网卡绑定技术在音频工作站网络中的应用

项敏

金华广播电视总台技术中心 浙江 321000

0 引言

我台音频工作站网络建于 1999年，已运行了十三年。这十三年期间随着电台业务的扩大，播出频率由过去的3套增加到现在的5套，网络功能站点也增加了，此间对系统也进行了几次较大的技术改造，比如更换主服务器，升级录制播出软件。随着主服务器中音频文件和数据库中数据的不断增加，对主服务器的稳定运行和所有播出站数据的快速读取造成了很大压力，播出站播放音频文件时会出现网络反映慢或卡的现象，严重影响了安全播出。网络性能下降问题日渐突出，是我们技术部门需要迫切解决的问题。

1 存在问题的分析

我台音频工作站网络系统构成情况如下：1台主服务器，1台备服务器,1台交换机，5个播出工作站，1个备份播出站，7个录制站，2个慢录站，1个管理站，1个广告编排站，7个审听站。网络系统连接情况如图1。

图1 音频网络系统连接示意图

由图可见网络存在的问题：

(1) 网络结构简单，采用集中式架构，所谓的集中式就是在服务器上设置一个总的数据库和存储，将所有频率的录制和播出的音频资料均存放在一起，所有工作站的操作(包括音频文传递和数据库的检索)均通过主干网在服务器中进行存取，在网络数据流量大的情况下，网络就会出现阻塞或反映慢的问题。

(2) 主服务器到交换机实际上是单链路传输数据(图中实线部分)，虽然作了备份链路(图中虚线部分)，但是主链路出现问题时需要手动设置备份链路后才能使用，无法自动接管。交换机到各工作站也是单链路数据传输，没有链路上的冗余。网络核心部件交换机无热备，万一出问题，整个网络瘫痪。

(3) 工作站网卡接头日久氧化、性能下降和接触不良都会成为数据传输的障碍。我们对发生故障的播出站的所有日志记录进行分析，发现网卡工作情况不稳定，连接状态会出现瞬间down的情况。

2 解决方案和实施

2.1 问题的解决

面对存在的问题，我们技术部门本着低成本、高效率的原则，在现有条件下着手对网络进行改造。经过了解和实践，网卡绑定技术能解决存在的问题。一方面能解决单链路数据传输的风险，为数据传输提供冗余链路；另一面可以在网络通道或网卡正常状态下增加安全系数，实现网卡负载均衡和任务分担，当其中有网卡发生问题时冗余网卡能够实现自动无缝转接，不影响正常音频数据的传输，网卡绑定技术的运用是实现安全播出的一种切实可行的好方法。

2.2 网卡绑定技术的介绍

网卡绑定，就是通过软硬件设置将两块或多块网卡虚拟成一块网卡，使用一个IP地址。使用网卡绑定可以增大带宽，理论上如果一块网卡带宽是100M，两块网卡就是200M。多块网卡绑成一块网卡后一起同步工作，对服务器的访问流量均衡到每块网卡上，这样每块网卡负载压力减小，抗并发访问能力提高，保证服务器访问的畅快。同时网卡绑成一块网卡后，当其中一块网卡发生故障时，其它网卡自动无缝接管，保证网络服务不中断，实现了冗余容错。

2.3 硬件的配置

在主服务器上再增加一块网卡，在播出站上增加一块网卡，增加一台交换机，与原交换机进行级联，主服务器上原有的集成网卡和光纤网卡接交换机1，新增网卡接新增的交换机2，这样主服务器到交换机有三条传输链路，两条链路承担数据流，另一条链路作为备份链路。播出站上两块网卡分别接在两台交换机上，这样的网络结构实现了双链路数据传输和链路的冗余，可以扩展网络带宽，减少响应时间，实现网络负载均衡和容错，提高网络的数据传输能力。改造后的网络系统连接情况如图2。

图2 改造后音频网络系统连接示意图

2.4 安装与设置

(1) 服务器端网卡绑定的配置

主服务器上原来有两块网卡(一集成网卡一光纤网卡)，再增加一块 D-LINK网卡,安装好驱动程序和 Broadcom Advanced Control Suite3软件，利用该软件将三块网卡集中在一起作为一个组，对网卡进行合理配置来实现负载均衡、容错。因为“broadcom分组向导”建立组的类型有几种，比如智能负载均衡和故障转移和SLB禁用自动回归。我们在创建组Team时选择禁用自动回归SLB。禁用自动回归SLB和智能负载均衡和故障转移类型一样，就是所有负载平衡成员均出现故障时，由备用成员处理通信量(即故障转移事件)。值得一提的是，必须是在所有负载平衡成员均出现故障之后，备用成员才会接管。当一个或多个负载平衡成员重新恢复(即回归)时，通过手动设置，由已恢复的组成员重新接管通信量的处理。具体创建过程只需按提示操作即可。配置完成后如图3。

图3 服务器网卡绑定配置图

我们将 Broadcom Netxtreme Gigabit Ethernet集成网卡和Intel(R)PRO/1000MF Server Adapter光网卡作为负载均衡的成员，处在活动状态，共同承担数据流。新增的D-Link Dge-530t Gigabit Ethernet Adapter网卡作为备用成员，处于非活动状态，不会主动接收发网络通信量，但是由它侦测负载均衡成员是否有失效，当侦测到集成网卡和光网卡同时失效时，新增网卡就会自动接管处理通信。这样的配置实现了传输链路的“双保险”。然后点“网上邻居”打开属性会发现多了一个team连接，再点击team连接设置好IP地址。

(2) 播出站上双网卡绑定的配置

在播出站上做双网卡绑定。再增加一 D-LINK网卡，装好驱动程序，再安装NIC Express软件，NIC Express安装时要注意开启 LOAD Balancing 功能，要选择“Enabled。绑定后的网卡组如图 4所示，虚拟网卡名为“bc”，和单一的网卡使用完全一样。打开“网上领居”属性，多出一个bc连接，点bc连接属性，为bc虚拟网卡设置IP地址。这样播出站就是一个双网卡冗余的播出站了。

图4 播出站双网卡绑定示意图

3 网络测试

整个系统设置完成，对网络性能进行测试。

(1) 使用播出软件测试

因为启动播出软件时需要读取服务器数据库，能真实反映问题。测试结果：软件启动过程只用了3秒，比改造前启动播出需11秒明显改善。

(2) 在节目播出过程中是否会中断进行测试

首先播放一个音频节目，再运行ping 192.168.0.188 /t命令，然后拔掉其中一个与交换机1相连的网线头，ping命令结果如图5所示，网络连接正常，无中断现象，另一网卡自动接管工作，承担了数据传输任务如图6所示，节目播放正常无中断现象，再拔掉另一个与交换机2连接的网线头，网络连接也正常。用同样方法对主服务器进行测试，播出也正常。

图5 ping后网络连接测试图

图6 断开一网卡后另一网卡接管工作示意图

4 结束语

自从网卡绑定技术在音频工作站网络中应用以来，播出站读取音频资料慢或卡的现象得到明显的改善，是保障安全播出的又一强有力措施，为电台完善安全播出提供了新途径。

随着网络技术的发展，实现网络关键部位负载均衡和冗余的技术方案有多种，就目前我台音频工作站网络存在的问题和面临的实际情况进行分析总结，既要提高主链路的带宽而又无法对网络进行升级的情况下，采用网卡绑定技术是最低成本的解决方案。以后网络规模再扩大、经济条件许可的情况下，可考虑采用设置带均衡策略的服务器群集技术，交换机链路聚合技术，来提高网络性能。