摘要：在我國民用航空飛行氣象保障服務(wù)中，民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為核心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，起到了不可替代的作用。文章介紹的EtherChannel技術(shù)是一種網(wǎng)絡(luò)端口聚合技術(shù)，通過在民航氣象數(shù)據(jù)庫單機(jī)、雙機(jī)環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的實(shí)際應(yīng)用顯示，該技術(shù)的運(yùn)用可以有效提高整個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，同時可以改善網(wǎng)絡(luò)傳輸性能和負(fù)載均衡狀況。

關(guān)鍵詞：Etherchannel技術(shù)；氣象；數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用

0 引言

民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是我國民航飛行氣象保障的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以華北氣象中心為主節(jié)點(diǎn)、六個地區(qū)氣象中心、三十七個空管分局站共同組成了民航氣象廣域網(wǎng)系統(tǒng)，承擔(dān)著全國民航氣象數(shù)據(jù)的收集、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、備供、服務(wù)等重要工作。為了保障該系統(tǒng)每周7×24小時正常安全運(yùn)行，需要采用一系列高可靠且高可用的技術(shù)和設(shè)備。

民航西北地區(qū)氣象中心在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，無論對于地區(qū)氣象中心還是空管分局(站)而言，Etherchannel技術(shù)在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行保障過程中均有著較高的應(yīng)用價值。通過使用該技術(shù)，可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎眯院涂煽啃?，大幅提升系統(tǒng)的傳輸能力，同時實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，從而有助于從整體上提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

1 在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用Elherchannel技術(shù)的基礎(chǔ)

1.1 Etherchannel技術(shù)簡介

EtherChannel技術(shù)是由Cisco公司開發(fā)的一種端口聚合技術(shù)，該技術(shù)最多能夠?qū)藗€以太網(wǎng)卡聚合成一個虛擬的網(wǎng)卡，對于遠(yuǎn)端的系統(tǒng)而言，只能看到一個IP地址和MAC地址，但是可以得到數(shù)倍的網(wǎng)絡(luò)帶寬；數(shù)據(jù)流將按照不同模式所確定的方法分布到各個網(wǎng)卡，如果某一個網(wǎng)卡不能夠正常工作，數(shù)據(jù)將會被自動地發(fā)送到其他可用的網(wǎng)卡上，而不會中斷連接。由于使用了虛擬網(wǎng)卡手段，因此該技術(shù)能夠很好地適應(yīng)各類操作平臺以及應(yīng)用系統(tǒng)。此外，還有以下好處：

(1)為系統(tǒng)提供了可攀升性，只需要增加幾塊網(wǎng)卡就可增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挘?/p>

(2)提供了較好的負(fù)載均衡和冗余功能；

(3)對應(yīng)用環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求較低，例如僅需要具備支持EtherChannel功能的交換機(jī)上和全雙工和相同速率的網(wǎng)卡；

(4)能夠較好地適應(yīng)HACMP系統(tǒng)，如一些軟件設(shè)計方案不能很好的適應(yīng)HACMP中額外的備卡，EtherChannel則能較好地解決這個問題。

1.2民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用Etherchannel技術(shù)的條件

民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要設(shè)備，包括IBM P520／P650／P670服務(wù)器，均安裝AIX5，3操作系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均為CISCO產(chǎn)品，主要型號有Catalyst 4506／2960交換機(jī)和帶有以太網(wǎng)模塊的3825／3725路由器等。

上述設(shè)備和系統(tǒng)均能很好地支持Etherchannel技術(shù)。

1.3民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用Etherchannel技術(shù)的需求

(1)高可靠性需求

如上文所述，民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一套可靠性、可用性要求極高的應(yīng)用系統(tǒng)

(2)高傳輸速率的需求

據(jù)統(tǒng)計，民航數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)每天需要收集處理轉(zhuǎn)發(fā)的各類氣象數(shù)據(jù)資料高達(dá)3GB以上，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，今后還會大幅度增加，并且，這些海量數(shù)據(jù)的傳輸在時間分布上不甚均衡，高峰時段網(wǎng)絡(luò)傳輸有可能成為瓶頸。

(3)充分發(fā)揮設(shè)備性能的需求

民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IBMP系列服務(wù)器均配有二一四個千兆以太網(wǎng)卡，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，一般僅使用一個端口，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口冗余更多，設(shè)備性能沒有充分發(fā)揮；并且在實(shí)際系統(tǒng)中，由于個別傳輸環(huán)節(jié)使用的還是五類網(wǎng)線，千兆網(wǎng)卡速率只能達(dá)到百兆，也使網(wǎng)絡(luò)速度受到較大限制。

(4)適應(yīng)HACMP系統(tǒng)的需求

由于當(dāng)前HACMP系統(tǒng)中網(wǎng)卡使用方法主要為主備模式，而主備模式在網(wǎng)卡切換過程中由于路由移動，一般會有數(shù)秒延遲，而EtherChannel的恢復(fù)幾乎是瞬時的，因此可以大大提高應(yīng)用HACMP技術(shù)的民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

