Linux雙網(wǎng)卡綁定實現(xiàn)負載均衡詳解

更新時間：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介紹了Linux雙網(wǎng)卡綁定實現(xiàn)負載均衡，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

Linux雙網(wǎng)卡綁定實現(xiàn)負載均衡，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)

鏈路負載均衡，增加帶寬，支持容錯，一條鏈路故障會自動切換正常鏈路。交換機需要配置聚合口，思科叫port channel。
特點：傳輸數(shù)據(jù)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(huán)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；但是如果一個連接或者會話的數(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出現(xiàn)數(shù)據(jù)包無序到達的問題，而無序到達的數(shù)據(jù)包需要重新要求被發(fā)送，這樣網(wǎng)絡(luò)的吞吐量就會下降

2、mode=1(active-backup)(主-備份策略)

這個是主備模式，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，交換機配置的是捆綁的話將不能工作，因為交換機往兩塊網(wǎng)卡發(fā)包，有一半包是丟棄的。
特點：只有一個設(shè)備處于活動狀態(tài)，當一個宕掉另一個馬上由備份轉(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)發(fā)生混亂。此模式只提供了容錯能力；由此可見此算法的優(yōu)點是可以提供高網(wǎng)絡(luò)連接的可用性，但是它的資源利用率較低，只有一個接口處于工作狀態(tài)，在有 N 個網(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負載分擔，和交換機的聚合強制不協(xié)商方式配合。（需要xmit_hash_policy，需要交換機配置port channel）
特點：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MAC地址) % slave數(shù)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

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，這個不均衡，只有冗余機制，但過于浪費資源。此模式適用于金融行業(yè)，因為他們需要高可靠性的網(wǎng)絡(luò)，不允許出現(xiàn)任何問題。需要和交換機的聚合強制不協(xié)商方式配合。
特點：在每個slave接口上傳輸每個數(shù)據(jù)包，此模式提供了容錯能力

5、mode=4(802.3ad)(IEEE 802.3ad 動態(tài)鏈接聚合)

表示支持802.3ad協(xié)議，和交換機的聚合LACP方式配合（需要xmit_hash_policy）.標準要求所有設(shè)備在聚合操作時，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負載均衡模式一樣，任何連接都不能使用多于一個接口的帶寬。

特點：創(chuàng)建一個聚合組，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(jié)提及的包亂序問題。不同的實現(xiàn)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(shè)定
條件2：switch(交換機)支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation
條件3：大多數(shù)switch(交換機)需要經(jīng)過特定配置才能支持802.3ad模式

6、mode=5(balance-tlb)(適配器傳輸負載均衡)

是根據(jù)每個slave的負載情況選擇slave進行發(fā)送，接收時使用當前輪到的slave。該模式要求slave接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動有某種ethtool支持；而且ARP監(jiān)控不可用。

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(jù)當前的負載（根據(jù)速度計算）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slave接管失敗的slave的MAC地址。
必要條件：ethtool支持獲取每個slave的速率

7、mode=6(balance-alb)(適配器適應性負載均衡)

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

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(xié)商實現(xiàn)的。bonding驅(qū)動截獲本機發(fā)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(wù)器端的接收流量也會被均衡。當本機發(fā)送ARP請求時，bonding驅(qū)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(qū)動把它的硬件地址提取出來，并發(fā)起一個ARP應答給bond中的某個slave。

使用ARP協(xié)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(fā)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(fā)起ARP應答。下面介紹的updelay參數(shù)必須被設(shè)置為某個大于等于switch(交換機)轉(zhuǎn)發(fā)延時的值，從而保證發(fā)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(qū)動支持設(shè)置某個設(shè)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(qū)別：mod=6，先把eth0流量占滿，再占eth1，….ethX；而mod=0的話，會發(fā)現(xiàn)2個口的流量都很穩(wěn)定，基本一樣的帶寬。而mod=6，會發(fā)現(xiàn)第一個口流量很高，第2個口只占了小部分流量。

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

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

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

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