服務器和工作站中的網卡都執行相同的基本功能,并且市場上也有專門用于服務器的網卡。其中有些網卡使用的協議,比如千兆以太網協議,往往主要用于服務器,因為他們的價格很高,并且功能非常強大,因此用于臺式工作站是非常不合適的。但是,還有一些網卡使用的是標準協議,如以太網和快速以太網協議,不過它們包含了一些輔助特性,使它們更加適用于服務器使用。當然,這些增加的輔助特性大大提高了網卡的價格,增加額外的費用是否值得,這完全要由你自己來考慮。由于所有網卡的基本功能是一樣的,所以你沒有理由不能在服務器上使用標準網卡。
下面主要介紹服務器網卡市場中不同的制造商生產的網卡的輔助功能。這些特性常常被它們的制造商冠以不同的名稱,雖然它們的運行方式不完全一樣,但是總的原理是相同的。
1. 多端口網卡
服務器常常必須同時與兩個或多個網絡相連接,它既可以為網絡上的所有客戶機提供服務,也可以在網絡之間傳遞信息。如果使用標準網卡來完成這些任務,你必須在計算機中安裝多個網卡,這樣就會帶來插槽,電源和硬件資源是否夠用的問題。有若干個制造商生產的網卡可以滿足此類服務器的需要,這些網卡上配有兩個或多個RJ-45端口,能夠支持多個網絡連接。這些網卡實際上是一個卡上配有兩個(或多個)網絡接口適配器,它比分開的網卡能夠更加有效的使用計算機的硬件資源。多端口網卡也便于其他特定服務器的特性的運行,例如,負載平衡和容錯特性。
2. 負載平衡
由于一個服務器必須支持多個客戶機,所以它常常是出現網絡瓶頸的地方。以100Mbps速度運行的單個服務器系統,要想滿足幾十臺以同樣速度同時發出數據訪問請求的客戶機需求,這是無法想象的事情。不過,客戶機系統通常不會全部同時訪問服務器,正是由于這個原因,所以才能夠進行LAN通信。當網絡上同時訪問某個服務器的客戶機數量太大的時候,服務器的網卡就變成了瓶頸,客戶機系統的性能也會隨之降低。
解決這個問題的一個可行方法是,在服務器內再安裝一個網卡,并且將網絡分成兩段。一半客戶機連接服務器的一個網卡,另一半客戶機連接服務器的另外一個網卡,這樣減少了通過每個網卡的信息總量。但是,這個解決辦法聽說起來很容易,實際情況并非如此。它要求將你的服務器退出網絡,以便安裝新的網卡,再為新的子網絡分配(TCP/IP網絡中的)IP地址,并且要將客戶機從一個網段移植到另一個網段,以便準確地平衡信息負載。如果網絡的通信量持續增加,整個操縱過程必須再執行一次。
有幾個制造商,如Intel公司和3Com公司,已經將這個問題解決了,方法是在一個服務器中安裝幾個能夠協調運行的網卡,來平衡相互間的網絡信息負荷量。在一個服務器內安裝多個相同類型的網卡,并且用一個交換機(或多個交換機)將它們連接起來,你就可以將這些網卡配置成以成組方式來運行。一般情況下,一臺服務器里的各個網卡都有它們自己的IP地址,但是在負載平衡組中的各個網卡則共享一個IP地址,盡管它們都保留了各自的MAC地址(見圖)。因此這個網卡組便構成了一個虛擬網卡,它能夠處理由整個網卡組支持的綜合信息量。不同的網卡組產品能夠支持不同數量的網卡。例如3Com公司的網卡組最能夠支持8個網卡,合計帶寬達800Mbps,而Intel公司的網卡組最多支持4個網卡和400Mbps的帶寬。使用此項功能,管理員只需要在服務器中安裝另外一個網卡,并且將它納入網卡組中,就可以解決網絡上信息量增加的問題。
一個虛擬網卡有多個網卡組成,這些網卡都擁有自己的硬件地址,但是共享一個IP地址
