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主题:Novell逻辑网段和物理网段对网络性能的影响
发信人: shixudong(5270)
整理人: zwcheng(2002-04-08 00:11:20), 站内信件
(原文刊发于《中国证券信息技术》2002年第一期) 
Novell网络中,网段的划分可以通过连接多个网卡或封装不同的帧实现。直接使用不同的网卡连接来划分不同的网段,得到物理网段,也可以在同一个物理网段上给不同的工作站封装不同的帧来划分不同的网段,得到逻辑网段。也就是说,逻辑网段是建立在物理网段之上的。然而,对于novell来说,它并不知道也不必知道这两者之间的区别。在novell路由器看来,这两种不同性质的网段在功能上是完全相同的:不同网段的节点之间通信都必须经过novell路由器转发。这里的节点间通信包含点对点和广播两种方式。
在进一步讨论逻辑网段和物理网段的关系之前,我们先考虑节点间通信的这两种模型。
1、点对点通信:
两个节点之间相互通信时,首先要确定下一跳的节点物理地址。如果两个节点位于同一网段,则节点本身可立即确定下一跳的节点物理地址就是对方节点物理地址。此时两个节点间通信不必经由路由器,可以直接通信。如果两个节点不在同一网段,则节点首先发送广播包请求对方节点所在网段的路由信息,知道这个路由信息的最近的所有novell路由器均返回一个应答,节点收到第一个应答后,就用该应答对应的路由器物理地址作为下一跳的节点物理地址。此时两个节点间通信,首先要将包发送到下一跳节点(即novell路由器),然后由novell路由器将数据包转发到对方节点。
2、广播通信:
单个节点发送广播包时,同样也要确定下一跳的节点物理地址。在向本网段广播时,下一跳的节点物理地址就是广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。也就是说,节点只需向广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF直接发送广播包即可,不必考虑路由器存在与否。在向其他网段广播时,则节点首先发送广播包请求其他网段的路由信息,并将发回应答的路由器物理地址作为下一跳节点物理地址。然后,该节点将广播包点对点发送到下一跳节点(即novell路由器),再由novell路由器在其他网段上向广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF发送广播包。
根据以上两种通信模式的分析可知,不同网段的节点之间通信都必须经过novell路由器转发,但在广播包的转发过程中,物理网段和逻辑网段对网络的性能影响是不一样的。考虑这么一种情况,乾隆转码机装在网段A,它不仅要向A网广播,还要向没有转码机的B网广播。为简单起见,我们假设这两个不同网段要么全是物理网段,要么全是逻辑网段,不会出现两者混合的情况。对于不同的逻辑网段,转码机向A网广播和向B网广播实际上发生在同一物理链路上,在这种情况下,该物理链路的广播流量无形中增加了一倍,而且这个倍数将随着需要广播的逻辑网段的增加而增加,从而增加了产生网络风暴的可能性,严重影响了网络性能。而对于不同的物理网段,转码机向A网广播和向B网广播发生在不同的物理链路上,对网络性能的影响不大。
基于上述原因,建议证券营业部行情服务器不宜采用逻辑网段。事实上,一般情况下,行情服务器也根本不必采用逻辑网段。下面讨论如何在特殊情况下避免逻辑网段的产生,考虑这么一种情况,在一个物理网段中无盘工作站既有采用802.3帧引导的旧型Boot PROM,也有采用RPL引导的增强型Boot PROM。旧型Boot PROM引导时只支持802.3帧类型,而增强型Boot PROM引导时只支持802.2帧类型。在这种情况下,网管为了方便,简单地将旧型Boot PROM对应的工作站用802.3帧封装,而将增强型Boot PROM对应的工作站用802.2帧封装,于是两个逻辑网段就这样产生了。这种分段法,自有它逻辑上的合理性,但对于证券营业部,出于性能上的考虑,就显得不那么合理了。事实上,这两种Boot PROM仅在引导时受制于各自的帧类型限制,引导完成后正常工作时,对帧类型的选择就不受限了。因此,理论上可以有两种方法避免逻辑网段的产生,一种是旧型Boot PROM用802.3帧引导、用802.2帧工作,而增强型Boot PROM引导和工作都用802.2帧,结果是产生一个工作于802.2帧类型的物理网段。另一种是旧型Boot PROM引导和工作都用802.3,而增强型Boot PROM用802.2帧引导、用802.3帧工作,结果是产生一个工作于802.3帧类型的物理网段。
