王海榮

摘要：本文基于網(wǎng)絡(luò)同傳的工作架構(gòu)及工作原理，就網(wǎng)絡(luò)同傳中涉及的各個(gè)故障節(jié)點(diǎn)逐一進(jìn)行分析，并結(jié)合日常工作中遇到的若干故障提出解決問(wèn)題的方案，供機(jī)房管理員遇到網(wǎng)絡(luò)同傳故障時(shí)，更快更好地從正確的角度發(fā)現(xiàn)、分析并解決問(wèn)題，提高機(jī)房管理工作效率。

關(guān)鍵詞：學(xué)生機(jī)房;網(wǎng)絡(luò)同傳

中圖分類號(hào)：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2021）02-0080-04

隨著教育信息化程度的快速提升，計(jì)算機(jī)房從以前單一的計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)使用，逐步擴(kuò)展到各類網(wǎng)絡(luò)整合課程、學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)閱卷、教師繼續(xù)教育等多場(chǎng)景運(yùn)用。不同的運(yùn)用場(chǎng)景，需要多系統(tǒng)、多軟件、多硬盤(pán)保護(hù)策略，多安全控制措施來(lái)加以配合。本文基于網(wǎng)絡(luò)同傳系統(tǒng)的工作原理，就同傳過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)分析并提出解決方案。

● 網(wǎng)絡(luò)同傳的工作架構(gòu)與原理

網(wǎng)絡(luò)同傳技術(shù)是指發(fā)射端電腦通過(guò)二層或三層交換機(jī)，在局域網(wǎng)內(nèi)將數(shù)據(jù)包以廣播發(fā)送形式，推送到各接收端電腦上。網(wǎng)絡(luò)同傳技術(shù)可以在多主機(jī)之間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)共享，可以高效完成各終端機(jī)操作系統(tǒng)及軟件配置，同步完成部署各終端的安全保護(hù)策略。

網(wǎng)絡(luò)同傳架構(gòu)主要由發(fā)射端（接收端）、交換機(jī)、網(wǎng)線、同傳系統(tǒng)四個(gè)角色構(gòu)成（如圖1）。

若在同傳過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)備掉線、同傳速度緩慢等問(wèn)題，就需要機(jī)房管理員對(duì)針對(duì)架構(gòu)中的四個(gè)角色進(jìn)行針對(duì)性分析，從而發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

● 故障節(jié)點(diǎn)分析與解決

1.同傳系統(tǒng)

（1）硬件版同傳系統(tǒng)

目前，市場(chǎng)上主要流行的網(wǎng)絡(luò)同傳系統(tǒng)分為硬件和軟件兩種模式。采用硬件模式的主要有聯(lián)想的EDU教育版及增霸卡，這兩款硬件系統(tǒng)均為成熟方案，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，效率高。其中，聯(lián)想EDU出廠時(shí)已經(jīng)集成在主板上，極少出現(xiàn)狀況，但是務(wù)必要保證發(fā)射端和接收端的EDU版本的一致性，以免出現(xiàn)不兼容的情況。部分品牌的增霸卡采用PCI接口，工作過(guò)程中可能會(huì)由于PCI口接觸不良等情況，出現(xiàn)終端設(shè)備掉線、傳輸速度慢等情況。這種情況下需要管理員拆開(kāi)機(jī)箱，重新安裝增霸卡，確保其工作狀態(tài)正常。

（2）軟件版同傳系統(tǒng)

另外還有一類采用軟件模式來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同傳功能，如科大訊飛、育林衛(wèi)等。軟件版本優(yōu)勢(shì)在于可以節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)投資，且適用于各種老機(jī)型，但是其工作穩(wěn)定性不及硬件版本。另外，一定要注意同傳系統(tǒng)軟件版本的兼容性問(wèn)題。筆者在工作期間，曾使用某軟件來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同傳，初次同傳過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)傳輸速率僅有4M/s，在確認(rèn)交換機(jī)、網(wǎng)線等均沒(méi)有問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)該軟件進(jìn)行版本升級(jí)后傳輸速率基本穩(wěn)定在120M/s。此處，建議采用軟件系統(tǒng)完成同傳的機(jī)房管理員一定要選擇較高版本的同傳軟件。