2 Etherchannel技術(shù)的具體運(yùn)用

2.1一個典型的民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成

對于一般地區(qū)氣象中心或者空管分局(站)氣象臺而言，其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本架構(gòu)如下圖1所示。

其中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信服務(wù)器一般為單機(jī)環(huán)境(個別中心由兩臺同時部署通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)器組成HACMP雙機(jī)環(huán)境)，有些地區(qū)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用單機(jī)環(huán)境，另外一些則為雙機(jī)。此外，對于地區(qū)中心，還安裝有單機(jī)環(huán)境下的交換服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般為單臺配備。

2.2單機(jī)環(huán)境下Etherchannel的使用方法

2.2.1服務(wù)器AIX5，3中配置EtherChannel的步驟

(1)用root登錄，清除所有網(wǎng)卡的IP設(shè)置，且將網(wǎng)卡置于detach狀態(tài)。

(2)在命令行運(yùn)行smit etherchannel。

(3)選擇Add an EtherChannel。

(4)選擇EtherChannel的成員網(wǎng)卡。在這里不要選擇后備網(wǎng)卡，可將2-4塊網(wǎng)卡全部選上。

(5)按照以下說明輸入相應(yīng)信息。

①EtherChannel Adapters：會看到在上一步中所選擇的網(wǎng)卡。

②Enable Alternate EtherChannel Address：可選項(xiàng)。將此項(xiàng)目設(shè)置為YES可以讓用戶指定EtherChannel所使用的MAC地址。如果這項(xiàng)的值是NO，EtherChannel將使用第一塊網(wǎng)卡的MAC地址。

③Alternate EtherChannel Address：如果設(shè)置了EnableAlternate EtherChannel Address為YES，在這里要輸入希望使用的EtherChannel MAC地址。該地址必須是以O(shè)x開頭的12位十六進(jìn)制數(shù)。

④Enable Gigabit Ethernet Jumbo Frames：可選項(xiàng)。使用這個功能要求交換機(jī)支持Jumbo Frames。

⑤Mode選擇，AIX5，3提供了五種模式選擇，為了將服務(wù)器中所有網(wǎng)卡性能發(fā)揮出來，這里不要選擇后備模式或者輪換模式，選擇標(biāo)準(zhǔn)模式即可，這樣每塊網(wǎng)卡都會處于工作狀態(tài)，當(dāng)一塊網(wǎng)卡或者網(wǎng)線失效之后，系統(tǒng)仍能正常工作，與此同時，所有網(wǎng)卡的目標(biāo)需是同一臺交換機(jī)，并且交換機(jī)相應(yīng)端口也需要聚集。

⑥回車執(zhí)行，系統(tǒng)將會提示生成新的網(wǎng)卡，在系統(tǒng)中可通過lsdev-Cc adapter進(jìn)行查看網(wǎng)卡屬性。

⑦最后可在命令行下執(zhí)行smit mktcpip命令設(shè)置網(wǎng)卡IP地址。

2.2.2交換機(jī)端EtherChannel的設(shè)置

下面以CISCO 2960交換機(jī)的配置為例：

(1)進(jìn)入交換機(jī)超級用戶模式：2960#；

(2)進(jìn)入終端配置模式：2960#configt；

(3)啟動一個虛擬端口，也就是端口定后的通道號：

2960(config)interface port-channell；

(4)退出：2960(config-if)#exit；

(5)將端口foil和fO／2綁定到組中：

2960(config)#interface fOil

2960(config-if)#channel-group l mode on

2960(config)#interface fO／2

2960(config-if)#channel-group 1 mode 0n

(6)使用Show etherchannel summary進(jìn)行驗(yàn)證；

(7)退出，執(zhí)行copy running-config startup-configI~j。

2.2.3結(jié)果測試

(1)拔出一根網(wǎng)線，觀察系統(tǒng)響應(yīng)；

(2)在測試過程中，在一個客戶節(jié)點(diǎn)運(yùn)行ping命令，查看是否有數(shù)據(jù)包丟失。

2.3雙機(jī)環(huán)境下Etherchannel的使用方法

某些地區(qū)中心和空管分局(站)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的是Hacmp(High Availability Cluster Multi-Processing)雙機(jī)熱備份模式，這種模式可以提高系統(tǒng)及應(yīng)用的可靠性。但是具體到應(yīng)用實(shí)際而言，一方面系統(tǒng)在主備切換過程中會有數(shù)秒延遲；另一方面由于某些應(yīng)用系統(tǒng)軟件很難適應(yīng)HACMP額外的備卡，導(dǎo)致在故障時無法正常切換。在后一情況下，如果服務(wù)器具備4個以太網(wǎng)端口，HACMP和EtherChannel的組合是一種較好的選擇。

