Linux网卡绑定之bond模式
Linux网卡高可用Bond技术的使用
Bond地址192.168.117.129
1.虚拟机安装3块网卡
关闭NetworkManager服务
[root@ops ~]# systemctl stop NetworkManager
修改三块网卡的配置文件
# eth0网卡配置
[root@ops ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@ops network-scripts]# vim ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEVICE=eth0
MASTER=bond0
SLAVE=yes //可以没有此字段，就需要开机执行ifenslave bond0 eth0 eth1命令
ONBOOT=yes
# eth1网卡配置
[root@ops network-scripts]# vim ifcfg-eth1
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEVICE=eth1
MASTER=bond0
SLAVE=yes //可以没有此字段，就需要开机执行ifenslave bond0 eth0 eth1命令
ONBOOT=yes
# eth2网卡配置
[root@ops network-scripts]# vim ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEVICE=eth2
MASTER=bond0
SLAVE=yes //可以没有此字段，就需要开机执行ifenslave bond0 eth0 eth1 命令
ONBOOT=yes
加入bond0网卡
# bond网卡配置
[root@ops network-scripts]# vim ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
TYPE=bond
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.117.129
GATEWAY=192.168.117.1
NETMASK=255.255.255.0
BONDING_OPTS=”miimon=100 mode=1
BONDING_MASTER=yes
MM_CONTROLLED=no
加载bond模块
[root@ops network-scripts]# cat /etc/modprobe.d/bonding.conf
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=0 // 配置bond0的链路检查时间为100ms，模式为0，使用mode=0，负载均衡的方式
网卡开启混杂模式
[root@ops network-scripts]# chmod +x /etc/rc.local
[root@ops network-scripts]# cat /etc/rc.local
// 将已下信息添加进去
ip link set eth0 promisc on
ip link set eth1 promisc on
ip link set eth2 promisc on
重启网卡并重启主机
[root@ops network-scripts]# systemctl restart network
[root@ops network-scripts]# reboot
[root@ops network-scripts]# cat /proc/net/bonding/bond0 //查看绑定结果
Ethernet Channel Bonding Driver: 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: eth1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 1
Permanent HW addr: 00:0c:29:8d:fb:2b
Slave queue ID: 0
Slave Interface: eth0
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 1
Permanent HW addr: 00:0c:29:8d:fb:17
Slave queue ID: 0
测试绑定结果
开启另一台机器 ping 192.168.117.129
在做bond0那台机器上移除或者down掉一快网卡，ping不会丢包
# 测试
另一台机器ping 192.168.117.129
[root@ops ~]# ping 192.168.117.129
PING 192.168.117.129 (192.168.117.129) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.297 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.342 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.206 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.214 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.238 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.255 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.214 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.223 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.195 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.206 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.800 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=6 ttl=64 time=0.808 ms (DUP!)
# bond0 的机器上down 掉eth0网卡
[root@ops network-scripts]# ifdown eth0
# 另一台机器继续ping 192.168.117.129
[root@ops ~]# ping 192.168.117.129
PING 192.168.117.129 (192.168.117.129) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.520 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.188 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.169 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.197 ms
64 bytes from 192.168.117.129: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.233 ms
由此见证 down 掉一块网卡，并不影响数据通信
2.Linux-Bond讲解
2.1 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，再生产环境中是一种常用的技术。kernels 2.4.12及以后的版本均提供bonding模块，以前的版本可以通过patch实现
确定内核是否支持bonding命令：
[root@ops ~]# cat /boot/config-3.10.0-1160.el7.x86_64 | grep -i bonding
CONFIG_BONDING=m
2.2 bond6种模式：
常用的两种模式：
- mode=0 (balance-rr)
- 表示负载均衡分担route-robin，并且是轮询的方式，比如第一个包走eth0，第二个包走eth1，知道数据发送完毕
- 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
- 表示负载均衡分担route-robin，并且是轮询的方式，比如第一个包走eth0，第二个包走eth1，知道数据发送完毕
- mode=1 (active-backup)
- 表示主备模式，即同事只有一块网卡在工作
- 优点：冗余性高
- 缺点：链路利用率低，两块网卡只有一块在工作
- 表示主备模式，即同事只有一块网卡在工作
bond其他模式
-
mode=2 (balance-xor 平衡模式)
- 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，此模块提供负载平衡和容错力
- 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)
-
mode3(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。
-
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。
- 必要的条件：
- 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
- 必要的条件：
- 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。
- 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。
-
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
- 必要条件：
-
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。
- 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
Bond总结：
- IEEE802.3ad
- IEEE 802.3ad 是执行链路聚合的标准方法。从概念上讲，将多个以太网适配器聚集到单独的虚拟适配器方面与“以太通道（EtherChannel）”的功能相同，能提供更高的带宽防止发生故障。例如，ent0 和 ent1 可以聚集到称作 ent3 的 IEEE 802.3ad 链路聚合；然后用 IP 地址配置接口 ent3。系统将这些聚集的适配器作为一个适配器来考虑。因此，可以像在任何以太网适配器上一样配置它们的 IP。
mode5和mode6不需要交换机端的配置，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
