Linux雙網(wǎng)卡綁定實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡詳解

更新時(shí)間：2017年10月27日 14:09:17 作者：行走的日志

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Linux雙網(wǎng)卡綁定實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

Linux雙網(wǎng)卡綁定實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，供大家參考，具體內(nèi)容如下

系統(tǒng)環(huán)境：CentOS release 6.9 (Final)　　Linux centos6 2.6.32-696.10.1.el6.x86_64

Ubuntu系統(tǒng)下使用ifenslave進(jìn)行網(wǎng)卡配置，方法大同小異。

關(guān)閉NetworkManager

# service NetworkManager stop
# chkconfig NetworkManager off

創(chuàng)建bond0接口配置文件

# cd /etc/sysconfig/network-script/
# vim ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
IPADDR=192.168.100.106
PREFIX=24
GATEWAY=192.168.100.1
DNS1=202.103.24.68
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
USERCTL=no

修改eth0和eth1的配置

# vim ifcfg-eth0 
DEVICE=eth0
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=no

# vim ifcfg-eth1 
DEVICE=eth1
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=no

加載bonding模塊

# vim /etc/modprobe.d/bonding.conf　　#新建bonding.conf文件
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=6

說明：

miimon是用來進(jìn)行鏈路監(jiān)測的。比如：miimon=100，單位是ms(毫秒)。這里的100，是100ms，即是0.1秒。系統(tǒng)每100ms監(jiān)測一次鏈路連接狀態(tài)，如果有一條線路不通就轉(zhuǎn)入另一條線路。mode是指工作模式，總共有七種（0-6）。這兩個(gè)參數(shù)可以配置在/etc/modprobe.d/bonding.conf文件里，即options bond0 miimon=100 mode=6，或者直接寫在bond0的配置文件中，即BONDING_OPTS="mode=6 miimon=100"

重啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

# service network restart

查看bond0接口狀態(tài)

[root@centos6 ~]# cat /proc/net/bonding/bond0 
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)

Bonding Mode: adaptive load balancing
Primary Slave: None
Currently Active Slave: eth0
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: eth0
MII Status: up
Speed: 100 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 52:54:00:a9:4e:2c
Slave queue ID: 0

Slave Interface: eth1
MII Status: up
Speed: 100 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 52:54:00:91:1b:68
Slave queue ID: 0

如果多次修改過bond配置，則可能需要重啟系統(tǒng)，bond0接口狀態(tài)才會(huì)更新。

查看網(wǎng)絡(luò)接口收發(fā)狀態(tài)

# watch -n 1 ifconfig -a

bond的七種工作模式介紹

1、mode=0(balance-rr)(平衡掄循環(huán)策略)

鏈路負(fù)載均衡，增加帶寬，支持容錯(cuò)，一條鏈路故障會(huì)自動(dòng)切換正常鏈路。交換機(jī)需要配置聚合口，思科叫port channel。
特點(diǎn)：傳輸數(shù)據(jù)包順序是依次傳輸（即：第1個(gè)包走eth0，下一個(gè)包就走eth1….一直循環(huán)下去，直到最后一個(gè)傳輸完畢），此模式提供負(fù)載平衡和容錯(cuò)能力；但是如果一個(gè)連接或者會(huì)話的數(shù)據(jù)包從不同的接口發(fā)出的話，中途再經(jīng)過不同的鏈路，在客戶端很有可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)包無序到達(dá)的問題，而無序到達(dá)的數(shù)據(jù)包需要重新要求被發(fā)送，這樣網(wǎng)絡(luò)的吞吐量就會(huì)下降

2、mode=1(active-backup)(主-備份策略)

這個(gè)是主備模式，只有一塊網(wǎng)卡是active，另一塊是備用的standby，所有流量都在active鏈路上處理，交換機(jī)配置的是捆綁的話將不能工作，因?yàn)榻粨Q機(jī)往兩塊網(wǎng)卡發(fā)包，有一半包是丟棄的。
特點(diǎn)：只有一個(gè)設(shè)備處于活動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)宕掉另一個(gè)馬上由備份轉(zhuǎn)換為主設(shè)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(jī))發(fā)生混亂。此模式只提供了容錯(cuò)能力；由此可見此算法的優(yōu)點(diǎn)是可以提供高網(wǎng)絡(luò)連接的可用性，但是它的資源利用率較低，只有一個(gè)接口處于工作狀態(tài)，在有 N 個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的情況下，資源利用率為1/N

3、mode=2(balance-xor)(平衡策略)

表示XOR Hash負(fù)載分擔(dān)，和交換機(jī)的聚合強(qiáng)制不協(xié)商方式配合。（需要xmit_hash_policy，需要交換機(jī)配置port channel）
特點(diǎn)：基于指定的傳輸HASH策略傳輸數(shù)據(jù)包。缺省的策略是：(源MAC地址 XOR 目標(biāo)MAC地址) % slave數(shù)量。其他的傳輸策略可以通過xmit_hash_policy選項(xiàng)指定，此模式提供負(fù)載平衡和容錯(cuò)能力

4、mode=3(broadcast)(廣播策略)

表示所有包從所有網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)出，這個(gè)不均衡，只有冗余機(jī)制，但過于浪費(fèi)資源。此模式適用于金融行業(yè)，因?yàn)樗麄冃枰呖煽啃缘木W(wǎng)絡(luò)，不允許出現(xiàn)任何問題。需要和交換機(jī)的聚合強(qiáng)制不協(xié)商方式配合。
特點(diǎn)：在每個(gè)slave接口上傳輸每個(gè)數(shù)據(jù)包，此模式提供了容錯(cuò)能力

5、mode=4(802.3ad)(IEEE 802.3ad 動(dòng)態(tài)鏈接聚合)

