如何升级网络（上）

无论你的规划和管理是如何的完善，但是在一定的时候你还是需要考虑扩展或者升级你的网络。通常说来，这是由于现有的网络在性能、容量以及稳定性等方面不能满足你的业务、用户、或者应用程序以及数据等方面的需要。

不幸的是，网络升级工作并不是一件非常轻松的工作。因为每周都有大量的硬件和软件投放到市场上，它们都有可能存在潜在的价值。因此，要知道升级的最大收益是什么，用最小的成本来获得最大的收益。

例如，如果仅仅只需要对现存的服务器系统增加一定的内存或者一些适配器就可以达到你想要的效果的话，你当然不会再花上几千英镑来购买一个新的服务器。

同样的，更换软件可能要比更换相应的新硬件要便宜的多，但是，你需要考虑的是新软件可能会导致系统的崩溃，而且对使用新软件可能还需要进行额外的培训。

在本文中，我们将讨论一些最常见的网络升级方式以及相应的收益，例如，安装新的局域网（LAN）交换机，增加服务器处理器和内存，微调网络存储并升级为最新的操作系统软件。

在这里，我们还会使用最近由VNU实验室测试得到的真实结果来向你们说明进行这些改变所得到的收益。虽然我们不能确切的告诉你应该升级什么，或者按照什么顺序进行升级（所有这些全都取决于你将从哪里开始和想要得到什么效果），但是从这里你可以得到一个很好的建议：首先应该从哪些地方开始，并且你可以知道将会得到什么样的回报。

扩展基础设施
首先要考虑的元素之一是网络的基础设施，也就是线缆、集线器、交换机、路由器以及其他设备。以太网的集线器太过时了，只需要花费较少的成本和工作量将其更换为交换机，就可以让你能够充分利用现有可用的带宽，并且能够直接获得良好的性能。

如果将原有的10Mbps的以太网集线器和交换机更换为支持快速（100Mbps）或者吉比特 （1,000Mbps）以太网的，用户的局域网（LAN）的速度将会显著提高。

无论如何，一定要记住，如果用户的桌面上没有安装100Mbps或者吉比特的局域网适配器的话，仅仅将用户的桌面交换机的速度提升为100Mbps或者吉比特则无法实现你的目的。另外，要处理更快的速度，还需要对网线进行升级，对于那些吉比特的以太网来说，尤其有这个必要，它们需要质量好的5类及其以上的线缆。

如果你的网络基础设施已经有年头了，并且曾经在几年前升级过，则有必要花费一定的时间来检查设备之间是如何进行组合的，是否存在设备重复等现象。有一种分布式交换机也许能够完成这项工作，但是因为他们在进行相互通信的过程中会耗尽网络带宽，所以这也不是一个好主意。

虽然带有独立通信连接的、可折叠式的产品价格更为昂贵，但是如果它对整个网络的性能影响比较小的话，还是值得购买的。同样地，基于机架的并且带有专门的底盘的交换机可以提供简单的扩展功能和管理工具，对于大型网络来说是一种比较合理的投资。

要想更好的控制网络的性能和可用性，可以考虑使用可管理的硬件。在一个大型网络中，投资使用更智能化的交换机还是值得的，因为智能交换机着眼于在三层及以上来考虑包信息的优先级以及流量，这取决于相关的用户和应用程序。

与普通的二层交换机相比较而言，这种智能交换机的价格可能会贵很多，但是相对于你的网络和业务来说，使用这种交换机使得你的工作量较小，而且出现崩溃的次数也要少的多，由此可以获得更大的性能收益。

服务器的连通性
在共享连接网络中的资源的时候，应该尽量避免出现瓶颈，例如，共享服务器这种资源。大多数的服务器都只有一个网络接口，但是没有理由不为其增加一个额外的局域网适配器或者将其网络接口升级为一个速度更快的接口。

对于吞吐量有限的服务器，尤其对于那些主要用于实现文件共享的服务器来说，在上面简单的增加一个局域网适配器将会极大的增加它的吞吐量。在我们的测试中发现，在不作任何其他变化的情况下，增加一块网络适配器使得其网络传输的性能将增加30％以上。虽然增加更多的适配器也许会获得更多的收益，但是如果其他的组件不升级的话，额外增加的适配器也会产生一定的负面影响。

虽然额外的网络适配器可以提供额外的网络带宽，使得服务器可以发送和接收更多的数据，但是每个适配器都会消耗一定的CPU资源。 在我们的测试过程中发现，要想进行有效的处理，入门级服务器最多只能配备两个网络适配器，但是对于有较快速度的处理器的服务器可以配备多个适配器。