EtherChannel在HACMP中的使用，并非是對傳統(tǒng)HACMP模式的替換，而是可以和HACMP的模式共同存在。

2.3.1雙機(jī)AIX系統(tǒng)和HACMP的設(shè)置

(1)首先需要檢測以太網(wǎng)卡和線纜，所有參與到EC中的網(wǎng)卡應(yīng)該被配置成同樣的速度和雙工模式(duplex mode)。

(2)創(chuàng)建EtherChannel接口。具體方法可以參考單機(jī)環(huán)境下的配置方法。

(3)通過smitty chinet命令，在新的接口上配置lP，并且在另一臺服務(wù)器上重復(fù)此步驟，但是使用不同的IP地址。

(4)增加boot和service IP到HACMP拓?fù)渲小?/p>

(5)創(chuàng)建一個新的資源組，并且給它分配Service lP。

進(jìn)入smitty配置：smitty hacmp，然后選擇Initializationand Standard Configuration，然后是Configure HACMP Re-source Groups，再選擇Add a Resource Group，再選擇Cascad-ing，按回車鍵創(chuàng)建資源組，然后增加Service II)到這個資源組；

再次進(jìn)入smitty hacmp，然后選擇Initialization andStandard Configuration，然后是Configure HACMP ResourceGroups，再選擇Change／Show Resources for a ResourceGroup(standard)，然后選擇剛創(chuàng)建的資源組。

(6)同步集群(cluster)。

進(jìn)入smitty hacmp，選擇Initialization and Standard Con-figuration，然后Verify and Synchronize HACMP Configura-don；

(7)啟動集群服務(wù)；

在每一個節(jié)點(diǎn)執(zhí)行smitty clstart，然后等待啟動完成(node_up_complete)。

2.3.2雙機(jī)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的設(shè)置

具體設(shè)置方法類似于單機(jī)環(huán)境。

2.3.3結(jié)果測試

測試主要集中在兩個方面：

(1)拔出一根網(wǎng)線，觀察系統(tǒng)響應(yīng)。

(2)檢查HACMP有沒有發(fā)現(xiàn)“有網(wǎng)線被拔出”。在每一個測試中，可在一個客戶節(jié)點(diǎn)運(yùn)行ping命令，檢查是否有丟包現(xiàn)象。

2.3.4其余需要注意的問題

對于以前配置過的網(wǎng)卡接口，為了避免HACMP自動恢復(fù)可能帶來的問題，需要用smitty inet刪除接口。另一個方法是，使用ifconfig down這個接口，然后deatch它，最后用rmdev刪除其在ODM庫中的定義。

在千兆以太網(wǎng)卡環(huán)境，用戶可能通過配置超大傳輸幀(Jumbo Frame)來提高數(shù)據(jù)傳輸性能。為了配置千兆EtherChannel，在第一步和第二步中，要Enable超大傳輸幀，并且一旦完成第三步的接口創(chuàng)建，要用smitty chif設(shè)置9000字節(jié)MTUm。

2.4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間EtherChannel的應(yīng)用

由于民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口有著較多冗余，所以完全可以在不增加設(shè)備的前提下，應(yīng)用EtherChannel技術(shù)來提高設(shè)備的安全性，傳輸速率和負(fù)載均衡。此技術(shù)適用于系統(tǒng)中多個網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)節(jié)。

例如，可以將核心交換機(jī)的三個接口同時連接到廣域網(wǎng)路由器的三個接口上，這三個接口的線路可以同時進(jìn)行通信，如果某條線路出現(xiàn)問題，并不會影響其他兩條線路的正常運(yùn)行，從而除了能夠提供高可用之外，還可以提高帶寬。

但是在實(shí)現(xiàn)端口捆綁時，有以下幾點(diǎn)需要注意：

要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對這些計劃捆綁的端口采用相同的協(xié)議，速率與相同的雙工模式，

要求捆綁在一起的端口必須屬于同一個VLAN，由于交換設(shè)備往往先配置VLAN，然后再實(shí)現(xiàn)捆綁，這一點(diǎn)容易被忽略，特定用途的端口不能夠用來捆綁，某些端口有時候有特殊的用途，如一般會將交換機(jī)的某個端口設(shè)置為“交換端口分析器”。對于這種具有特定用途的目標(biāo)端口，就不能夠與其它端口捆綁在一起。3結(jié)束語

借助EtherChannel技術(shù)可以充分利用民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)備的冗余端口，在提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎眯院涂煽啃缘耐瑫r，大幅提升系統(tǒng)的傳輸能力，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡等方面發(fā)揮積極作用，并且不需要增加任何投入。此外，該技術(shù)在氣象計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域還有著多種用途，例如可以提高數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的傳輸效率、提升氣象局域網(wǎng)服務(wù)器訪問能力和可用性?？偠灾?，該技術(shù)簡單和綜合的優(yōu)勢，使其在需要高可用性和可伸縮性的網(wǎng)絡(luò)帶寬和冗余的環(huán)境中，成為一種非常有前途的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]AIXone.如何在AIX5.2使用EtherChannel與HACMP[EB／OL].AIX專家俱樂部.http://www.aixchina.net/，2009:4～22.

[2]梅志榮IBMAIX5L／v6系統(tǒng)管理指南[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[3]魏大新，李育龍.Cisco網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程[M].電子工業(yè)出版社，2009.

[4]于寧斌AIX5L系統(tǒng)管理技[M].電子工業(yè)出版社，2003.

[5]劉浩林，走入IBM小型機(jī)世界[M].電子工業(yè)出版社，2010.