當服務器將數據發送給客戶機時,根據客戶機系統的IP地址,在網卡組中的各個網卡之間平均分配信息量。在大多數情況下,服務器與某個特定客戶機之間的TCP連接被分配給網卡組中的一個網卡,并且在整個連接期間都使用這個網卡。當客戶機與服務器之間有多個連接在同時運行時,它可以使用不同的網卡。不同的負載平衡產品以不同的方式來處理輸入服務器的信息的平衡。由于輸入服務器的信息主要是比較短的訪問請求信息,因為有些負載平衡產品使用網卡組中的一個網卡來處理所有的輸入數據包,而其他的產品則按照循環方式將輸入數據包分配給網卡組中的各個網卡。
Intel公司使用的是另一種負載平衡方式,稱為鏈路整合(Link Aggregation),它既能夠平衡輸入信息,也能夠平衡輸出信息。Intel公司的標準負載平衡特性總是使用一個網卡來處理輸入信息,不過它最多使用4個網卡來進行輸出信息的負載平衡。鏈路整合特性能夠同時對兩個方向上的信息進行負載平衡,并且支持全雙工操作,使用快速以太網協議時,最大整合帶寬可達8Gbps。不過這種技術與標準負載平衡不同,它需要相應的交換機和網卡的硬件支持,而標準的負載平衡可以使用任何類型或者品牌的交換機。
注意 雖然不同的制造商銷售的負載平衡產品看起來很相似,但是你通常不能在一個服務器中混合使用不同制造商的網卡,并且不能指望不同的網卡能夠配合運行。有若干個制造商已經合作推出了IEEE 802.3ad鏈路整合工作組,并且該技術的標準已經在2000年3月得到了批準。但是,提供負載平衡和鏈路整合的許多產品仍然使用各種不同的專有技術,與其他制造商的產品并不兼容。
3. 容錯
負載平衡的技術概念中還有一個非常重要的副產品,那就是網卡組提供的容錯特性。如果一個網卡出了故障,信息就會自動分配給剩余的網卡,直到這個壞的網卡被更換。及時你不使用負載平衡特性。你也可以在服務器中安裝一個冗余網卡,如果主要的連接由于某種原因發生了故障,包括系統連接到的電纜、集線器或交換機發生故障,系統就會自動改用這個冗余網卡。
有些產品甚至是你能夠使用更廉價的網卡作為備用品。例如,你有一個服務器,該服務器與網絡之間建立了一個千兆位以太網的連接,這是,如果你只是為了達到容錯目的,就花錢在服務器中安裝第二個千兆位以太網網卡,這顯然是不值得的。但是,用一個比較便宜的快速以太網網卡作為備用卡還是可以的。當千兆位以太網卡出現故障時,快速以太網連接便可以取而代之,并且至少可以提供額定的快速以太網服務,直到你恢復原來更高速度的連接。
另一個容錯機制是由Compaq公司開發的,成為PCI熱插拔(Hot Plug)功能,此項功能在許多服務器和網卡上都得到了使用。這個特性使管理員能夠不切斷服務器電源的情況下更換發生故障的網卡。PCI熱插拔也稱為熱置換(Hot Swapping),它可以與網卡的故障設備轉換功能結合起來使用。當網卡出現故障時,它的連接便被切換到一個冗余網卡或同一個網卡組中的其他網卡上。然后管理員就可以在服務器運行的同時,將發生故障的網卡從服務器上拔下來,并插上一個新的網卡。這樣就不會出現與網卡故障相關的設備停機問題。
實際的網卡硬件故障并不經常發生,但對于有些網絡來說,及時故障造成服務中斷地機會微乎其微,這樣的故障也不允許故障發生。另外,這些容錯特性還能防止出現其他更常見的故障,例如交換機或集線器的嚴重電纜故障或電源故障。
4. 遠程管理
用于服務器的網卡中常常包含其他的一些特性,使管理員能夠從遠程地點對網卡進行配置,并且能夠接收關于它的狀態信息。例如,當硬件發生故障,造成服務器切換到備用網卡的時候,這些特性能夠產生一個報警信息,并將報警信息發送給網絡管理員,將這個情況通知他們。許多服務器網卡都支持這種類型的標準。例如簡單網絡管理協議(SNMP)和桌面管理接口(Desktop Management Interface,DMI)2.0版等,它們能夠在網絡硬件與管理控制臺應用程序之間進行交互操作。