当然，也可能专门设计一个用于服务器的网络适配器，在这个适配器上带有多个以太网端口，并且主板上的处理器可以分担很多处理TCP/IP通信所做的必要的工作。

尤其是随着基于IP的存储区域网络（SANs）的引入--这种技术依赖于快速以太网连接来工作，这种现象现在变得越来越普及。

另外一种升级方法是使用少量的、速度较快的适配器，当然这种改变的效果并没有达到它所宣称的数据速率，当然你也不会相信这个速度。例如，我们可以用一个吉比特的以太网卡来替换多个10/100 以太网适配器。

与增加第三块10/100以太网卡的方法相比较而言，这种实现方法确实能够让网络传输速度有一个显著提高，但是达不到你所期望的五倍，也就是说你不要期望网络传输速度真的能够从200增加到1,000Mbps。其他因素如处理器的总开销，可用的内存数以及存储子系统的性能等都会对这种升级产生影响，这些因素都需要考虑到。

当然，使用两个吉比特的网络适配器的效果会更好。在将网络适配器升级为速度更快的适配器的同时，要想实现额外冗余备份可以考虑给服务器装备两个或者更多的网络接口。

然而，将DNS和Netbios名字映射为多个IP地址的工作是非常复杂的。你可以很容易的使用一个网络适配器来实现所有的工作，而让其他的适配器处于闲置状态。因此，大多数适配器都支持"负载均衡"方面的驱动程序，可以利用这种驱动程序实现将多个接口映射为一个单一的IP地址。

这样一来，可以使得命名服务的管理工作变得更加简单，并且有助于扩展负载工作，使其负载变得更加均衡。在某些情况下，还需要考虑指令条件、用户优先级以及其他的变量等方面的因素。在出现故障的情况下，负载均衡软件还可以处理连接的自动失效切换，从而除了获得性能方面的收益外还可以提供额外的弹性。

更强的处理能力
下一个需要考虑的问题是处理能力，但是对于网络适配器来说，这个问题就不是那么简单明了。一般说来，大家所认可的概念是，处理器的速度越快，你就会得到更好的性能，对于桌面PC来说，确实如此。

然而，服务器的处理器可能无法达到你的期望值，它可能无法实现那么多的工作。换一个速度更快的处理器不一定会真的能够提高性能。对于文件和打印共享这种基本应用来说，这种现象尤其明显。

在这种情况下，即使是单独将原来的奔腾III升级为奔腾IV、至强处理器或者甚至是64位的Itanium 2 服务器处理器，对于吞吐量的影响来说，这种升级的作用也是非常小的。更进一步地，为了实现这种变化，即使是你正常的更换了整个服务器，最后的结果可能是浪费了一大笔钱并且中断了网络，但是获得的收益却很少。

相比较而言，升级一个对称多处理（SMP）服务器（使用两个或者多个处理器分担工作负载）则要容易的多，但是也要考虑到可能会出现同样的问题。

我们测试了一个分别安装一个和两个处理器的至强服务器，他们都运行着典型的轻度混合的文件共享任务系统。在客户负载较低的时候，第二个处理器确实能够以较小的幅度提高服务器的性能，但是随着客户端数量的增加，与只有单一的CPU相比较而言，与SMP相连的总开销降低了整个服务器的性能。

事实上，这意味着在一个速度较快或者具有多个处理器的服务器上，字处理文档、电子邮件以及电子制表软件都不太可能实现快速打开或者快速存储的功能。打印也会需要同样长度的时间。你也许会注意到，在用户数量很多或者在为大的多媒体文件提供服务的时候会有一定的效果， 但是如果不能取得更好的效果的话，为其他的组件进行升级也可能会取得同样的效果。

在服务器作为一个平台用于数据库、网页以及其他的应用程序的时候，则不会出现这种情况。在这种情况下，处理器的速度将是决定性能的主要因素，而提高处理器的速度或者增加更多的处理器真的可以取得一定的效果。

在这些应用中，我们也测试了一个至强服务器，分别安装了一个、两个、三个以及四个处理器，操作系统都是Windows 2000 server。测试的结果表明随着处理器个数的增加，我们也获得了显著的收益，但是成本也随之显著增加。

例如，用在可扩展的终端服务器中的至强 DP/MP 以及Itanium-2 处理器的价格并不便宜，并且其价格取决于处理器速度和缓存的大小，要进行全面的补充的话可能需要花费几千英镑。

如果扩展为四路以上的服务器的话，其成本将会特别昂贵，而且如果CPU超过四个的话，其收益将会减少，除非你真的有必要在一个单一的服务器上运行庞大的数据库应用程序，否则实现这样的配置是没有意义的。