这两种方法都是通过配置启动映像文件中的net.cfg文件来实现的,但在实际操作中,笔者发现使用第二种方式实现时产生的副作用使之变得不那么可行。在使用第二种方式时,旧型Boot PROM引导和工作都用802.3,和原来没有区别。而增强型Boot PROM用802.2帧引导、用802.3帧工作,它在从802.2帧到802.3帧的转换过程中,不能关闭引导时打开的启动映像文件,从而无法断开引导时在服务器上建立的NOT_LOGIN_IN。为了完成这个转换,它必须再次在服务器上建立新的NOT_LOGIN_IN,并重新打开启动映像文件,随着该工作站以某用户登录,新的NOT_LOGIN_IN将会消失并代之以具体的用户名。因此,引导完成后,每个工作站在服务器的连接表里上均占有两个表项:NOT_LOGIN_IN和具体的用户名,后者随着工作站的logout会自动消失,但前者必须在服务器控制台上手工删除,否则由于bootconf.sys和启动映像文件没有关闭,就无法在工作站上修改它们。此外,尽管NOT_LOGIN_IN不占用License号,但它占用一个连接号,浪费了服务器的连接号资源,可能会对某些应用软件产生影响。而在使用第一种方式实现时,旧型Boot PROM在从802.3帧到802.2帧的转换过程中,不会产生这种情况,引导完后自动关闭bootconf.sys和启动映像文件。它在服务器的连接表里始终只占有一个表项,引导时为NOT_LOGIN_IN,工作时则为具体的用户名。
由上可知,在用第一种方式避免产生逻辑网段时,可得到一个工作于802.2帧类型的物理网段。但为了使旧型Boot PROM能够正常引导(使用802.3帧),事实上仍然需要配置两个逻辑网段。其中802.3帧对应的逻辑网段仅仅用于旧型Boot PROM的引导,正常工作使用的网段则采用单一的802.2帧类型,所以也就不会出现跨网段乾隆广播影响网络性能的问题。
早些时候,switch还没有普及,星型网络多用共享hub连接,单个物理网段上工作站数量较多时,网络流量显著增加,严重影响了网络性能。为了减少网络流量、降低单网段压力,可以在服务器上添加多块网卡,得到多个物理网段。不同网段的节点之间通信经过服务器(novell路由器,旧称内桥)转发,这个转发稍微影响了服务器性能。随着技术的发展,现在的证券营业部大多采用switch取代了共享hub,实现了10M交换到桌面,甚至是100 M交换到桌面,主干则采用千兆网技术。此时单个物理网段上工作站数量的增加,对网络性能的影响不大。而多个网段工作站总数的增加,导致服务器转发工作的增加,会明显影响服务器的性能。此外,服务器上的部件越多,基于串联原理,服务器部件发生故障的几率就越大。因此,在10/100M交换到桌面的前提下,建议证券营业部行情服务器采用单个物理网段,并可采用intel的服务器专用网卡容错技术,确保网络无虞。
如果行情服务器使用普通网卡,在Novell的基于链路状态的路由协议NLSP(NetWare Link Services Protocol)出现之前,服务器上的多块网卡只能链在不同的物理网段上,或者多余的网卡处于备份状态。但自从Novell推出了它的NLSP后(Netware 4.11默认配置),服务器上的多块网卡可以链在同一个物理网段上构成单个物理网段,并且在这种连接方式下,NLSP还支持这些普通网卡的容错与负载平衡。也为行情服务器采用单个物理网段提供了保障。
另外,VLAN技术是近年来计算机网络领域兴起的一项新技术,它工作在OSI的链路层。通过VLAN技术可把传统的单个物理层网段按需分割成多个独立的链路层网段,这些链路层网段并不属于逻辑网段,它们仍然是真正的物理网段。这些不同物理网段之间的节点通信,一般不通过novell服务器中转,它们通过支持三层路由交换的核心交换机中转。所以不同VLAN间乾隆广播包的转发不会影响网络性能,也不会给行情服务器造成压力。相反,由于VLAN的使用,缩小了广播域,网络中其他广播包消耗带宽所占的比例大大降低,网络性能得到显著的提高。



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