Samba、Nfs这种共享文件系统,网络的吞吐量非常大,就造成网卡的压力很大,网卡bond是通过把多个物理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,具体的功能取决于采用的哪种模式。  

一、bond的七种模式介绍:
1、mode=0(balance-rr)(平衡抡循环策略)

链路负载均衡,增加带宽,支持容错,一条链路故障会自动切换正常链路。交换机需要配置聚合口,思科叫port channel。
特点:传输数据包顺序是依次传输(即:第1个包走eth0,下一个包就走eth1….一直循环下去,直到最后一个传输完毕),此模式提供负载平衡和容错能力;但是我们知道如果一个连接
或者会话的数据包从不同的接口发出的话,中途再经过不同的链路,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

2、mode=1(active-backup)(主-备份策略)
这个是主备模式,只有一块网卡是active,另一块是备用的standby,所有流量都在active链路上处理,交换机配置的是捆绑的话将不能工作,因为交换机往两块网卡发包,有一半包是丢弃的。
特点:只有一个设备处于活动状态,当一个宕掉另一个马上由备份转换为主设备。mac地址是外部可见得,从外面看来,bond的MAC地址是唯一的,以避免switch(交换机)发生混乱。
此模式只提供了容错能力;由此可见此算法的优点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,在有 N 个网络接口的情况下,资源利用率为1/N

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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receive load 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(receive load 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。
必要条件:
条件1:ethtool支持获取每个slave的速率;
条件2:底层驱动支持设置某个设备的硬件地址,从而使得总是有个slave(curr_active_slave)使用bond的硬件地址,同时保证每个bond 中的slave都有一个唯一的硬件地址。如果curr_active_slave出故障,它的硬件地址将会被新选出来的 curr_active_slave接管
其实mod=6与mod=0的区别:mod=6,先把eth0流量占满,再占eth1,….ethX;而mod=0的话,会发现2个口的流量都很稳定,基本一样的带宽。而mod=6,会发现第一个口流量很高,第2个口只占了小部分流量。

 

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。
但实测中mode0可以通过mac地址欺骗的方式在交换机不设置的情况下不太均衡地进行接收。

二、bond的配置实例
1、首先要看linux是否支持bonding,大部分发行版都支持

# modinfo bonding |more
filename:       /lib/modules/2.6.32-431.el6.x86_64/kernel/drivers/net/bonding/bonding.ko
author:         Thomas Davis, tadavis@lbl.gov and many others
description:    Ethernet Channel Bonding Driver, v3.6.0
version:        3.6.0
license:        GPL
srcversion:     353B1DC123506708446C57B
depends:        8021q,ipv6
vermagic:       2.6.32-431.el6.x86_64 SMP mod_unload modversions

如输出以上信息,则说明支持bonding,如果没有,说明内核不支持bonding,需要重新编译内核

2、网卡配置文件
两个物理网口分别是:eth0,eth1 绑定后的虚拟口是:bond0

[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 
DEVICE=eth0
HWADDR=EC:F4:BB:DC:4C:0C
TYPE=Ethernet
UUID=669f0694-9c52-4792-bd67-22c9d2c17acb
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
HWADDR=EC:F4:BB:DC:4C:0D
TYPE=Ethernet
UUID=1d2f30f4-b3f0-41a6-8c37-54f03115f7bd
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=no
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@jacken ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
NAME='System bond0'
TYPE=Ethernet
NM_CONTROLLED=no
USERCTL=no
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
BONDING_OPTS='mode=1 miimon=100'
IPV6INIT=no

开机自动加载模块到内核

#echo 'alias bond0 bonding' >> /etc/modprobe.d/dist.conf
#echo 'options bonding mode=0 miimon=200' >> /etc/modprobe.d/dist.conf
#echo 'ifenslave bond0 eth0 eth1' >>/etc/rc.local

miimon=100
每100毫秒 (即0.1秒) 监测一次路连接状态,如果有一条线路不通就转入另一条线路; Linux的多网卡绑定功能使用的是内核中的"bonding"模块
如果修改为其它模式,只需要在BONDING_OPTS中指定mode=Number即可。USERCTL=no --是否允许非root用户控制该设备

查看bond0状态:可以看到调用的是哪几个物理网卡
#cat /proc/net/bonding/bond0

[root@compute05 ~]#  cat /proc/net/bonding/bond0
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)
Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: eth1
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: ec:f4:bb:dc:4c:0c
Slave queue ID: 0
Slave Interface: eth1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: ec:f4:bb:dc:4c:0d
Slave queue ID: 0

三、扩展

上边是两个网卡(eth0、eth1)绑定成一个bond0,如果我们要设置多个bond口,比如物理网口eth0和eth1组成bond0,eth2和eth3组成bond1,那么网口设置文件的设置方法和上面
是一样的,只是/etc/modprobe.d/dist.conf文件就不能叠加了。正确的设置方法有两种:
1、第一种

alias bond0 bonding
alias bond1 bonding
options bonding max_bonds=2 miimon=200 mode=1

这样所有的绑定只能使用一个mode了。

2、第二种

alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=1
install bond1 /sbin/modprobe bonding -o bond1 miimon=100 mode=0
install bond2 /sbin/modprobe bonding -o bond2 miimon=100 mode=1
install bond3 /sbin/modprobe bonding -o bond3 miimon=100 mode=0

这种方式不同的bond口可以设定为不同的mode,注意开机自动启动/etc/rc.d/rc.local文件的设置

ifenslave bond0 eth0 eth1
ifenslave bond1 eth2 eth3
ifenslave bond2 eth4 eth5
ifenslave bond3 eth6 eth7