Linux下多網絡卡系結bond及模式介紹

【介紹】

網絡卡bond一般主要用於網路吞吐量很大，以及對於網路穩定性要求較高的場景。

主要是通過將多個物理網絡卡系結到一個邏輯網絡卡上，實現了本地網絡卡的冗餘，頻寬擴容以及負載均衡。

Linux下一共有七種網絡卡bond方式，實現以上某個或某幾個具體功能。

最常見的三種模式是bond0，bond1，bond6.

【bond0】

平衡輪迴圈策略，有自動備援，不過需要"Switch"支援及設定。

balance-rr（Round-robin policy）

方式：

傳輸封包的順序是依次傳輸（即：第一個包走eth0，第二個包就走eth1……，一直到所有的封包傳輸完成）。

優點：

提供負載均衡和容錯能力。

缺點：

同一個連結或者對談的封包從不同的介面發出的話，中間會經過不同的鏈路，在用戶端可能會出現封包無法有序到達的情況，而無序到達的封包將會被要求重新傳送，網路吞吐量反而會下降。

【bond1】

主-備份策略

active-backup（Active -backup policy）

方式：

只有一個裝置處於活動狀態，一個宕掉之後另一個馬上切換為主裝置。

mac地址為外部可見，從外面看，bond的mac地址是唯一的，switch不會發生混亂。

優點：

提高了網路連線的可靠性。

缺點：

此模式只提供容錯能力，資源利用性較低，只有一個介面處於active狀態，在有N個網路介面bond的狀態下，利用率只有1/N。

【bond2】

平衡策略

balance-xor（XOR policy）

方式：

基於特性的Hash演算法傳輸封包。

預設的策略為：(源MAC地址 XOR 目標MAC地址) % slave數量。 # XRO為互斥或運算，值不同時結果為1，相同為0

可以通過xmit_hash_policy選項設定傳輸策略。

特點：

提供負載均衡和容錯能力。

【bond3】

廣播策略

broadcast

方式：

在每個slave介面上傳輸每一個封包。

特點：

提供容錯能力。

【bond4】

IEEE 802.3ad 動態連結聚合

802.3ad（ IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation）

方式：

建立一個聚合組，共用同樣的速率和雙工設定。

根據802.3ad規範將多個slave工作在同一個啟用的聚合體下。外出流量的slave選舉基於傳輸Hash策略，同樣，此策略也可以通過xmit_hash_policy選項進行修改。

