Teaming - redundantní Ethernet pod Windows

Označení "Teaming" zavedla patrně firma Intel, když kolem přelomu století začala v rámci ovladače pro své ethernetové čipy pro Windows dodávat softwarový subsystém, schopný spřáhnout více síťových karet buď za účelem zvýšení propustnosti, nebo pro zálohu konektivity počítače do LAN zdvojením spoje.
Síťové adaptéry Intel s podporou Teamingu získaly velkou oblibu v operačních systémech Windows 2000, XP, 2003 - a udržely si ji i v novějších verzích Windows.

Firma Intel ve svém ovladači pochopitelně nepodporuje Teaming s libovolným adaptérem konkurenčních výrobců (v rámci lokálního počítače). Aktuální verze ovladačů od Intelu sice teoreticky podporuje „multiple vendor teaming“, prakticky však dodnes jaksi „schází koncovka“ = nejsou certifikovány či oficiálně podporovány žádné síťové karty konkurence, a dokonce snad ani neexistuje nějaký formální program, do kterého by se konkurenti mohli „přihlásit“, aby dosáhli praktické podpory v Intelově teamingovém subsystému.
Prakticky tedy Intel podporuje Teaming pouze v rámci svých vlastních ethernetových čipů, a to ještě nikoli všech, ale pouze konkrétních vyvolených modelů.

Bohužel se velmi těžko hledají informace, „které síťové čipy Intel podporují Teaming“. Proto jsme ve firmě FCCPS provedli krátký průzkum bojem, na hardwaru „co dům dal“. Závěr zní pro moderní hardware a Windows překvapivě docela optimisticky. V dnešní době by nemělo být potřeba, přidávat další síťovou kartu, má-li motherboard dvě intelky v základní výbavě.

Tradičně, v dobách Windows 2000 / XP / 2003 Server (a PCI/PCI-X), musel být v systému přítomen alespoň jeden „serverový“ síťový adaptér firmy Intel, aby ovladač od Intelu dovolil Teaming konfigurovat. Pokud byly v systému přítomny pouze síťové adaptéry (karty/čipy) z kategorie „desktop“, pak se Teaming nekonal. Stačilo ale přidat jediný „serverový“ čip nebo kartu, a ovladač rázem dovolil konfigurovat Teaming i s levnými desktopovými čipy/kartami. Ještě v dobách Core 2 Duo byla poměrně běžná situace, kdy ne zcela levný Intel-based motherboard se dvěma ethernetovými porty Teaming nepodporoval, protože oba onboard ethernetové čipy byly firmou Intel prodávány jako „desktopové“. A bylo potřeba přidat třetí, serverovou, Intelku, aby bylo možno nakonfigurovat team ze dvou síťovek (třetí zůstala na ocet). Toto chování platí i pro poslední verzi ovladače Intel Ethernet, který ještě podporoval Windows XP/2003 (verze 18.3, nadále dostupná na webu firmy Intel).

Aktuálně je situace poněkud odlišná. PC Hardwaru vládnou už nějakou dobu platformy firmy Intel založené na sběrnici PCI-Express, touto sběrnicí jsou vybaveny také síťové čipy včetně tzv. LOM (Lan On Motherboard) čipu integrovaného v čipsetu (south bridgi). Odpovídajícím operačním systémem jsou Windows 7 (kterým pomalu zvoní hrana), nebo spíš mladší verze 8.1 a 10, na serveru Windows Server 2008 R2 až 2012 R2. Aktuální verze ovladače Intel pro síťové čipy ochotně podporuje Teaming snad na všech síťových adaptérech se sběrnicí PCI-e, především na nejnovějších modelech, včetně těch, které bychom tradičně zařadili do „segmentu desktop“: např. LOM čipy i217/218/219 (Haswell/Broadwell/Skylake) nebo oblíbené „druhé onboard síťovky“ i210 a i211. Funguje to ale i na mírně starších LOM čipech i82566 (cca Intel Q35 pro Core2 Duo) a i82576 (7-series  PCH pro Ivy Bridge), a také na populární „přídavné“ síťovce i82574L.  Dlužno podotknout, že dnešní čerstvé verze ovladače odhodily podporu pro historický balast: nejsou již podporovány Windows XP/2003 a patrně v aktuálním downloadu od firmy Intel není obsažen ovladač pro starší „Intelky“ na tradiční paralelní sběrnici PCI a PCI-X. Ony se starší Intelky „chytnou“ díky ovladači, který udržuje v chodu Microsoft – ale serverové PCI-X karty jsou už použitelné jenom jako „druhé v týmu“ a desktopové PCI nejsou pro Teaming použitelné vůbec. Ale jak již výše zmíněno, je v podstatě zbytečné lpět v nových sestavách na starých síťových kartách do PCI-X: jsou k dispozici modernější serverové dual-port karty do PCI-e, a hlavně už Teaming podporuje (zřejmě) i většina dnešních onboard síťovek Intel.

