Linux双网卡绑定bond详解--单网卡绑定多个IP

2022-09-07 17:36:22

Linux双网卡绑定bond详解

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，在生产场景中是一种常用的技术。Kernels 2.4.12及以后的版本均供bonding模块，以前的版本可以通过patch实现。可以通过以下命令确定内核是否支持 bonding：

[root@lixin network-scripts]#cat /boot/config-2.6.32-573.el6.x86_64 |grep -i bonding

CONFIG_BONDING=m

[root@lixin network-scripts]#

2 bond的模式

bond的模式常用的有两种：

mode=0（balance-rr）

表示负载分担round-robin，并且是轮询的方式比如第一个包走eth0，第二个包走eth1，直到数据包发送完毕。

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

mode=1（active-backup）

表示主备模式，即同时只有1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1块在工作

bond其他模式：

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

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

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

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

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。

bond模式小结：

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。

3 配置bond

测试环境：

[root@lixin ~]# cat/etc/redhat-release

CentOS release 6.7 (Final)

[root@lixin ~]# uname -r

2.6.32-573.el6.x86_64

[root@lixin~]#

1、配置物理网卡

[root@lixin network-scripts]#cat ifcfg-eth0

DEVICE=eth0

TYPE=Ethernet

ONBOOT=yes

BOOTPROTO=none

MASTER=bond0

SLAVE=yes //可以没有此字段，就需要开机执行ifenslave bond0 eth0 eth1命令了。

[root@lixin network-scripts]#

[root@lixin network-scripts]#cat ifcfg-eth1

DEVICE=eth1

TYPE=Ethernet

ONBOOT=yes

BOOTPROTO=none

MASTER=bond0

SLAVE=yes

[root@lixin network-scripts]#

2、配置逻辑网卡bond0

[root@lixin network-scripts]#cat ifcfg-bond0 //需要我们手工创建

DEVICE=bond0

TYPE=Ethernet

ONBOOT=yes

BOOTPROTO=static

IPADDR=10.0.0.10

NETMASK=255.255.255.0

DNS2=4.4.4.4

GATEWAY=10.0.0.2

DNS1=10.0.0.2

[root@lixin network-scripts]#

由于没有这个配置文件我们可以使用拷贝一个ifcfg-eth1来用：cp ifcfg-{eth0,bond1}

3、加载模块，让系统支持bonding

[root@lixin ~]# cat/etc/modprobe.conf //不存在的话，手动创建（也可以放在modprobe.d下面）

alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=0

[root@lixin ~]#

配置bond0的链路检查时间为100ms，模式为0。

注意：

linux网卡bonging的备份模式实验在真实机器上做完全没问题（前提是linux内核支持），但是在vmware workstation虚拟中做就会出现如下图问题。

Linux双网卡绑定bond详解--单网卡绑定多个IP

配置完成后出现如上图问题，但是bond0能够正常启动也能够正常使用，只不过没有起到备份模式的效果。当使用ifdown eth0后，网络出现不通现象。

内核文档中有说明：bond0获取mac地址有两种方式,一种是从第一个活跃网卡中获取mac地址，然后其余的SLAVE网卡的mac地址都使用该mac地址；另一种是使用fail_over_mac参数，是bond0使用当前活跃网卡的mac地址，mac地址或者活跃网卡的转换而变。

既然vmware workstation不支持第一种获取mac地址的方式，那么可以使用fail_over_mac=1参数，所以这里我们添加fail_over_mac=1参数

[root@lixin etc]# cat/etc/modprobe.d/modprobe.conf

alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=0fail_over_mac=1

[root@lixin etc]#

4、加载bond module

1	`[root@lixin etc]# modprobe bonding`

5、查看绑定结果

[root@lixin etc]# cat/proc/net/bonding/bond0

Ethernet Channel BondingDriver: 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: eth0

MII Status: up

Speed: 1000 Mbps

Duplex: full

Link Failure Count: 0

Permanent HW addr:00:50:56:28:7f:51

Slave queue ID: 0

Slave Interface: eth1

MII Status: up

Speed: 1000 Mbps

Duplex: full

Link Failure Count: 0

Permanent HW addr:00:50:56:29:9b:da

Slave queue ID: 0

[root@lixin etc]#

4 测试bond

由于使用的是mode=0，负载均衡的方式，这时我们ping百度，然后断开一个网卡，此时ping不会中断。

[root@lixin etc]# pingbaidu.com

PING baidu.com (111.13.101.208)56(84) bytes of data.

