• (转载)Bonding技术指南


    原文链接:http://www.wushiqin.com/?post=68

    一、什么是网卡绑定及简单原理 

           网卡绑定也称作"网卡捆绑",就是使用多块物理网卡虚拟成为一块网卡,以提供负载均衡或者冗余,增加带宽的作用。当一个网卡坏掉时,不会影响业务。这个聚合起来的设备看起来是一个单独的以太网接口设备,也就是这几块网卡具有相同的IP地址而并行链接聚合成一个逻辑链路工作。这种技术在Cisco等网络公司中,被称为Trunking和Etherchannel 技术,在Linux的2.4.x的内核中把这种技术称为bonding。

      

    二、技术分类

    1. 负载均衡 

    对于bonding的网络负载均衡是我们在文件服务器中常用到的,比如把三块网卡,当做一块来用,解决一个IP地址,流量过大,服务器网络压力过大的问题。 对于文件服务器来说,比如NFS或SAMBA文件服务器,没有任何一个管理员会把内部网的文件服务器的IP地址弄很多个来解决网络负载的问题。如果在内网中,文件服务器为了管理和应用上的方便,大多是用同一个IP地址。对于一个百M的本地网络来说,文件服务器在多 个用户同时使用的情况下,网络压力是极大的,特别是SAMABA和NFS服务器。为了解决同一个IP地址,突破流量的限制,毕竟网线和网卡对数据的吞吐量是有限制的。如果在有限的资源的情况下,实现网络负载均衡,最好的办法就是 bonding。

    2. 网络冗余 

    对于服务器来说,网络设备的稳定也是比较重要的,特别是网卡。在生产型的系统中,网卡的可靠性就更为重要了。在生产型的系统中,大多通过硬件设备的冗余来提供服务器的可靠性和安全性,比如电源。bonding 也能为网卡提供冗余的支持。把多块网卡绑定到一个IP地址,当一块网卡发生物理性损坏的情况下,另一块网卡自动启用,并提供正常的服务,即:默认情况下只有一块网卡工作,其它网卡做备份。


    三、bonding负载均衡和网络冗余技术的现实

    1. 网络环境 

    [root@web-31 ~]# cat /etc/issue
    CentOS release 6.3 (Final)
    Kernel 
     on an m
    [root@web-31 ~]# getconf LONG_BIT
    64
    [root@web-31 ~]# ip a |grep -v lo
    2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
        inet 172.28.2.31/24 brd 172.28.2.255 scope global em1
    3: em2: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    4: em3: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    5: em4: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:06 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    PS : 使用四块网卡进行bonding绑定:em1、em2、em3、em4

    2. 检查bonding环境 

    有如下方法检测:

    [root@web-31 ~]# modinfo bonding |grep bonding.ko
    filename:       /lib/modules/2.6.32-279.5.2.el6.centos.plus.x86_64/kernel/drivers/net/bonding/bonding.ko
    
    [root@web-31 ~]# modprobe -l bond*
    kernel/drivers/net/bonding/bonding.ko

    3. 加载bonding模块 

    [root@web-31 ~]# lsmod | grep 'bonding'
    [root@web-31 ~]# modprobe bonding
    WARNING: Deprecated config file /etc/modprobe.conf, all config files belong into /etc/modprobe.d/.

    PS: 加载模块时,发出警告,意思是:当前内核版本已经弃用配置文件/etc/modprobe.conf,所有的配置文件属于/etc/modprobe.d,也就是说,以后的加载模块要写入到配置文件时要写到/etc/modprobe.conf这个配置文件中!因此,这里bonding的模块配置文件也要独立一个配置文件!

    [root@web-31 ~]# lsmod | grep 'bonding'
    bonding               127806  0
    ipv6                  322637  167 bonding
    8021q                  25941  1 bonding

    开机自动加载模块到内核:

    echo 'modprobe bonding &> /dev/null' >> /etc/rc.local

    4. 创建虚拟网卡配置文件 

    cd /etc/sysconfig/network-scripts/
    cat >> ifcfg-bond0 << EOF
    DEVICE=bond0
    ONBOOT=yes
    BOOTPROTO=static
    IPADDR=172.28.2.31
    BROADCAST=172.28.2.255
    NETMASK=255.255.255.0
    GATEWAY=172.28.2.1
    USERCTL=no
    TYPE=Ethernet
    EOF