Lze se domnívat, že motivace firmy Intel při rozhodování, který síťový čip má či nemá podporovat Teaming (ať už jako první nebo druhý člen týmu) je převážně obchodní, pouze okrajově hrají roli technické aspekty. Serverový hardware se prodává výrazně dráž.

Kromě tradiční podpory Teamingu v ovladačích firmy Intel, která se pochopitelně snaží prodávat svůj vlastní hardware, přidal relativně nedávno svou vlastní podporu pro Teaming také Microsoft: dal ji do vínku Windows Serveru 2012 / 2012 R2. Nikoli Windows 8/8.1. Zjevně i Microsoft chce prodávat drahé serverové varianty svého operačního systému.

Microsoft naopak neomezuje volbu síťového adaptéru – jeho Teaming funguje na síťovce prakticky libovolné značky a nijak se nerozlišuje, zda je výrobcem hardwaru určena pro desktop, server, nebo pro letecké modeláře.

Softwarové subsystémy pro Teaming od Intelu a od Microsoftu jsou navzájem zcela nezávislé, jedná se o dvě různé implementace poměrně podobné technologie.

Konfigurační detaily se liší podle toho, zda Vám jde o prostou zálohu konektivity pomocí dvou linek, nebo také o navýšení kapacity, zda plánujete připojit server do jednoho nebo dvou switchů apod. Intel i Microsoft ve svých implementacích Teamingu sledují podobné dělící linie a pravděpodobně používají i velmi podobné technologické finesy.

Naše o něco podrobnější povídání v Angličtině obsahuje i tabulku testovaných karet/čipů:

http://support.fccps.cz/industry/Teaming/teaming.htm

Velmi podobné věci s více ethernetovými porty umí už mnoho let Linux. V Linuxu se této oblasti říká „channel bonding“, jmenuje se tak i konkrétní driver v kernelu, který je za tyto funkce zodpovědný. Vedle bonding driveru má Linux také soft-bridge včetně STP (pod Windows v takto ideově čisté formě prakticky nedostupná technologie) – možná vůbec nejtransparentnější způsob, jak zařídit failover do širší sítě s podporou STP. Je možné, že Teaming/Bonding drivery umí oproti STP rychlejší failover v případě, že vidí lokální výpadek linku – bohužel za cenu jisté manipulace s MAC adresami na serveru, která má být ethernetové síti pokud možno „jedno“ (týká se scénáře „dva uplinky na dva switche“).

Otázkou je, jak se budou související technologie rozvíjet do budoucna. Zdá se, že Intelu přestal fungovat Moorův zákon (co do taktu CPU, rychlosti Ethernetu a jemnosti litografie), PC hardware má oproti začátku století překvapivě dlouhou provozně-technickou životnost, Microsoft těžko hledá další úžasné novinky, které by zákazníky donutily platit za upgrade na novou verzi Windows. Zejména zákazníky firemní a speciálně zákazníky průmyslové. Měření a regulaci lze těžko přestěhovat do cloudu, ustavičné updaty OS i obecný technologický pokrok jsou v příkrém rozporu se zásadou „když to funguje, tak to neopravuj“. Zatím se průmyslové branži opakovaně osvědčuje taktika „my máme času relativně dost, koukejte nám výrobci nabídnout něco, co dává v naší branži smysl, jinak Vám to kupovat nebudeme.“ Uvidíme, co si na nás výrobci v budoucnu vymyslí – zda plánovanou životnost hardwaru a područí velkého bratra, nebo nějaký vzájemně rozumný model fungování...