技巧:IBM i 聚合 Ethernet 线路

在 IBM i 7.1 中创建并管理聚合 Ethernet 线路

IBM i 现支持聚合 Ethernet 线路,也称为 EtherChannel。EtherChannel 使您的系统能更有弹性地应对故障,并提高了系统网络功能的性能。这篇技巧文章介绍了利用这项新特性的先决条件和实现方法。

Jared Draper, 系统管理员, Intermountain Healthcare

Jared Draper 的照片Jared Draper 来自犹他州,目前是当地医疗保健业的系统管理员。Jared 从事 IBM i 管理工作的经验已有 6 年。他在美国陆军服役十年,并于 2005 年被部署到伊拉克参加伊拉克自由行动。Jared 从事过许多行业的工作,包括汽车、政府机构和医疗保健。



2012 年 12 月 20 日

链路聚合

802.3ad 和 802.1ax 都是 IEEE 链路聚合目标;802.3ad 于 2000 年采用,802.1ax 于 2008 年采用,旨在解决 802.1 层中的某些差异问题。

聚合是什么?

过去,IBM i 操作系统仅通过代理地址解析协议 (ARP) 或线路描述之间的 “自动故障转移” 提供冗余 Ethernet 功能。遗憾的是,这种实现既不属于行业标准,在企业环境中也不实用。美国电子电机工程师学会 (IEEE) 将链路聚合定义为 802.3ad 或 802.1ax,它提供了冗余和性能两方面的优势。若能得到合理实施,链路聚合将提高系统应对网络故障的弹性,同时也能提供卓越的性能收益。这篇技巧文章将此项技术称为聚合;但也可将其称为 EtherChannel、组群 (teaming)中继


聚合的优势

与冗余相比,聚合有三大主要优势:

  • 弹性。聚合能消除三种单点故障,从而提高系统弹性。首先,系统的 Ethernet 端口可能会发生故障。其次,Ethernet 线缆本身可能会发生故障。再次,系统连接的交换机或者交换机端口可能会发生故障。聚合能克服所有这些故障,同时不影响系统或其用户。
  • 性能。利用聚合,TCP/IP 流量即可通过任何可用路径传递到交换机。流量将根据配置好的首选项跨资源分布,也就是说,每 1 Gbps 的线路就会使系统的整体吞吐量能力增加 1 Gbps(例如,两条 1 Gbps 的线路等于 2 Gbps 的理论带宽)。在聚合线路配置中,总共可有 8 个端口。这同样适用于 10 Gbps Ethernet 线路,此时最大吞吐量在理论上 应为 80 Gbps 的带宽。与冗余相比,这种优势非常显著;使用冗余时,流量仅仅是通过一个或另一个物理连接进行传输,这会将您限制在单连接的带宽。
  • 路由简化。在 IBM i 上使用冗余 Ethernet 线路时,路由极为困难,原因在于设置必须使用分配了子网掩码 255.255.255.255 或 32 位的接口。这个接口将作为主接口,使用代理 ARP 指向两个物理接口之一(每个物理接口都有自己的 IP 地址)。这种配置之所以会成为问题,原因就在于 32 位子网掩码导致您无法将流量路由到 “主” 接口之外。这种 “主” 接口往往是 IP 域名系统 (DNS) 点,有时会令人迷惑不解,有时甚至导致整个场景不可实现(入站流量可能来自一个 IP 地址,而出站流量则可能来自另外两个 IP 地址中的某个地址)。利用聚合即可解决这种问题,IP 地址将指向新的介质访问控制 (MAC) 地址,MAC 地址是惟一的,因此可根据需要分配给任何子网,以保证正确路由流量。TCP/IP 设置与使用物理设备作为基础线路描述时的方法完全相同,这使得路由和 IP 地址的分配更为简单明确。

实现

要在应用了技术更新 3 的 IBM i 7.1 上实现 Ethernet 聚合,必须满足四项先决条件:

