北京艾銻無限告訴您：Linux下網卡聚合綁定的七種模式

2020-02-14 16:09 作者：admin 瀏覽量：

 
這次的肺炎疫情對中國的中小企業將會是沉重的打擊，據釘釘和微信兩個辦公平臺數據統計現有2億左右的人在家遠程辦公，那么對于中小企業的員工來說不懂IT技術將會讓他們面臨的最大挑戰和困難。
 
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北京艾銻無限告訴您：Linux下網卡聚合綁定的七種模式
 
在Linux下網卡聚合綁定的模式有七種：(0~6) bond0、bond1、bond2、bond3、bond4、bond5、bond6
 
常用的有三種：
mode=0：平衡負載模式，有自動備援，但需要”Switch”支援及設定。
mode=1：自動備援模式，其中一條線若斷線，其他線路將會自動備援。
mode=6：平衡負載模式，有自動備援，不必”Switch”支援及設定。
 
需要說明的是如果想做成mode 0的負載均衡,僅僅設置這里options bond0 miimon=100 mode=0是不夠的,與網卡相連的交換機必須做特殊配置（這兩個端口應該采取聚合方式），因為做bonding的這兩塊網卡是使用同一個MAC地址.從原理分析一下（bond運行在mode 0下）：mode 0下bond所綁定的網卡的IP都被修改成相同的mac地址，如果這些網卡都被接在同一個交換機，那么交換機的arp表里這個mac地址對應的端口就有多 個，那么交換機接受到發往這個mac地址的包應該往哪個端口轉發呢？正常情況下mac地址是全球唯一的，一個mac地址對應多個端口肯定使交換機迷惑了。所以 mode0下的bond如果連接到交換機，交換機這幾個端口應該采取聚合方式（cisco稱為 ethernetchannel，foundry稱為portgroup），因為交換機做了聚合后，聚合下的幾個端口也被捆綁成一個mac地址.我們的解 決辦法是，兩個網卡接入不同的交換機即可。mode6模式下無需配置交換機，因為做bonding的這兩塊網卡是使用不同的MAC地址。
 
七種bond模式說明：
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，直到最后一個傳輸完畢），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：只有一個設備處于活動狀態，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，只有一個接口處于工作狀態，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：基于指定的傳輸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選舉是基于傳輸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，并不是所有的傳輸策略都是802.3ad適應的，尤其考慮到在802.3ad標準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，并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。
來自服務器端的接收流量也會被均衡。當本機發送ARP請求時，bonding驅動把對端的IP信息從ARP包中復制并保存下來。當ARP應答從對端到達 時，bonding驅動把它的硬件地址提取出來，并發起一個ARP應答給bond中的某個slave。使用ARP協商進行負載均衡的一個問題是：每次廣播 ARP請求時都會使用bond的硬件地址，因此對端學習到這個硬件地址后，接收流量將會全部流向當前的slave。這個問題可以通過給所有的對端發送更新 （ARP應答）來解決，應答中包含他們獨一無二的硬件地址，從而導致流量重新分布。當新的slave加入到bond中時，或者某個未激活的slave重新 激活時，接收流量也要重新分布。接收的負載被順序地分布（round robin）在bond中最高速的slave上
當某個鏈路被重新接上，或者一個新的slave加入到bond中，接收流量在所有當前激活的slave中全部重新分配，通過使用指定的MAC地址給每個 client發起ARP應答。下面介紹的updelay參數必須被設置為某個大于等于switch(交換機)轉發延時的值，從而保證發往對端的ARP應答 不會被switch(交換機)阻截。
必要條件：
條件1：ethtool支持獲取每個slave的速率；
條件2：底層驅動支持設置某個設備的硬件地址，從而使得總是有個slave(curr_active_slave)使用bond的硬件地址，同時保證每個bond 中的slave都有一個唯一的硬件地址。如果curr_active_slave出故障，它的硬件地址將會被新選出來的 curr_active_slave接管
其實mod=6與mod=0的區別：mod=6，先把eth0流量占滿，再占eth1，….ethX；而mod=0的話，會發現2個口的流量都很穩定，基本一樣的帶寬。而mod=6，會發現第一個口流量很高，第2個口只占了小部分流量