Etherchannel技术的条件
民航气象数据库系统主要设备包括IBM P520/P650/P670服务器,均安装AIX5.3操作系统。网络设备均为CISCO产品,主要型号包括Catalyst 4506/2960交换机、带有以太网模块的3825/3725路由器。
上述设备和系统均能很好的支持Etherchannel技术。
1.3民航气象数据库系统使用Etherchannel技术的需求
1、高可靠性需求
如上文所述,民航气象数据库系统是一套可靠性、可用性要求极高的应用系统。
2、高传输速率的需求
据统计,民航数据库系统每天需要收集处理转发的各类气象数据资料高达3GB以上,随着业务的发展,今后还会大幅度增加,并且这些海量数据的传输在时间分布上不甚均衡,高峰时段网络传输有可能成为瓶颈。
3、充分发挥设备性能的需求
民航气象数据库系统IBM POWER5系列服务器均配有2-4个千兆以太网卡,在实际应用当中,一般仅使用1个端口,网络设备端口冗余更多,设备性能没有充分发挥。并且在实际系统中,由于个别传输环节使用的还是五类网线,千兆网卡速率只能达到百兆,网络速度受到较大限制。
4、适应HACMP系统的需求
由于当前HACMP系统中网卡使用方法主要为主备模式,而主备模式在网卡切换过程中由于路由移动,一般会有数秒延迟,而EtherChannel的恢复几乎是瞬时的,因此可以大大提高应用HACMP技术的民航气象数据库系统的稳定性与可靠性。
2 Etherchannel技术的具体运用
2.1 一个典型的民航气象数据库系统的组成
对于一般地区气象中心或者空管分局(站)气象台而言,其数据库系统基本架构如下图所1示。

图1:数据库系统基本架构
Fig.1 Basicstructure of the database system
其中数据库系统通信服务器一般为单机环境(个别中心由两台同时部署通信系统和数据库应用系统的服务器组成HACMP双机环境),数据库服务器有些地区采用单机环境,另外一些则为双机。此外,对于地区中心,还安装有单机环境下的交换服务器。网络设备一般为单台配备。
2.1单机环境下Etherchannel的使用方法
2.1.1 服务器AIX5.3中配置EtherChannel的步骤
一、用root登录,清除所有网卡的IP设置,且将网卡置于detach状态;
二、在命令行运行smitetherchannel;
三、选择 Add anEtherChannel;
四、选择EtherChannel的成员网卡。在这里不要选择后备网卡,可将2-4块网卡全部选上;
五、按照以下说明输入相应信息:
1、EtherChannel Adapters:会看到在上一步中所选择的网卡;
2、Enable Alternate EtherChannel Address:可选项。将此项目设置为YES可以让用户指定EtherChannel所使用的MAC地址。如果这项的值是NO,EtherChannel将使用第一块网卡的MAC地址;
3、Alternate EtherChannel Address: 如果设置了Enable Alternate EtherChannel Address为YES,在这里要输入希望使用的EtherChannel MAC地址。该地址必须是以0x开头的12位十六进制数;
4、Enable Gigabit Ethernet Jumbo Frames: 可选项。使用这个功能要求交换机支持Jumbo Frames;
5、Mode选择,AIX5.3提供了五种模式选择[2],为了将服务器中所有网卡性能发挥出来,这里不要选择后备模式或者轮换模式,选择标准模式即可,这样每块网卡都会处于工作状态,当一块网卡或者网线失效之后,系统仍能正常工作,与此同时,所有网卡的目标需是同一台交换机,并且交换机相应端口也需要聚集;
6、回车执行,系统将会提示生成新的网卡,在系统中可通过lsdev –Ccadapter进行查看网卡属性;
7、最后可在命令行下执行smit mktcpip 命令设置网卡IP地址。
2.1.2 交换机端EtherChannel的设置
下面以CISCO 2960交换机的配置为例:
1、进入交换机超级用户模式 :2960#
2、进入终端配置模式:2960#config t
3、启动一个虚拟端口,也就是端口邦定后的通道号:
2960(config)#interface port-channel 1
4、退出:2960(config-if)#exit
5、将端口f0/1和f0/2绑定到组中:
2960(config)#interface f0/1
2960(config-if)#channel-group 1 mode on
2960(config)#interface f0/2
2960(config-if)#channel-group 1 mode on
6、使用Showetherchannel summary进行验证;
7、退出,执行copy running-configstartup-config[3]。
2.1.3 结果测试
1、拔出一根网线,观察系统响应;
2、在测试过程中,在一个客户节点运行ping 命令,查看是否有数据包丢失。
2.2双机环境下Etherchannel的使用方法
某些地区中心和空管分局(站),数据库系统采用的是Hacmp(High Availability ClusterMulti-Processing)双机热备份模式,这种模式可以提高系统及应用的可靠性。但是具体到应用实际而言,一方面在系统主备切换过程中会有数秒延迟,另一方面由于某些应用系统软件很难适应HACMP额外的备卡,导致在故障时无法正常切换,在这种情况下,如果服务器具备4个以太网端口,HACMP和EtherChannel的组合是一种较好的选择。
EtherChannel在HACMP中的使用,并非是对传统HACMP模式的替换,而是可以和HACMP的模式共同存在。
2.2.1双机AIX系统和HACMP的设置
1、首先需要检测以太网卡和线缆,所有参与到EC中的网卡应该被配置成同样的速度和双工模式(duplex mode);
2、创建EtherChannel 接口,具体方法可以参考单机环境下的配置方法;
3、通过 smitty chinet命令,在新的接口上配置IP,并且在另一台服务器上重复此步骤,但是使用不同的IP地址;
4、增加boot和service IP到HACMP拓扑中;
5、创建一个新的资源组,并且给它分配Service IP;
进入smitty 配置:smitty hacmp 然后选择 Initialization andStandard Configuration然后是Configure HACMP ResourceGroups,再选择Add a Resource Group,再选择Cascading,按回车键创建资源组,然后增加Service IP到这个资源组;
再次进入smitty hacmp,然后选择 Initialization andStandard Configuration,然后是Configure HACMP ResourceGroups ,再选择Change/Show Resources for a Resource Group(standard),然后选择刚创建的资源组。
6、同步集群(Cluster);
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