Linux網卡bond的七種模式詳解

   像Samba、Nfs這種共享文件系統，網絡的吞吐量很是大，就形成網卡的壓力很大，網卡bond是經過把多個物理網卡綁定爲一個邏輯網卡，實現本地網卡的冗餘，帶寬擴容和負載均衡，具體的功能取決於採用的哪一種模式。  

1、bond的七種模式介紹：
一、mode=0(balance-rr)(平衡掄循環策略)
鏈路負載均衡，增長帶寬，支持容錯，一條鏈路故障會自動切換正常鏈路。交換機須要配置聚合口，思科叫port channel。
特色：傳輸數據包順序是依次傳輸（即：第1個包走eth0，下一個包就走eth1….一直循環下去，直到最後一個傳輸完畢），此模式提供負載平衡和容錯能力；可是咱們知道若是一個鏈接
或者會話的數據包從不一樣的接口發出的話，中途再通過不一樣的鏈路，在客戶端頗有可能會出現數據包無序到達的問題，而無序到達的數據包須要從新要求被髮送，這樣網絡的吞吐量就會降低

二、mode=1(active-backup)(主-備份策略)
這個是主備模式，只有一塊網卡是active，另外一塊是備用的standby，全部流量都在active鏈路上處理，交換機配置的是捆綁的話將不能工做，由於交換機往兩塊網卡發包，有一半包是丟棄的。
特色：只有一個設備處於活動狀態，當一個宕掉另外一個立刻由備份轉換爲主設備。mac地址是外部可見得，從外面看來，bond的MAC地址是惟一的，以免switch(交換機)發生混亂。
此模式只提供了容錯能力；因而可知此算法的優勢是能夠提供高網絡鏈接的可用性，可是它的資源利用率較低，只有一個接口處於工做狀態，在有 N 個網絡接口的狀況下，資源利用率爲1/N

三、mode=2(balance-xor)(平衡策略)
表示XOR Hash負載分擔，和交換機的聚合強制不協商方式配合。（須要xmit_hash_policy，須要交換機配置port channel）
特色：基於指定的傳輸HASH策略傳輸數據包。缺省的策略是：(源MAC地址 XOR 目標MAC地址) % slave數量。其餘的傳輸策略能夠經過xmit_hash_policy選項指定，此模式提供負載平衡和容錯能力

四、mode=3(broadcast)(廣播策略)
表示全部包從全部網絡接口發出，這個不均衡，只有冗餘機制，但過於浪費資源。此模式適用於金融行業，由於他們須要高可靠性的網絡，不容許出現任何問題。須要和交換機的聚合強制不協商方式配合。
特色：在每一個slave接口上傳輸每一個數據包，此模式提供了容錯能力

五、mode=4(802.3ad)(IEEE 802.3ad 動態連接聚合)
表示支持802.3ad協議，和交換機的聚合LACP方式配合（須要xmit_hash_policy）.標準要求全部設備在聚合操做時，要在一樣的速率和雙工模式，並且，和除了balance-rr模式外的其它bonding負載均衡模式同樣，任何鏈接都不能使用多於一個接口的帶寬。
特色：建立一個聚合組，它們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選舉是基於傳輸hash策略，該策略能夠經過xmit_hash_policy選項從缺省的XOR策略改變到其餘策略。須要注意的 是，並非全部的傳輸策略都是802.3ad適應的，
尤爲考慮到在802.3ad標準43.2.4章節說起的包亂序問題。不一樣的實現可能會有不一樣的適應 性。
必要條件：
條件1：ethtool支持獲取每一個slave的速率和雙工設定
條件2：switch(交換機)支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation
條件3：大多數switch(交換機)須要通過特定配置才能支持802.3ad模式

六、mode=5(balance-tlb)(適配器傳輸負載均衡)
是根據每一個slave的負載狀況選擇slave進行發送，接收時使用當前輪到的slave。該模式要求slave接口的網絡設備驅動有某種ethtool支持；並且ARP監控不可用。
特色：不須要任何特別的switch(交換機)支持的通道bonding。在每一個slave上根據當前的負載（根據速度計算）分配外出流量。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。
必要條件：
ethtool支持獲取每一個slave的速率