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=1 ttl=128 time=10.6 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=2 ttl=128 time=9.05 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=3 ttl=128 time=11.7 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=4 ttl=128 time=7.93 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=5 ttl=128 time=9.50 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=6 ttl=128 time=7.17 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=7 ttl=128 time=21.2 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=8 ttl=128 time=7.46 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=9 ttl=128 time=7.82 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=10 ttl=128 time=8.15 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=11 ttl=128 time=6.89 ms

64 bytes from 111.13.101.208: icmp_seq=12ttl=128 time=8.33 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=13 ttl=128 time=8.65 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=14 ttl=128 time=7.16 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=15 ttl=128 time=9.31 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=16 ttl=128 time=10.5 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=17 ttl=128 time=7.61 ms

64 bytes from 111.13.101.208:icmp_seq=18 ttl=128 time=10.2 ms

^C

--- baidu.com ping statistics---

18 packets transmitted, 18received, 0% packet loss, time 17443ms

rtt min/avg/max/mdev = 6.899/9.417/21.254/3.170 ms

//用另一个终端手动关闭eth0网卡，ping并没有中断

[root@lixin etc]# !ca

cat /proc/net/bonding/bond0

Ethernet Channel BondingDriver: 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: eth0

MII Status: down

Speed: Unknown

Duplex: Unknown

Link Failure Count: 1

Permanent HW addr:00:50:56:28:7f:51

Slave queue ID: 0

Slave Interface: eth1

MII Status: up

Speed: 1000 Mbps

Duplex: full

Link Failure Count: 0

Permanent HW addr:00:50:56:29:9b:da

Slave queue ID: 0

[root@lixin etc]#

//查看bond0状态，发现eth0，down了，但是bond正常

Linux网卡配置与绑定

Redhat Linux的网络配置，基本上是通过修改几个配置文件来实现的，虽然也可以用ifconfig来设置IP，用route来配置默认网关，用hostname来配置主机名，但是重启后会丢失。

相关的配置文件

/ect/hosts 配置主机名和IP地址的对应

/etc/sysconfig/network 配置主机名和网关

/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 eth0配置文件，eth1则文件名为ifcfg-eth1，以此类推

一、网卡配置

假设我们要配置主机名为test，eth0的IP地址192.168.168.1/24，网关地址192.168.168.250

则/etc/sysconfig/network文件内容如下：

NETWORKING=yes
HOSTNAME=test
GATEWAY=192.168.168.250

eth0对应的配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0内容如下：

DEVICE=eth0
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.168.1
NETMASK=255.255.255.0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes

二、单网卡绑定多个IP

有时，我们需要在一块网卡上配置多个IP，例如，在上面的例子中，我们还需要为eth0配置IP 192.168.168.2和192.168.168.3。那么需要再在/etc/sysconfig/network-scripts下新建两个配置文件：

ifcfg-eth0:0内容如下：

DEVICE=eth0:0
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.168.2
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes

ifcfg-eth0:1内容如下：

DEVICE=eth0:1
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.168.3
NETMASK=255.255.255.0
ONBOOT=yes

三、多个网卡绑定成一块虚拟网卡

为了提供网络的高可用性，我们可能需要将多块网卡绑定成一块虚拟网卡对外提供服务，这样即使其中的一块物理网卡出现故障，也不会导致连接中断。比如我们可以将eth0和eth1绑定成虚拟网卡bond0

首先在/etc/sysconfig/network-scripts/下创建虚拟网卡bond0的配置文件ifcfg-bond0，内容如下

DEVICE=bond0
BOOTPROTO=none
BROADCAST=192.168.168.255
IPADDR=192.168.168.1
NETMASK=255.255.255.0
NETWORK=192.168.168.0
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet
GATEWAY=192.168.168.250
USERCTL=no