2.網(wǎng)線

目前主流的機(jī)房布線主要采用超五類線及六類線，這兩類線理論傳輸速度都可以達(dá)到1Gbps。五類線由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低，僅支持百兆速度，因此建議機(jī)房管理員在機(jī)房建設(shè)時(shí)優(yōu)先選擇這兩類網(wǎng)線。另外，建設(shè)施工時(shí)注意走線規(guī)范，強(qiáng)弱電要分開(kāi)布放;要注意兩端水晶頭制作的規(guī)范性，優(yōu)先選擇成品線，避免因接觸不良或者跳線的線序錯(cuò)亂造成數(shù)據(jù)鏈路信號(hào)不穩(wěn)定的情況。

例如，某新建機(jī)房，設(shè)計(jì)方案中網(wǎng)卡、網(wǎng)線、交換機(jī)采用全千兆模式，但是網(wǎng)絡(luò)同傳時(shí)一直只能達(dá)到百兆模式。技術(shù)人員逐個(gè)排查，首先排除網(wǎng)卡與同傳系統(tǒng)的問(wèn)題，在檢查交換機(jī)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一接口工作狀態(tài)燈一直提示在百兆模式。經(jīng)施工人員再次檢查，發(fā)現(xiàn)該接口的配線架跳線不規(guī)范，使得該接口不能正常運(yùn)行在千兆模式，從而影響了整個(gè)機(jī)房的傳輸速度。經(jīng)重新完成規(guī)范跳線，機(jī)房同傳速度達(dá)到千兆的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，問(wèn)題解決。

3.發(fā)射端與接收端

角色設(shè)定為發(fā)射端的計(jì)算機(jī)在同傳開(kāi)始之前需要完整地做好相應(yīng)的配置工作，如安裝所需要的各個(gè)版本的操作系統(tǒng)、安裝各類應(yīng)用軟件、配置硬盤(pán)各個(gè)分區(qū)的保護(hù)策略、設(shè)定各接收端的IP地址與機(jī)器名等。完成發(fā)射端計(jì)算機(jī)全部設(shè)置后，逐個(gè)啟動(dòng)接收端計(jì)算機(jī)，確保每臺(tái)接收端都能成功接入發(fā)射端后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同傳。傳輸過(guò)程中管理員不需要全程值守，只需關(guān)注網(wǎng)絡(luò)同傳速度及傳輸所需要的時(shí)間。若傳輸過(guò)程中出現(xiàn)意外中斷等情況，可以選擇斷點(diǎn)續(xù)傳，繼續(xù)完成同傳。

網(wǎng)絡(luò)同傳中選擇發(fā)射端與接收端計(jì)算機(jī)時(shí)，需要注意兩個(gè)角色的網(wǎng)卡傳輸速度要保持一致。不要出現(xiàn)百兆網(wǎng)卡與千兆網(wǎng)卡混用的情況，以免降低傳輸速度。使用外接網(wǎng)卡的機(jī)器，需保證外接網(wǎng)卡與主板接口的接觸良好。

4.交換機(jī)

交換機(jī)主要完成電（光）信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)工作，為接入數(shù)據(jù)口的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的信號(hào)通路。

按照其轉(zhuǎn)發(fā)性能指標(biāo)區(qū)分，交換機(jī)可分為百兆、千兆、萬(wàn)兆交換機(jī)。百兆交換機(jī)目前已經(jīng)逐漸被淘汰，萬(wàn)兆交換機(jī)由于價(jià)格昂貴，一般布設(shè)于網(wǎng)絡(luò)核心層。當(dāng)前機(jī)房建設(shè)中優(yōu)先選擇千兆交換機(jī)。