从另外一个角度来说，除非需要装备新的芯片，增加额外的处理器使得系统崩溃或者停机的可能性大为减少。这也是加固服务器硬件以简化维护和管理工作的一个好办法。

从降低规模的角度出发，还是有一些好消息的，因为大多数普通的奔腾4和至强处理器的价格不是那么的昂贵。作为一种标准，大多数初级服务器都有两个处理器插槽，这样一来，使得在你需要额外增加处理器能力的时候，增加一个CPU的工作变得非常简单，而且升级的费用也不是很高。

在Windows系统中，使用性能监测工具（Performance Monitor）就可以很容易地检验这种效果，通过使用这个工具，可以很容易地看到在处理某项工作时处理器需要花费多少时间。如果你经常看到CPU的利用率处于较高的状态（80％或者更高），那么另一个处理器将会为你提供一定的帮助。

最新的英特尔芯片还对一种称之为超线程的技术提供支持。例如，在一个SMP服务器中，这种技术允许应用程序将代码分解为几段独立的代码，然后几个线程同时运行这些代码。然而，在SMP服务器中这些工作需要由两个或者多个处理器来完成，但是利用超线程技术却只需要一个芯片即可完成这些工作。

对于安装了最近研发的P4和至强处理器的服务器来说，操作系统将安装的物理芯片视为两个逻辑的超线程处理器。因此，一个单一的处理器看起来好像是个双处理系统，两个芯片看起来好像是一个四路服务器等等。

对于研发者来说，他们只需要对操作系统代码，可能是Windows、Linux或者其他任何类型的MPS-aware软件，和正常运行的所有程序一样进行很小程度的修改就可以充分利用这种技术。

对于更为快速的处理器或者多个处理器来说，如果用于文件和打印共享的话，超线程技术没有太大的意义。但是对于应用程序集合来说，超线程技术还是有一定的作用的。为此，我们有超线程技术和没有超线程技术的服务器进行了测试。在Bios中打开超线程技术开关，在性能方面马上就有了很大的改善。但是，由于其他因素也在起作用，因此在客户端负载大量增加的时候，这种加速效果也就大为降低。

不是所有服务器的处理器都可以升级为带有超线程功能的处理器，尤其是那些老的系统，并且要想充分利用这种优势，需要记住的是软件也应该是用多线程技术编写的软件。要想最大程度的获得收益，你还应该对操作系统进行升级。

内存的作用
在对服务器的处理器进行升级的时候，速度、缓存的大小都是需要考虑的重要因素。通常说来，早期的芯片只有很少的缓存可以用于加速对内存的访问。

在奔腾II或者奔腾III的芯片上，二级缓存的大小一般位于64KB到512KB之间 ，但是，这种现象目前已经开始改变，在英特尔最近生产的产品中，可以有几兆的缓存。例如，至强MP处理器带有512KB的二级缓存，另外还有2MB的三级缓存可以使用。

至于高端的产品，如64位的Itanium 2 可以拥有高达6MB的三级缓存，并且无论在什么情况下，谈到应用程序的性能时，由于有额外的缓冲内存都会使其性能有很大的不同，如同通常意义下增加额外的内存一样。

现在，内存的价格不再象原来那样高的惊人。你可以在服务器上安装更多的内存。即使是在一个初级的文件和打印服务器上，也没有必要节约，一般说来它们的指定内存都不少于512MB。

倒不是有很多情况需要用这么多的内存。在共享外部文件的过程中，网络操作系统（Windows， Netware，Linux等）要利用扩展的RAM来实现数据的缓存。这些过程是通过软件来自动实现的，在任何时候，即使每次只是向客户传输少量的数据，他们也是首先将大块的数据从磁盘读入到内存，然后再进行传输工作。

由于在内存中有很多的数据，所以在下一次出现满足要求的请求时，服务器就不用再回到磁盘去读取数据而是直接传输数据，这样就加快了访问的速度。类似地，文件更新过程也是先将文件缓存到内存中，最后才写到磁盘上，这样就减少了读写磁盘的次数。

为了测试扩展的内存对一般的Windows server 文件服务器吞吐量的影响，我们在一个早期生产的双奔腾III处理器的服务器上进行了试验，原来这个服务器的RAM为256MB，现在将这个服务器的内存大小加倍，我们看到，在高负载时文件共享的性能有了25％以上的改善。

如果将其内存升级到1GB将会得到更多的收益，但是改善的程度不是随着内存大小的增加而成正比。这是因为我们所测试的服务器原来所安装的局域网接口是10/100Mbps的接口，这就限制了它所能够处理的客户请求数量。

在我们为其安装了第二块网络适配器，再将其扩展的内存加到512MB的时候，系统的性能有了极大的改善，这说明了在进行任何升级之前必须要充分考虑到要对其他组件进行升级的重要性。

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