  • 至少为分区分配两个千兆 Ethernet 物理端口。如果为该物理 HEA 端口分配的惟一逻辑端口就是主机 Ethernet 适配器 (HEA) 端口,则其中可以包含一个主机 HEA 端口。
  • 必须应用以下程序临时补丁 (PTF):MF53900、MF54074、MF54188、MF54229、MF99003、SI42593 和 SI42997。
  • 要在聚合线路中使用的端口必须连接到支持 EtherChannel 的交换机或交换机对。使用交换机对时,连接的交换机需在虚拟链路聚合组 (VLAG) 中进行配置,这也称为堆栈式交换机对。网络管理员需要允许交换机端口使用 EtherChannel 的静态配置,这些配置关闭了链路聚合控制协议 (LACP)。

实现步骤

在 IBM i 上实现 Ethernet 聚合的第一步是识别将在新线路描述的聚合资源列表中使用的通信资源。为此,请运行 WRKHDWRSC TYPE(*CMN) 命令,列出所有可用的通信资源。查找文本描述为 “Ethernet Port” 的资源,记录下要使用的资源名称(例如 CMN01)。为达到演示的目的,本技巧文章中使用 CMN01CMN02 这两个资源名称。

接下来,使用 AGGRSCL 参数中指定的 CMN 资源创建新的线路描述。其他需要关注的参数包括:LIND,这是线路描述的名称;RSRCNAME,应为 *AGG,用于指定这是一个聚合线路;另外还有 AGGPCY,表示聚合标准类型和要使用的策略。截至本文撰写之时,受支持的惟一标准就是 *ETHCHL。您可以任意选择策略,但 IBM 建议选用 *SRCDESTPRT,这种策略使用 TCP/IP 流量的源端口和目标端口来确定使用哪个物理 Ethernet 端口进行传输,实际上也就是利用会话的两端来确定要使用哪个链路。

下面给出的示例命令使用聚合资源列表中的这些参数以及 CMN01 和 CMN02,创建了一个名为 ETHERLIN01 的聚合线路描述:

CRTLINETH LIND(ETHERLIN01) RSRCNAME(*AGG)      
    AGGPCY(*ETHCHL *SRCDESTP) AGGRSCL(CMN01 CMN02)

最后一步是配置 TCP/IP 地址,以便使用新的线路描述。为此,请运行命令 ADDTCPIFC,如下所示:

 ADDTCPIFC INTNETADR('10.10.10.1') LIND(ETHERLIN01)      SUBNETMASK('255.255.255.0')

就是这样:现在,您就拥有了一个冗余且聚合的接口。图 1 提供了链路聚合必要组件的可视化表示。

图 1. 该图展示了创建聚合接口时的必要步骤
该图展示了创建聚合接口时的必要步骤

管理和测试

现在,您已经创建了新的线路描述,此时有几个需要注意的新问题。首先,如果再次运行 WRKHDWRSC *CMN 命令,结果将列出一个新设备,设备 ID 为 6B26,描述为 AGGxx:这是您刚刚创建的新设备的逻辑表示。

此外,如果运行 DSPLIND LIND(ETHERLIN01) OPTION(*AGGRSCL),您将看到此前在聚合资源列表中识别的 CMN 资源及其当前状态。输出结果如 清单 1 所示。

清单 1. DSPLIND 样例输出
Display Line Description
Line description . . . . . . . . . :   ETHERLIN01
Option . . . . . . . . . . . . . . :   *AGGRSCL
Category of line . . . . . . . . . :   *ELAN



-Aggregated Resource List--
Name                 Status
CMN01               LINK UP
CMN02               LINK UP

测试

您可以通过几种不同的方法测试聚合特性。以物理方式从资源列表中定义的其中一个端口拔出 Ethernet 线缆将导致链路中断,但不会中断整个接口。您还可以使用动态逻辑分区 (DLPAR) 功能来取消分配任一网卡。网络管理员也可以关闭连接的交换机上的某个端口。这些测试均不应影响发往或来自 IBM i 系统的流量,但在测试过程中应该看到聚合资源列表中的一种 CMN 资源状态从 LINK UP 更改为 LINK DOWN


结束语

利用这篇技巧文章中列出的步骤,您将能够提高系统的弹性和性能。从而避免给用户造成不必要的中断时间。

参考资料

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