按照工作原理區(qū)分目前在機(jī)房中使用的主要有二層交換機(jī)和三層交換機(jī)。

（1）二層交換機(jī)

二層交換機(jī)是以數(shù)據(jù)幀為處理對(duì)象，工作在OSI第二層數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在工作過(guò)程中，可以抓取或分析數(shù)據(jù)包內(nèi)的MAC地址，通過(guò)建立地址數(shù)據(jù)表，完成數(shù)據(jù)的交換。二代交換機(jī)由于數(shù)據(jù)部線較寬，且不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的廣播包進(jìn)行約束，因此可以很好地完成同傳數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

采用二層交換機(jī)無(wú)需進(jìn)行參數(shù)配置，無(wú)技術(shù)門檻，完成網(wǎng)絡(luò)同傳出現(xiàn)問(wèn)題概率較低，只要能達(dá)到千兆網(wǎng)卡、超五類或六類線、千兆交換機(jī)，完成發(fā)射端100G的數(shù)據(jù)對(duì)50臺(tái)接收端的數(shù)據(jù)傳輸，約需耗時(shí)15至20分鐘。因此，如機(jī)房網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且無(wú)路由功能需求，推薦在機(jī)房中選用二層交換機(jī)。

（2）三層交換機(jī)

三層以太網(wǎng)交換機(jī)是以數(shù)據(jù)包為處理對(duì)象，工作在第三層網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。三層交換機(jī)的主要功能除了具備二層交換機(jī)具備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能外還具備跨網(wǎng)段的路由功能。三層交換機(jī)可以為局域網(wǎng)中劃分的多網(wǎng)段進(jìn)行跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，從而減少了對(duì)路由的依賴，避免了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。因此，學(xué)生機(jī)房應(yīng)優(yōu)先選擇安裝三層交換機(jī)。三層交換機(jī)的內(nèi)部程序配置有一定的技術(shù)要求，不恰當(dāng)或者錯(cuò)誤的配置會(huì)導(dǎo)致同傳過(guò)程出現(xiàn)各類故障。以某品牌的三層交換機(jī)為例，對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤配置問(wèn)題進(jìn)行逐一檢查。

①查看交換機(jī)工作狀態(tài)。首先通過(guò)telnet終端連接到該三層交換機(jī)，進(jìn)入全局配置模式后，執(zhí)行show interface status命令，對(duì)各端口工作狀態(tài)進(jìn)行查看，確保每個(gè)端口正常連接（status up），工作模式為全雙工（duplex full），速度匹配正常（1000M）（如圖2）。

此處需重點(diǎn)檢查SPEED和DUPLEX兩項(xiàng)，如果交換機(jī)支持千兆，一定要通過(guò)執(zhí)行（config-if）#speed 1000命令把速度項(xiàng)設(shè)置成1000M，達(dá)到最大的傳輸效率。

②關(guān)閉風(fēng)暴抑制功能。網(wǎng)絡(luò)同傳實(shí)現(xiàn)的工作原理是發(fā)射端在局域網(wǎng)內(nèi)以廣播報(bào)文洪泛的方式，通過(guò)數(shù)據(jù)廣播的形式對(duì)各接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。三層交換機(jī)出于對(duì)可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的安全考慮，均具備網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴抑制功能，該抑制功能開(kāi)啟會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)同傳過(guò)程產(chǎn)生較大影響。

因此，需要通過(guò)執(zhí)行（config-if）#no storm-control broadcast、（config-if）#no storm-control multicast、（config-if）#no storm-control unicast命令，關(guān)閉三層交換機(jī)中的廣播、組播、單播的抑制功能（如圖3）。

③調(diào)整緩沖區(qū)工作方式。交換機(jī)緩沖區(qū)是用來(lái)協(xié)調(diào)各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的速度匹配問(wèn)題，一些突發(fā)數(shù)據(jù)可以暫存在緩沖區(qū)內(nèi)。過(guò)大的數(shù)據(jù)量會(huì)撐滿整個(gè)緩沖區(qū)造成數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)大批廣播包時(shí)，丟包現(xiàn)象更為嚴(yán)重。單個(gè)交換機(jī)緩沖區(qū)大小是固定的，因此，選擇合適的緩沖區(qū)管理方式是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。

