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Linux双网卡绑定bond0详解

时间:2016-05-01 17:50:13      阅读:4668      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:交换机   linux   数据包   网卡   带宽   bond0   

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。可以通过以下命令确定内核是否支持 bonding:

[[email protected] network-scripts]#cat /boot/config-2.6.32-573.el6.x86_64 |grep -i bonding
CONFIG_BONDING=m
[[email protected] network-scripts]#

2 bond的模式


bond的模式常用的有两种:

  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

  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

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)(IEEE 802.3ad 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)

    是根据每个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(round robin)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模式小结:

    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


测试环境:

[[email protected] ~]# cat/etc/redhat-release
CentOS release 6.7 (Final)
[[email protected] ~]# uname -r
2.6.32-573.el6.x86_64
[[email protected]~]#

 

1、配置物理网卡

[[email protected] network-scripts]#cat ifcfg-eth0    
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes         //可以没有此字段,就需要开机执行ifenslave bond0 eth0 eth1命令了。
[[email protected] network-scripts]#
[[email protected] network-scripts]#cat ifcfg-eth1    
DEVICE=eth1
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes       
[[email protected] network-scripts]#

 

2、配置逻辑网卡bind0

[[email protected] network-scripts]#cat ifcfg-bond0     //需要我们手工创建
DEVICE=bond0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=10.0.0.10
NETMASK=255.255.255.0
DNS2=4.4.4.4
GATEWAY=10.0.0.2
DNS1=10.0.0.2
[[email protected] network-scripts]#

由于没有这个配置文件我们可以使用拷贝一个ifcfg-eth1来用:cp ifcfg-{eth0,bond1}

 

3、加载模块,让系统支持bonding

[[email protected] ~]# cat/etc/modprobe.conf  //不存在的话,手动创建(也可以放在modprobe.d下面)
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=0
[[email protected] ~]#

配置bond0的链路检查时间为100ms,模式为0。

 

注意:

  linux网卡bonging的备份模式实验在真实机器上做完全没问题(前提是linux内核支持),但是在vmware workstation虚拟中做就会出现如下图问题。  

技术分享

  配置完成后出现如上图问题,但是bond0能够正常启动也能够正常使用,只不过没有起到备份模式的效果。当使用ifdown eth0后,网络出现不通现象。

内核文档中有说明:bond0获取mac地址有两种方式,一种是从第一个活跃网卡中获取mac地址,然后其余的SLAVE网卡的mac地址都使用该mac地址;另一种是使用fail_over_mac参数,是bond0使用当前活跃网卡的mac地址,mac地址或者活跃网卡的转换而变。  

  既然vmware workstation不支持第一种获取mac地址的方式,那么可以使用fail_over_mac=1参数,所以这里我们添加fail_over_mac=1参数

[[email protected] etc]# cat/etc/modprobe.d/modprobe.conf
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=0fail_over_mac=1
[[email protected] etc]#

 

4、加载bond module

[[email protected] etc]# modprobe bonding

 

5、查看绑定结果

[[email protected] etc]# cat/proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel BondingDriver: v3.7.1 (April 27, 2011)
 
Bonding Mode: load balancing(round-robin)
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:00:50:56:28:7f:51
Slave queue ID: 0
 
Slave Interface: eth1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr:00:50:56:29:9b:da
Slave queue ID: 0
[[email protected] etc]#

4 测试bond


   由于使用的是mode=0,负载均衡的方式,这时我们ping百度,然后断开一个网卡,此时ping不会中断。

[[email protected] etc]# pingbaidu.com
PING baidu.com (111.13.101.208)56(84) bytes of data.
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=1 ttl=128 time=10.6 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=2 ttl=128 time=9.05 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=3 ttl=128 time=11.7 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=4 ttl=128 time=7.93 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=5 ttl=128 time=9.50 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=6 ttl=128 time=7.17 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=7 ttl=128 time=21.2 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=8 ttl=128 time=7.46 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=9 ttl=128 time=7.82 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=10 ttl=128 time=8.15 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=11 ttl=128 time=6.89 ms
64 bytes from 111.13.101.208: icmp_seq=12ttl=128 time=8.33 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=13 ttl=128 time=8.65 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=14 ttl=128 time=7.16 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=15 ttl=128 time=9.31 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=16 ttl=128 time=10.5 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=17 ttl=128 time=7.61 ms
64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=18 ttl=128 time=10.2 ms
^C
--- baidu.com ping statistics---
18 packets transmitted, 18received, 0% packet loss, time 17443ms
rtt min/avg/max/mdev = 6.899/9.417/21.254/3.170 ms
//用另一个终端手动关闭eth0网卡,ping并没有中断
[[email protected] etc]# !ca
cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel BondingDriver: v3.7.1 (April 27, 2011)
 
Bonding Mode: load balancing(round-robin)
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
 
Slave Interface: eth0
MII Status: down
Speed: Unknown
Duplex: Unknown
Link Failure Count: 1
Permanent HW addr:00:50:56:28:7f:51
Slave queue ID: 0
 
Slave Interface: eth1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr:00:50:56:29:9b:da
Slave queue ID: 0
[[email protected] etc]#

//查看bond0状态,发现eth0,down了,但是bond正常


Linux双网卡绑定bond0详解

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