Linux下多網卡綁定bond及模式介紹

【介紹】

網卡bond通常主要用於網絡吞吐量很大，以及對於網絡穩定性要求較高的場景。

   

主要是經過將多個物理網卡綁定到一個邏輯網卡上，實現了本地網卡的冗餘，帶寬擴容以及負載均衡。

   

Linux下一共有七種網卡bond方式，實現以上某個或某幾個具體功能。

最多見的三種模式是bond0，bond1，bond6.

   

【bond0】

平衡輪循環策略，有自動備援，不過須要"Switch"支援及設定。

balance-rr（Round-robin policy）

   

方式：

傳輸數據包的順序是依次傳輸（即：第一個包走eth0，第二個包就走eth1……，一直到全部的數據包傳輸完成）。

優勢：

提供負載均衡和容錯能力。

缺點：

同一個連接或者會話的數據包從不通的接口發出的話，中間會通過不一樣的鏈路，在客戶端可能會出現數據包沒法有序到達的狀況，而無序到達的數據包將會被要求從新發送，網絡吞吐量反而會降低。

   

【bond1】

主-備份策略

active-backup（Active -backup policy）

方式：

只有一個設備處於活動狀態，一個宕掉以後另外一個立刻切換爲主設備。

mac地址爲外部可見，從外面看，bond的mac地址是惟一的，switch不會發生混亂。

優勢：

提升了網絡鏈接的可靠性。

缺點：

此模式只提供容錯能力，資源利用性較低，只有一個接口處於active狀態，在有N個網絡接口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算法傳輸數據包。

缺省的策略爲：(源MAC地址 XOR 目標MAC地址) % slave數量。 # XRO爲異或運算，值不一樣時結果爲1，相同爲0

能夠經過xmit_hash_policy選項設置傳輸策略。

特色：

提供負載均衡和容錯能力。

   

【bond3】

廣播策略

broadcast

方式：

在每一個slave接口上傳輸每個數據包。

特色：

提供容錯能力。

   

【bond4】

IEEE 802.3ad 動態連接聚合

802.3ad（ IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation）

方式：

建立一個聚合組，共享一樣的速率和雙工設定。

根據802.3ad規範將多個slave工做在同一個激活的聚合體下。外出流量的slave選舉基於傳輸Hash策略，一樣，此策略也能夠經過xmit_hash_policy選項進行修改。

注意：

並非全部的傳輸策略都是802.3ad所適應的。

條件：

1. ethtool支持獲取每一個slave的速率和雙工設定。

2. switch支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（大多數交換機須要設定才支持）

   

【bond5】

適配器傳輸負載均衡

balance-tlb（Adaptive transmit load balancing）

   

方式：

在每一個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。

若是正在接受數據的slave出故障了，另外一個slave接管失敗的slave的MAC地址。

條件：

ethtool支持獲取每一個slave的速率。

特色：

不須要任何特別的switch(交換機)支持的通道bonding。

   

【bond6】

適配器適應性負載均衡

balance-alb（Adaptive load balancing）

   

方式：

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

   

接收負載均衡是經過ARP協商實現的。

bonding驅動截獲本機發送的ARP應答，並把源硬件地址改寫爲bond中某個slave的惟一硬件地址，從而使得不一樣的對端使用不一樣的硬件地址進行通訊。

   

來自服務器端的接收流量也會被均衡。

   

當本機發送ARP請求時，bonding驅動把對端的IP信息從ARP包中複製並保存下來。

當ARP應答從對端到達時，bonding驅動把它的硬件地址提取出來，併發起一個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的硬件地址，所以對端學習到這個硬件地址後，接收流量將會所有流向當前的slave。

這個問題能夠經過給全部的對端發送更新 （ARP應答）來解決，應答中包含他們獨一無二的硬件地址，從而致使流量從新分佈。

當新的slave加入到bond中時，或者某個未激活的slave從新 激活時，接收流量也要從新分佈。

   

接收的負載被順序地分佈（round robin）在bond中最高速的slave上當某個鏈路被從新接上，或者一個新的slave加入到bond中，接收流量在全部當前激活的slave中所有從新分配，經過使用指定的MAC地址給每一個 client發起ARP應答。

   

下面介紹的updelay參數必須被設置爲某個大於等於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支持獲取每一個slave的速率

2. 底層驅動支持設置某個設備的硬件地址

特色：

老是有一個slave（curr_active_slave）使用bond的硬件地址，同時每一個bond裏面的slave都有一個惟一的硬件地址。

若是curr_active_slave出了故障，則它的硬件地址會被從新選舉產生的slave接管。

與bond0最大的區別在於，bond0的多張網卡里面的流量幾乎是相同的，可是bond6裏面的流量是先佔滿eth0，再佔滿eth1……依次

   

【網卡綁定】

咱們假定前條件：

2個物理網口eth0，eth1

綁定後的虛擬口爲bond0

服務器IP爲10.10.10.1

   

配置文件：

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相關設定文件，並加載bonding模塊：

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

alias bond0 bonding options bonding mode=0 miimon=200

2. 加載模塊

modprobe bonding

3. 確認是否加載成功

[root@slb ~]# lsmod | grep bonding

bonding 100065 0

4. 重啓網絡

[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

   

以上信息能夠確認：

a. 如今的bonding模式是active-backup

b. 如今Active的網口是eth0

c. bond0, eth1的物理地址和處於active狀態下的eth0的物理地址相同，這樣是爲了不上位交換機發生混亂。

能夠隨意拔掉一根網線或者在交換機上shutdown一個網口，查看網絡是否依舊聯通。

   

5. 系統啓動自動綁定並增長默認網關（可選）

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

ifenslave bond0 eth0 eth1

route add default gw 10.10.10.1

   

【多網卡綁定】

上面只是兩個網卡綁定一個bond0的狀況，若是咱們要設置多個bond口，就不能這樣作了。

·/etc/modprobe.d/bonding.conf·的修改能夠以下：

1. 多個bond的模式同樣的狀況

alias bond0 bonding alias bond1 bonding options bonding max_bonds=2 miimon=200 mode=1

2. 多個bond的模式不同的狀況

alias bond0 bonding options bond0 miimon=100 mode=1 install bond1 /sbin/modprobe bonding -o bond1 miimon=200 mode=0install bond2 /sbin/modprobe bonding -o bond2 miimon=100 mode=1