表示支持802.3ad協(xié)議，和交換機(jī)的聚合LACP方式配合（需要xmit_hash_policy）.標(biāo)準(zhǔn)要求所有設(shè)備在聚合操作時(shí)，要在同樣的速率和雙工模式，而且，和除了balance-rr模式外的其它bonding負(fù)載均衡模式一樣，任何連接都不能使用多于一個(gè)接口的帶寬。

特點(diǎn)：創(chuàng)建一個(gè)聚合組，它們共享同樣的速率和雙工設(shè)定。根據(jù)802.3ad規(guī)范將多個(gè)slave工作在同一個(gè)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(xiàng)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(yīng)的，尤其考慮到在802.3ad標(biāo)準(zhǔn)43.2.4章節(jié)提及的包亂序問題。不同的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)有不同的適應(yīng)性。

必要條件：

條件1：ethtool支持獲取每個(gè)slave的速率和雙工設(shè)定
條件2：switch(交換機(jī))支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation
條件3：大多數(shù)switch(交換機(jī))需要經(jīng)過特定配置才能支持802.3ad模式

6、mode=5(balance-tlb)(適配器傳輸負(fù)載均衡)

是根據(jù)每個(gè)slave的負(fù)載情況選擇slave進(jìn)行發(fā)送，接收時(shí)使用當(dāng)前輪到的slave。該模式要求slave接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)有某種ethtool支持；而且ARP監(jiān)控不可用。

特點(diǎn)：不需要任何特別的switch(交換機(jī))支持的通道bonding。在每個(gè)slave上根據(jù)當(dāng)前的負(fù)載（根據(jù)速度計(jì)算）分配外出流量。如果正在接受數(shù)據(jù)的slave出故障了，另一個(gè)slave接管失敗的slave的MAC地址。
必要條件：ethtool支持獲取每個(gè)slave的速率

7、mode=6(balance-alb)(適配器適應(yīng)性負(fù)載均衡)

在5的tlb基礎(chǔ)上增加了rlb(接收負(fù)載均衡receive load balance).不需要任何switch(交換機(jī))的支持。接收負(fù)載均衡是通過ARP協(xié)商實(shí)現(xiàn)的.

特點(diǎn)：該模式包含了balance-tlb模式，同時(shí)加上針對(duì)IPV4流量的接收負(fù)載均衡(receive load balance, rlb)，而且不需要任何switch(交換機(jī))的支持。接收負(fù)載均衡是通過ARP協(xié)商實(shí)現(xiàn)的。bonding驅(qū)動(dòng)截獲本機(jī)發(fā)送的ARP應(yīng)答，并把源硬件地址改寫為bond中某個(gè)slave的唯一硬件地址，從而使得不同的對(duì)端使用不同的硬件地址進(jìn)行通信。來自服務(wù)器端的接收流量也會(huì)被均衡。當(dāng)本機(jī)發(fā)送ARP請(qǐng)求時(shí)，bonding驅(qū)動(dòng)把對(duì)端的IP信息從ARP包中復(fù)制并保存下來。當(dāng)ARP應(yīng)答從對(duì)端到達(dá) 時(shí)，bonding驅(qū)動(dòng)把它的硬件地址提取出來，并發(fā)起一個(gè)ARP應(yīng)答給bond中的某個(gè)slave。

使用ARP協(xié)商進(jìn)行負(fù)載均衡的一個(gè)問題是：每次廣播 ARP請(qǐng)求時(shí)都會(huì)使用bond的硬件地址，因此對(duì)端學(xué)習(xí)到這個(gè)硬件地址后，接收流量將會(huì)全部流向當(dāng)前的slave。這個(gè)問題可以通過給所有的對(duì)端發(fā)送更新（ARP應(yīng)答）來解決，應(yīng)答中包含他們獨(dú)一無二的硬件地址，從而導(dǎo)致流量重新分布。

當(dāng)新的slave加入到bond中時(shí)，或者某個(gè)未激活的slave重新激活時(shí)，接收流量也要重新分布。接收的負(fù)載被順序地分布（round robin）在bond中最高速的slave上
當(dāng)某個(gè)鏈路被重新接上，或者一個(gè)新的slave加入到bond中，接收流量在所有當(dāng)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(gè) client發(fā)起ARP應(yīng)答。下面介紹的updelay參數(shù)必須被設(shè)置為某個(gè)大于等于switch(交換機(jī))轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)的值，從而保證發(fā)往對(duì)端的ARP應(yīng)答不會(huì)被switch(交換機(jī))阻截。

必要條件：

條件1：ethtool支持獲取每個(gè)slave的速率；
條件2：底層驅(qū)動(dòng)支持設(shè)置某個(gè)設(shè)備的硬件地址，從而使得總是有個(gè)slave(curr_active_slave)使用bond的硬件地址，同時(shí)保證每個(gè)bond 中的slave都有一個(gè)唯一的硬件地址。如果curr_active_slave出故障，它的硬件地址將會(huì)被新選出來的 curr_active_slave接管其實(shí)mod=6與mod=0的區(qū)別：mod=6，先把eth0流量占滿，再占eth1，….ethX；而mod=0的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)2個(gè)口的流量都很穩(wěn)定，基本一樣的帶寬。而mod=6，會(huì)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)口流量很高，第2個(gè)口只占了小部分流量。

mode5和mode6不需要交換機(jī)端的設(shè)置，網(wǎng)卡能自動(dòng)聚合。mode4需要支持802.3ad。mode0，mode2和mode3理論上需要靜態(tài)聚合方式。

但實(shí)測中mode0可以通過mac地址欺騙的方式在交換機(jī)不設(shè)置的情況下不太均衡地進(jìn)行接收。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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