然后分别修改eth0和eth1的配置文件
ifcfg-eth0内容：

DEVICE=eth0
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
USERCTL=no
MASTER=bond0
SLAVE=yes

ifcfg-eth1内容

DEVICE=eth1
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
USERCTL=no
MASTER=bond0
SLAVE=yes

因为linux的虚拟网卡是在内核模块中实现的，所以需要安装的时候已经装好该module。在/etc/modules.conf文件中添加如下内容（如果没有该文件，则新建一个）：

alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=1 primary=eth0

其中miimon=100表示每100ms检查一次链路连接状态，如果不通则会切换物理网卡
mode=1表示主备模式，也就是只有一块网卡是active的，只提供失效保护。如果mode=0则是负载均衡模式的，所有的网卡都是active，还有其他一些模式很少用到
primary=eth0表示主备模式下eth0为默认的active网卡

miimon是毫秒数，每100毫秒触发检测线路稳定性的事件。
mode 是ifenslave的工作状态。
一共有7种方式：
=0： (balance-rr) Round-robin policy: （平衡抡循环策略）：传输数据包顺序是依次传输，直到最后一个传输完毕，此模式提供负载平衡和容错能力。
=1： (active-backup) Active-backup policy:（主-备份策略）：只有一个设备处于活动状态。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。此模式提供了容错能力。
=2：(balance-xor) XOR policy:（平衡策略）：传输根据原地址布尔值选择传输设备。此模式提供负载平衡和容错能力。
=3：(broadcast) broadcast policy: （广播策略）：将所有数据包传输给所有接口。此模式提供了容错能力。
=4：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation. IEEE 802.3ad 动态链接聚合：创建共享相同的速度和双工设置的聚合组。（我不是太懂。）
=5：(balance-tlb) Adaptive transmit load balancing（适配器传输负载均衡）:没有特殊策略，第一个设备传不通就用另一个设备接管第一个设备正在处理的mac地址，帮助上一个传。
=6：(balance-alb) Adaptive load balancing: （适配器传输负载均衡）：大致意思是包括mode5，bonding驱动程序截获 ARP 在本地系统发送出的请求，用其中之一的硬件地址覆盖从属设备的原地址。就像是在服务器上不同的人使用不同的硬件地址一样。

这些选项可以用命令：# modinfo bonding 来查看

最后，在/etc/rc.local中加入

modprobe bonding miimon=100 mode=1

重启机器后可以看到虚拟网卡已经生效，可以通过插拔两个物理网卡的网线来进行测试，不过linux中网卡接管的时间好象比较长

from:http://www.360doc.com/content/10/1016/14/1317564_61486325.shtml

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需要说明的是如果想做成负载均衡,仅仅设置这里modprode bonding miimon=100 mode=0是不够的,还需要设置交换机的端口.

从原理分析一下（bond运行在mode 0下）：
mode 0下bond所绑定的网卡的IP都被修改成一样的mac地址，如果这些网卡都被接在同一个交换机，那么交换机的arp表里这个mac地址对应的端口就有多个，那么交换机接受到发往这个mac地址的包应该往哪个端口转发呢？正常情况下mac地址是全球唯一的，一个mac地址对应多个端口肯定使交换机迷惑了。
所以mode0下的bond如果连接到交换机，交换机这几个端口应该采取聚合方式（cisco称为ethernetchannel，foundry称为portgroup），因为交换机做了聚合后，聚合下的几个端口也被捆绑成一个mac地址
由于家里没有三层交换机,这里的试验留给网友自行验证了.

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在 /etc/rc.local 文件里加上一行：

/root/bonding.sh

bonding.sh文件内容：

#!/bin/sh
modprobe -r bonding
modprobe bonding miimon=100 mode=6
ifconfig bond0 172.16.96.46 netmask 255.255.248.0 up
route add default gw 172.16.100.1 bond0
#ifenslave bond0 eth0 eth1 eth2 eth3 eth4 eth5
ifenslave bond0 eth0 eth1 
service network restart

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Linux网卡配置与绑定

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