    5. 修改真实网卡配置文件 

    mv ifcfg-em1 ifcfg-em1.bak
    mv ifcfg-em2 ifcfg-em2.bak
    mv ifcfg-em3 ifcfg-em3.bak
    mv ifcfg-em4 ifcfg-em4.bak

    em1配置文件内容:

    cat >> ifcfg-em1 << EOF
    DEVICE="em1"
    ONBOOT="yes"
    BOOTPROTO="none"
    USERCTL="no"
    MASTER="bond0"
    SLAVE="yes"
    EOF

    em2配置文件内容:

    cat >> ifcfg-em2 << EOF
    DEVICE="em2"
    ONBOOT="yes"
    BOOTPROTO="none"
    USERCTL="no"
    MASTER="bond0"
    SLAVE="yes"
    EOF

    em3配置文件内容:

    cat >> ifcfg-em3 << EOF
    DEVICE="em3"
    ONBOOT="yes"
    BOOTPROTO="none"
    USERCTL="no"
    MASTER="bond0"
    SLAVE="yes"
    EOF

    em4配置文件内容:

    cat >> ifcfg-em4 << EOF
    DEVICE="em4"
    ONBOOT="yes"
    BOOTPROTO="none"
    USERCTL="no"
    MASTER="bond0"
    SLAVE="yes"
    EOF

    6. 编辑模块载入配置文件,让系统支持bonding 

    cat >> /etc/modprobe.d/bonding.conf <<EOF
    #/etc/modprobe.conf
    alias bond0 bonding
    options bond0 miimon=100 mode=4 lacp_rate=1
    EOF

    PS :

    a. mode=4 这里我采用这种模式,总共有0,1,2,3,4,5,6七种模式,文章后面会详细介绍这七种模式!

      此模式下所以网卡共用一个MAC地址,后面结果会有验证!

    b. miimon是用来进行链路监测的,如:miimon=100,那么系统每100ms监测一次链路连接状态,如果有一条线路不通就转入另一条线路;

    c. bonding只能提供链路监测,即从主机到交换机的链路是否接通。如果只是交换机对外的链路down掉了,而交换机本身并没有故障,那么bonding会认为链路没有问题而继续使用。

    7. 重启服务器或重启网络进行测试 

    [root@liuhe038 ~]# service network restart
    [root@liuhe038 ~]# ip a |grep -v lo
    2: em1: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master bond0 state UP qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    3: em2: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master bond0 state UP qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    4: em3: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master bond0 state UP qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    5: em4: <BROADCAST,MULTICAST,SLAVE,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq master bond0 state UP qlen 1000
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    6: bond0: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
        link/ether f0:4d:a2:3e:57:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
        inet 172.28.2.38/24 brd 172.28.2.255 scope global bond0
        inet6 fe80::f24d:a2ff:fe3f:23c0/64 scope link
           valid_lft forever preferred_lft forever
    [root@liuhe038 ~]#

     PS: 生产服务器下,测试略!mode=4这种模式要配置交换机相应端口开启链路聚合!

     四、对于mode七种模式的简单介绍 

    mode=0 : 可实现网络负载均衡和网络冗余,采用平衡轮循策略(balance-rr)。

    此模式的特点:

    a. 所以网卡都工作,传输数据包顺序是依次传输,也就是说第1个包经过eth0,下一个包就经过eth1,一直循环下去,直到最后一个包传输完毕。

    b. 此模式对于同一连接从不同的接口发出的包,中途传输过程中再经过不同的链接,在客户端很有可能会出现数据包无序到达的问题,而无序到达的数据包需要重新要求被发送,这样网络的吞吐量就会下降。

    c. 与网卡相连的交换必须做特殊配置( 这两个端口应该采取聚合方式),因为做bonding的这两块网卡是使用同一个MAC地址

    mode=1:只实现网络冗余,采用主-备份策略(active/backup)。

    此模式的特点:

    a. 此模式下只有一块网卡正常工作,另外的网卡都是备份用状态,当另外一块网卡坏掉后另一块网卡马上由备份转换为主。

    b. 此模式好处是可以提供高网络连接的可用性,但是它的资源利用率较低,只有一个接口处于工作状态。

    mode=2:可模式提供负载平衡和容错能力,采用平衡策略(balance-xor)。

    此模式的特点:基于指定的传输HASH策略传输数据包,这种模式用得相对少!

     mode=3:只提供容错能力,采用广播策略。

    此模式特点:在每个slave接口上传输每个数据包。

    mode=4:IEEE 802.3ad 动态链接聚合,使用lagp协议,可以带宽翻倍增加!

    此模式的特点:

    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。


    用此模式必要条件:
    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IEEE 802.3ad 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:采用适配器传输负载均衡(balance-tlb)

    此模式特点:

    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。
    该模式的必要条件:ethtool支持获取每个slave的速率

    mode=6:可实现网络负载均衡和网络冗余,采用load balancing (round-robin)方式。

    此模式的特点:

    a. 两块网卡都处于工作状态,但各网卡的MAC地址是不一样

    b. 该模式下无需配置交换机,因为做bonding的这两块网卡是使用不同的MAC地址。

    这种模式是所最复杂的,不再详细介绍!

    五、总结

    生产中常用的是第 0,1,6,4这几中模式

    如果实现简单的负载均衡可以采用 mode=0或mode=6(注意区别mode=0和mode=6两种模式的区别)

    如果实现简单的网络冗余可以采用 mode=1(此模式可以用VM虚拟机模拟)

    本文出自 http://qiuzhijun.blog.51cto.com/2238445/1030710

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lichmama/p/4159514.html
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