Linux网卡绑定之Bond

Posted 2021-03-15 WinkJie

1、什么是Bond？

　　网卡bond是通过多张网卡绑定为一个逻辑网卡，实现本地网卡的冗余，带宽扩容和负载均衡，在生产场景中是一种常用的技术。Kernels 2.4.12及以后的版本均供bonding模块，以前的版本可以通过patch实现。

2、Bond实现原理：

　　网卡工作在混杂（promisc）模式，接收到达网卡的所有数据包，tcpdump工作用的也是混杂模式（promisc），将两块网卡的 MAC地址修改为相同接收特定MAC的数据帧，然后把相应的数据帧传送给bond驱动程序进行处理。

3、通过以下命令确定内核是否支持 bonding：

　　

[root@lixin network-scripts]#cat /boot/config-2.6.32-573.el6.x86_64 |grep -i bonding

CONFIG_BONDING=m

[root@lixin network-scripts]#

　　

4、Bond的模式

　　bond的模式常用的有两种：

　4.1、　

　　　　mode=0（balance-rr）

　　　　　　表示负载分担round-robin，并且是轮询的方式比如第一个包走eth0，第二个包走eth1，直到数据包发送完毕。

　　　　优点：流量提高一倍

　　　　缺点：需要接入交换机做端口聚合，否则可能无法使用

　4.2、　　

　　mode=1（active-backup）

　　　　表示主备模式，即同时只有1块网卡在工作。

　　　　优点：冗余性高

　　　　缺点：链路利用率低，两块网卡只有1块在工作

  4.3、

　　bond其他模式：

　　　　mode=2(balance-xor)(平衡策略)

　　　　　　表示XOR Hash负载分担，和交换机的聚合强制不协商方式配合。(需要xmit_hash_policy，需要交换机配置port channel)

　　　　　　特点：基于指定的传输HASH策略传输数据包。缺省的策略是：(源MAC地址 XOR 目标MAC地址) % slave数量。其他的传输策略可以通过xmit_hash_policy选项指定，此模式提供负载平衡和容错能力

　　　　mode=3(broadcast)(广播策略)

　　　　　　表示所有包从所有网络接口发出，这个不均衡，只有冗余机制，但过于浪费资源。此模式适用于金融行业，因为他们需要高可靠性的网络，不允许出现任何问题。需要和交换机的聚合强制不协商方式配合。

　　　　　　特点：在每个slave接口上传输每个数据包，此模式提供了容错能力

　　　　mode=4(802.3ad)(IEEE802.3ad 动态链接聚合)

　　　　　　　表示支持802.3ad协议和交换机的聚合LACP方式配合(需要xmit_hash_policy).标准要求所有设备在聚合操作时，要在同样的速率和双工模式，而且，和除了balance-rr模式外的其它bonding负载均衡模式一样，任何连接都不能使用多于一个接口的带宽。

　　　　　　特点：创建一个聚合组，它们共享同样的速率和双工设定。根据802.3ad规范将多个slave工作在同一个激活的聚合体下。外出流量的slave选举是基于传输hash策略，该策略可以通过xmit_hash_policy选项从缺省的XOR策略改变到其他策略。需要注意的是，并不是所有的传输策略都是802.3ad适应的，尤其考虑到在802.3ad标准43.2.4章节提及的包乱序问题。不同的实现可能会有不同的适应性。

必要条件：

条件1：ethtool支持获取每个slave的速率和双工设定

条件2：switch(交换机)支持IEEE802.3ad Dynamic link aggregation

条件3：大多数switch(交换机)需要经过特定配置才能支持802.3ad模式

mode=5(balance-tlb)(适配器传输负载均衡)

根据每个slave的负载情况选择slave进行发送，接收时使用当前轮到的slave。该模式要求slave接口的网络设备驱动有某种ethtool支持；而且ARP监控不可用。

特点：不需要任何特别的switch(交换机)支持的通道bonding。在每个slave上根据当前的负载（根据速度计算）分配外出流量。如果正在接受数据的slave出故障了，另一个slave接管失败的slave的MAC地址。

必要条件：

ethtool支持获取每个slave的速率

mode=6(balance-alb)(适配器适应性负载均衡)

在5的tlb基础上增加了rlb(接收负载均衡receiveload balance).不需要任何switch(交换机)的支持。接收负载均衡是通过ARP协商实现的.

特点：该模式包含了balance-tlb模式，同时加上针对IPV4流量的接收负载均衡(receiveload balance, rlb)，而且不需要任何switch(交换机)的支持。接收负载均衡是通过ARP协商实现的。bonding驱动截获本机发送的ARP应答，并把源硬件地址改写为bond中某个slave的唯一硬件地址，从而使得不同的对端使用不同的硬件地址进行通信。来自服务器端的接收流量也会被均衡。当本机发送ARP请求时，bonding驱动把对端的IP信息从ARP包中复制并保存下来。当ARP应答从对端到达时，bonding驱动把它的硬件地址提取出来，并发起一个ARP应答给bond中的某个slave。使用ARP协商进行负载均衡的一个问题是：每次广播 ARP请求时都会使用bond的硬件地址，因此对端学习到这个硬件地址后，接收流量将会全部流向当前的slave。这个问题可以通过给所有的对端发送更新（ARP应答）来解决，应答中包含他们独一无二的硬件地址，从而导致流量重新分布。当新的slave加入到bond中时，或者某个未激活的slave重新激活时，接收流量也要重新分布。接收的负载被顺序地分布（roundrobin）在bond中最高速的slave上当某个链路被重新接上，或者一个新的slave加入到bond中，接收流量在所有当前激活的slave中全部重新分配，通过使用指定的MAC地址给每个 client发起ARP应答。下面介绍的updelay参数必须被设置为某个大于等于switch(交换机)转发延时的值，从而保证发往对端的ARP应答不会被switch(交换机)阻截。

 

Bond模式总结：mode5和mode6不需要交换机端的设置，网卡能自动聚合。mode4需要支持802.3ad。mode0，mode2和mode3理论上需要静态聚合方式。

 

3、配置Bond：

　　1.创建bond0配置文件

# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0  

　　配置文件：

DEVICE=bond0  
IPADDR=10.10.10.11  
NETWORK=10.10.10.0  
NETMASK=255.255.255.0  
USERCTL=no  
BOOTPROTO=none  
ONBOOT=yes  

　　自己根据所使用的环境修改IPADDR、NETWORK、NETMAST即可。

2.修改eth0和eth1配置文件（即自己所测试的网卡，并不是所有的名称都是eth型）

　　打开并编辑测试网卡文本：

# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0  

　　显示结果如下：

DEVICE=eth0  
USERCTL=no  
ONBOOT=yes  
MASTER=bond0  
SLAVE=yes  
BOOTPROTO=none 

　　同理修改另一个网卡口！

3.加载bond驱动

　　修改内核模块配置文件modprobe.conf加载bond驱动。

# vi /etc/modprobe.conf  

　　驱动文本添加：

alias bond0 bonding  
options bond0 mode=6 miimon=100  

　　注意：这里使用的是模式6,负载均衡模式；网卡检查时间100ms

　　　　一般使用的是0和1模式。

4.测试配置

　　加载bond module:

# modprobe bonding 

　　重新启动网络服务

# service network restart  
//#systemctl restart network

　　最后查看bond状态：

cat /proc/net/bonding/bond0  

　　正常的话：出现当前连接状态以及网口列表。

 

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