注意：

並不是所有的傳輸策略都是802.3ad所適應的。

條件：

1. ethtool支援獲取每個slave的速率和雙工設定。

2. switch支援IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（大多數交換機需要設定才支援）

【bond5】

介面卡傳輸負載均衡

balance-tlb（Adaptive transmit load balancing）

方式：

在每個slave上根據當前的負載（依據速度）分配外出流量，接收時使用當前輪到的slave。

如果正在接受資料的slave出故障了，另一個slave接管失敗的slave的MAC地址。

條件：

ethtool支援獲取每個slave的速率。

特點：

不需要任何特別的switch(交換機)支援的通道bonding。

【bond6】

介面卡適應性負載均衡

balance-alb（Adaptive load balancing）

方式：

此模式包含了bond5的balance-tlb，同時增加了針對IPV4流量的接收負載均衡。（receive load balance， rlb）

接收負載均衡是通過ARP協商實現的。

bonding驅動截獲本機傳送的ARP應答，並把源硬體地址改寫為bond中某個slave的唯一硬體地址，從而使得不同的對端使用不同的硬體地址進行通訊。

來自伺服器端的接收流量也會被均衡。

當本機傳送ARP請求時，bonding驅動把對端的IP資訊從ARP包中複製並儲存下來。

當ARP應答從對端到達時，bonding驅動把它的硬體地址提取出來，並行起一個ARP應答給bond中的某個slave。

使用ARP協商進行負載均衡的一個問題是：

每次廣播 ARP請求時都會使用bond的硬體地址，因此對端學習到這個硬體地址後，接收流量將會全部流向當前的slave。

這個問題可以通過給所有的對端傳送更新 （ARP應答）來解決，應答中包含他們獨一無二的硬體地址，從而導致流量重新分佈。

當新的slave加入到bond中時，或者某個未啟用的slave重新 啟用時，接收流量也要重新分佈。

接收的負載被順序地分布（round robin）在bond中最高速的slave上當某個鏈路被重新接上，或者一個新的slave加入到bond中，接收流量在所有當前啟用的slave中全部重新分配，通過使用指定的MAC地址給每個 client發起ARP應答。

下面介紹的updelay引數必須被設定為某個大於等於switch(交換機)轉發延時的值，從而保證發往對端的ARP應答不會被switch(交換機)阻截。

條件：

1. ethtool支援獲取每個slave的速率

2. 底層驅動支援設定某個裝置的硬體地址

特點：

總是有一個slave（curr_active_slave）使用bond的硬體地址，同時每個bond裡面的slave都有一個唯一的硬體地址。

如果curr_active_slave出了故障，則它的硬體地址會被重新選舉產生的slave接管。

與bond0最大的區別在於，bond0的多張網絡卡裡面的流量幾乎是相同的，但是bond6裡面的流量是先佔滿eth0，再占滿eth1……依次

【網絡卡系結】

我們假定前條件：

2個物理網口eth0，eth1

繫結後的虛擬口為bond0

伺服器IP為10.10.10.1

組態檔：

1. vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0

DEVICE=bond0

BOOTPROTO=none

ONBOOT=yes

IPADDR=10.10.10.1

NETMASK=255.255.255.0

NETWORK=192.168.0.0

2. vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0

BOOTPROTO=none

MASTER=bond0

SLAVE=yes

3. vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1

DEVICE=eth1

BOOTPROTO=none

MASTER=bond0

SLAVE=yes

修改modprobe相關設定檔案，並載入bonding模組：

1. vi /etc/modprobe.d/bonding.conf

alias bond0 bonding

options bonding mode=0 miimon=200

2. 載入模組

modprobe bonding

3. 確認是否載入成功

[root@slb ~]# lsmod | grep bonding

bonding 100065 0

4. 重新啟動網路

[root@slb ~]# /etc/init.d/network restart

[root@slb ~]# cat /proc/net/bonding/bond0

Ethernet Channel Bonding Driver: v3.5.0 (November 4, 2008)

Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)

Primary Slave: None

Currently Active Slave: eth0

……

[root@slb ~]# ifconfig |grep HWaddr

bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:36:1B:BB:74

eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:36:1B:BB:74

eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:36:1B:BB:74

以上資訊可以確認：

a. 現在的bonding模式是active-backup

b. 現在Active的網口是eth0

c. bond0, eth1的實體地址和處於active狀態下的eth0的實體地址相同，這樣是為了避免上位交換機發生混亂。

可以隨意拔掉一根網線或者在交換機上shutdown一個網口，檢視網路是否依舊聯通。

5. 系統啟動自動系結並增加預設閘道器（可選）

[root@slb ~]# vi /etc/rc.d/rc.local

ifenslave bond0 eth0 eth1

route add default gw 10.10.10.1

【多網絡卡系結】

上面只是兩個網絡卡系結一個bond0的情況，如果我們要設定多個bond口，就不能這樣做了。

·/etc/modprobe.d/bonding.conf·的修改可以如下：

1. 多個bond的模式一樣的情況

alias bond0 bonding

alias bond1 bonding

options bonding max_bonds=2 miimon=200 mode=1

2. 多個bond的模式不一樣的情況

alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=1

install bond1 /sbin/modprobe bonding -o bond1 miimon=200 mode=0

install bond2 /sbin/modprobe bonding -o bond2 miimon=100 mode=1