七、mode=6(balance-alb)(適配器適應性負載均衡)
在5的tlb基礎上增長了rlb(接收負載均衡receive load balance).不須要任何switch(交換機)的支持。接收負載均衡是經過ARP協商實現的.
特色：該模式包含了balance-tlb模式，同時加上針對IPV4流量的接收負載均衡(receive load balance, rlb)，並且不須要任何switch(交換機)的支持。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。
必要條件：
條件1：ethtool支持獲取每一個slave的速率；
條件2：底層驅動支持設置某個設備的硬件地址，從而使得老是有個slave(curr_active_slave)使用bond的硬件地址，同時保證每一個bond 中的slave都有一個惟一的硬件地址。若是curr_active_slave出故障，它的硬件地址將會被新選出來的 curr_active_slave接管
其實mod=6與mod=0的區別：mod=6，先把eth0流量佔滿，再佔eth1，….ethX；而mod=0的話，會發現2個口的流量都很穩定，基本同樣的帶寬。而mod=6，會發現第一個口流量很高，第2個口只佔了小部分流量。

 

mode5和mode6不須要交換機端的設置，網卡能自動聚合。mode4須要支持802.3ad。mode0，mode2和mode3理論上須要靜態聚合方式。
但實測中mode0能夠經過mac地址欺騙的方式在交換機不設置的狀況下不太均衡地進行接收。

2、bond的配置實例
一、首先要看linux是否支持bonding,大部分發行版都支持

# modinfo bonding |more
filename:       /lib/modules/2.6.32-431.el6.x86_64/kernel/drivers/net/bonding/bonding.ko
author:         Thomas Davis, tadavis@lbl.gov and many others
description:    Ethernet Channel Bonding Driver, v3.6.0
version:        3.6.0
license:        GPL
srcversion:     353B1DC123506708446C57B
depends:        8021q,ipv6
vermagic:       2.6.32-431.el6.x86_64 SMP mod_unload modversions

如輸出以上信息，則說明支持bonding，若是沒有,說明內核不支持bonding,須要從新編譯內核

二、網卡配置文件
兩個物理網口分別是：eth0,eth1 綁定後的虛擬口是：bond0

[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 
DEVICE=eth0
HWADDR=EC:F4:BB:DC:4C:0C
TYPE=Ethernet
UUID=669f0694-9c52-4792-bd67-22c9d2c17acb
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
HWADDR=EC:F4:BB:DC:4C:0D
TYPE=Ethernet
UUID=1d2f30f4-b3f0-41a6-8c37-54f03115f7bd
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
NAME='System bond0'
TYPE=Ethernet
NM_CONTROLLED=no
USERCTL=no
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
BONDING_OPTS='mode=1 miimon=100'
IPV6INIT=no

開機自動加載模塊到內核

#echo 'alias bond0 bonding' >> /etc/modprobe.d/dist.conf
#echo 'options bonding mode=0 miimon=200' >> /etc/modprobe.d/dist.conf
#echo 'ifenslave bond0 eth0 eth1' >>/etc/rc.local

miimon=100
每100毫秒 (即0.1秒) 監測一次路鏈接狀態，若是有一條線路不通就轉入另外一條線路； Linux的多網卡綁定功能使用的是內核中的"bonding"模塊
若是修改成其它模式，只須要在BONDING_OPTS中指定mode=Number便可。USERCTL=no --是否容許非root用戶控制該設備

查看bond0狀態：能夠看到調用的是哪幾個物理網卡
#cat /proc/net/bonding/bond0

[root@compute05 ~]#  cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)
Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: eth1
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
Slave Interface: eth0
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: ec:f4:bb:dc:4c:0c
Slave queue ID: 0
Slave Interface: eth1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: ec:f4:bb:dc:4c:0d
Slave queue ID: 0

3、擴展

上邊是兩個網卡(eth0、eth1)綁定成一個bond0，若是咱們要設置多個bond口，好比物理網口eth0和eth1組成bond0，eth2和eth3組成bond1，那麼網口設置文件的設置方法和上面
是同樣的，只是/etc/modprobe.d/dist.conf文件就不能疊加了。正確的設置方法有兩種:
一、第一種

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

這樣全部的綁定只能使用一個mode了。

二、第二種

alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=1
install bond1 /sbin/modprobe bonding -o bond1 miimon=100 mode=0
install bond2 /sbin/modprobe bonding -o bond2 miimon=100 mode=1
install bond3 /sbin/modprobe bonding -o bond3 miimon=100 mode=0

這種方式不一樣的bond口能夠設定爲不一樣的mode,注意開機自動啓動/etc/rc.d/rc.local文件的設置

ifenslave bond0 eth0 eth1
ifenslave bond1 eth2 eth3
ifenslave bond2 eth4 eth5
ifenslave bond3 eth6 eth7