例如，某校新建的學(xué)生機(jī)房在網(wǎng)絡(luò)同傳中，出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸極慢、部分接收端無(wú)法連接發(fā)射端、接收端頻繁掉線等問(wèn)題。在排除同傳系統(tǒng)（聯(lián)想EDU）、網(wǎng)線（超五類線）、計(jì)算機(jī)硬件（新購(gòu)）等問(wèn)題后，技術(shù)人員首先更換了一臺(tái)同品牌的二層千兆交換機(jī)，同傳順利完成，且速度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，將解決問(wèn)題的關(guān)鍵放在三層交換機(jī)的配置上。

通過(guò)TELNET進(jìn)入交換機(jī)配置界面，查看發(fā)射端接口的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)大部分?jǐn)?shù)據(jù)包被丟棄（dropped），交換機(jī)緩存區(qū)全部撐滿（no buffer）。該三層交換機(jī)交換容量達(dá)到156G，因此排除交換機(jī)性能不足的問(wèn)題，問(wèn)題進(jìn)一步集中到交換機(jī)緩存區(qū)的工作方式調(diào)整。

經(jīng)查找該品牌交換機(jī)的技術(shù)配置資料，發(fā)現(xiàn)該交換機(jī)的緩沖區(qū)有流控方式（FC）和服務(wù)質(zhì)量方式（QOS）兩種。當(dāng)啟用流控方式時(shí)，緩沖區(qū)被均分給各數(shù)據(jù)端口，各端口分得的緩沖區(qū)較小。網(wǎng)絡(luò)同傳過(guò)程中發(fā)出的大量的廣播數(shù)據(jù)包會(huì)快速撐滿緩沖區(qū)，造成數(shù)據(jù)丟包;一旦網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，各數(shù)據(jù)接口只能通過(guò)降速來(lái)應(yīng)對(duì)緩沖區(qū)溢出的問(wèn)題，造成超出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)包新的丟失，如此形成惡性循環(huán)。當(dāng)啟用服務(wù)質(zhì)量方式時(shí)，各端口將共享整個(gè)緩沖區(qū)資源，緩沖區(qū)資源相對(duì)增大，可以容納更多的數(shù)據(jù)包，保證數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。

查閱資料后，通過(guò)telnet登錄該交換機(jī)后，進(jìn)入配置模式，首先執(zhí)行（config）show buffer management，發(fā)現(xiàn)該交換機(jī)緩存工作方式為FC，繼續(xù)執(zhí)行如下命令（config）buffer management qos，變更緩存區(qū)工作方式（如上頁(yè)圖4）。

通過(guò)變更緩沖區(qū)工作方式為QOS，使整個(gè)緩沖區(qū)為各端口共享，解決了緩沖區(qū)容量不足的問(wèn)題，避免了網(wǎng)絡(luò)同傳中大批廣播數(shù)據(jù)包被丟棄的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)此次配置調(diào)整，同傳工作順利完成。

● 結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)同傳的順利進(jìn)行，有利于各機(jī)房管理員高速、有效、安全地配置與管理機(jī)房。在機(jī)房建設(shè)方案設(shè)計(jì)階段，機(jī)房管理員應(yīng)深度參與技術(shù)方案設(shè)計(jì)，關(guān)注計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、同傳系統(tǒng)、網(wǎng)線的選擇，在達(dá)到要求的技術(shù)參數(shù)的同時(shí)盡可能選擇成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品;在施工階段應(yīng)嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，保證施工規(guī)范有序的進(jìn)行，減少問(wèn)題隱患。當(dāng)同傳過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，應(yīng)冷靜分析，針對(duì)各故障節(jié)點(diǎn)逐一分析排除，有的放矢，進(jìn)而提高機(jī)房管理工作的整體效率。

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