Linux中實現多網卡綁定

1、什麼是bonding？
Linux bonding 驅動提供了一個把多個網絡接口設備捆綁為單個的網絡接口設置來使用，用於網絡負載均衡及網絡冗余；
Linux雙網卡綁定實現就是使用兩塊網卡虛擬成為一塊網卡，這個聚合起來的設備看起來是一個單獨的以太網接口設備，通俗點講就是兩塊網卡具有相同的IP地址而並行鏈接聚合成一個邏輯鏈路工作。

2、bonding技術功能作用？
bonding主要用於兩個方向：
a、實現負載均衡；
通過bonding技術，將網絡的業務流量平均分配到不同的服務器和網絡設備上去，以減輕單台服務器和網絡設備的負擔，從而提高整個系統的效率。

b、實現網絡冗余；

在網絡中，網絡設備的可靠性是尤為重要的，特別是網卡；通過實現網絡冗余，我們可以大大提高網絡的可靠性和安全性；在生產型的系統中，大多通過硬件設備的冗余來提供服務器的可靠性和安全性；

3、bonding的模式：
第一種模式：mod=0 ，即：(balance-rr) Round-robin policy（平衡掄循環策略）
特點：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；但是我們知道如果一個連接或者會話的數據包從不同的接口發出的話，中途再經過不同的鏈路，在客戶端很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需要重新要求被發送，這樣網絡的吞吐量就會下降
第二種模式：mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-備份策略）
特點：只有一個設備處於活動狀態，當 一個宕掉另一個馬上由備份轉換為主設備。mac地址是外部可見得，從外面看來，bond的MAC地址是唯一的，以避免switch(交換機)發生混亂。此模式只提供了容錯能力；由此可見此算法的優點是可以提供高網絡連接的可用性，但是它的資源利用率較低，只有一個接口處於工作狀態，在有 N 個網絡接口的情況下，資源利用率為1/N
第三種模式：mod=2，即：(balance-xor) XOR policy（平衡策略）
特點：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。其他的傳輸策略可以通過xmit_hash_policy選項指定，此模式提供負載平衡和容錯能力
第四種模式：mod=3，即：broadcast（廣播策略）
特點：在每個slave接口上傳輸每個數據包，此模式提供了容錯能力
第五種模式：mod=4，即：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 動態鏈接聚合）
特點：創建一個聚合組，它們共享同樣的速率和雙工設定。根據802.3ad規范將多個slave工作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，該策略可以通過xmit_hash_policy選項從缺省的XOR策略改變到其他策略。需要注意的是，並不是所有的傳輸策略都是802.3ad適應的，尤其考慮到在802.3ad標准43.2.4章節提及的包亂序問題。不同的實現可能會有不同的適應性。
必要條件：
條件1：ethtool支持獲取每個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)需要經過特定配置才能支持802.3ad模式
第六種模式：mod=5，即：(balance-tlb) Adaptive transmit load balancing（適配器傳輸負載均衡）
特點：不需要任何特別的switch(交換機)支持的通道bonding。在每個slave上根據當前的負載（根據速度計算）分配外出流量。如果正在接受數據的slave出故障了，另一個slave接管失敗的slave的MAC地址。
該模式的必要條件：ethtool支持獲取每個slave的速率
第七種模式：mod=6，即：(balance-alb) Adaptive load balancing（適配器適應性負載均衡）
特點：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)，而且不需要任何switch(交換機)的支持。接收負載均衡是通過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為bond中某個slave的唯一硬件地址，從而使得不同的對端使用不同的硬件地址進行通信。

案例 - 1：

1、實驗說明：

某公司中的服務器，為了實現通信的負載平衡和容錯能力，准備使用bonding技術實現多塊網卡的負載均衡；

2、拓撲圖：

3、環境搭建：

4、實驗步驟：

1）給網卡配置相應的參數；

配置網卡eth0參數：

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-eth0

1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]

2 DEVICE=eth0

3 BOOTPROTO=dhcp

4 ONBOOT=yes

配置網卡eth1參數：

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-eth1

1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]

2 DEVICE=eth1

3 BOOTPROTO=dhcp

4 ONBOOT=yes

2）配置虛擬網絡接口配置文件；

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-bond0

1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]

2 DEVICE=bond0

3 BOOTPROTO=none

4 IPADDR=192.168.10.2

5 NETMASK=255.255.255.0

6 ONBOOT=yes

3）編輯模塊載入配置文件，開機自動加載bonding模塊到內核

[root@localhost ~]# vim /etc/modprobe.conf

miimon是用來進行鏈路監測的；
miimon=100 表示每100ms監控一次；
mode的值表示工作模式；
mode=0 表示bonding使用負載均衡方式；

4）指出bond0所綁定的網卡：

[root@localhost ~]# vim /etc/rc.local

5、測試：

當eth0 和 eth1 都啟用時，查看內核中網卡綁定的情況：

測試連通性：

當斷開eth0後：

將無法連通：

查看內核中網卡綁定的情況：

若斷開eth1：

出現丟包現象，片刻又回復連通狀態：

查看內核中網卡綁定的情況：

6、實驗小結：

在配置eth0和eth1網卡參數時建議不要指定MAC地址；
在配置bond0虛擬網絡接口時建議不要指定MAC地址；
負載均衡模式下，雖然提供負載平衡和容錯能力；但是我們知道如果一個連接或者會話的數據包從不同的接口發出的話，中途再經過不同的鏈路，在客戶端很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需要重新要求被發送，這樣網絡的吞吐量就會下降。

案例 - 2

1、實驗說明：

某公司中的服務器，為了實現高可用性，准備使用bonding技術實現網絡冗余；

2、拓撲圖：

3、環境搭建：

4、實驗步驟：

1）給網卡配置相應的參數；

配置網卡eth0參數：

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-eth0

1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]

2 DEVICE=eth0

3 BOOTPROTO=dhcp

4 ONBOOT=yes

配置網卡eth1參數：

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-eth1

1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]

2 DEVICE=eth1

3 BOOTPROTO=dhcp

4 ONBOOT=yes

2）配置虛擬網絡接口配置文件；

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-bond0

1 # Advanced Micro Devices [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE]

2 DEVICE=bond0

3 BOOTPROTO=none

4 IPADDR=192.168.10.2

5 NETMASK=255.255.255.0

6 ONBOOT=yes

3）編輯模塊載入配置文件，開機自動加載bonding模塊到內核

[root@localhost ~]# vim /etc/modprobe.conf

miimon是用來進行鏈路監測的；

miimon=100 表示每100ms監控一次；

mode的值表示工作模式；

mode=1 表示bonding使用備份模式；

4）指出bond0所綁定的網卡：

[root@localhost ~]# vim /etc/rc.local

5、測試：

當eth0 和 eth1 都啟用時，查看內核中網卡綁定的情況：

使用外部主機ping 測試連通性：

斷開eth0網卡：

發現有一條ping命令丟包了：

查看此時內核中網卡綁定的情況：

6、實驗小結：

在配置eth0和eth1網卡參數時建議不要指定MAC地址；
在配置bond0虛擬網絡接口時建議不要指定MAC地址；
由此可見此模式的優點是可以提供高網絡連接的可用性，但是它的資源利用率較低，只有一個接口處於工作狀態，在有 N 個網絡接口的情況下，資源利用率為1/N