北京艾銻無(wú)限告訴您：Linux下網(wǎng)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(duì)中國(guó)的中小企業(yè)將會(huì)是沉重的打擊，據(jù)釘釘和微信兩個(gè)辦公平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有2億左右的人在家遠(yuǎn)程辦公，那么對(duì)于中小企業(yè)的員工來(lái)說(shuō)不懂IT技術(shù)將會(huì)讓他們面臨的最大挑戰(zhàn)和困難。
 
電腦不亮了怎么辦？系統(tǒng)藍(lán)屏如何處理？辦公室的電腦在家如何連接？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該如何設(shè)置？VPN如何搭建？數(shù)據(jù)如何對(duì)接？服務(wù)器如何登錄？數(shù)據(jù)安全如何保證？數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)？視頻會(huì)議如何搭建？業(yè)務(wù)系統(tǒng)如何開(kāi)啟等等一系列的問(wèn)題，都會(huì)困擾著并非技術(shù)出身的您。
   
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第二版塊是功能性互聯(lián)網(wǎng)外包服務(wù):如網(wǎng)站開(kāi)發(fā)外包，小程序開(kāi)發(fā)外包，APP開(kāi)發(fā)外包，電商平臺(tái)開(kāi)發(fā)外包，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)外包和后期的運(yùn)維外包服務(wù)。
 
第三版塊是增值性云服務(wù)外包:如企業(yè)郵箱上云，企業(yè)網(wǎng)站上云，企業(yè)存儲(chǔ)上云，企業(yè)APP小程序上云，企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)上云，阿里云產(chǎn)品等后續(xù)的云運(yùn)維外包服務(wù)。
 
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北京艾銻無(wú)限告訴您：Linux下網(wǎng)卡聚合綁定的七種模式
 
在Linux下網(wǎng)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(fù)載模式，有自動(dòng)備援，但需要”Switch”支援及設(shè)定。
mode=1：自動(dòng)備援模式，其中一條線若斷線，其他線路將會(huì)自動(dòng)備援。
mode=6：平衡負(fù)載模式，有自動(dòng)備援，不必”Switch”支援及設(shè)定。
 
需要說(shuō)明的是如果想做成mode 0的負(fù)載均衡,僅僅設(shè)置這里options bond0 miimon=100 mode=0是不夠的,與網(wǎng)卡相連的交換機(jī)必須做特殊配置（這兩個(gè)端口應(yīng)該采取聚合方式），因?yàn)樽鯾onding的這兩塊網(wǎng)卡是使用同一個(gè)MAC地址.從原理分析一下（bond運(yùn)行在mode 0下）：mode 0下bond所綁定的網(wǎng)卡的IP都被修改成相同的mac地址，如果這些網(wǎng)卡都被接在同一個(gè)交換機(jī)，那么交換機(jī)的arp表里這個(gè)mac地址對(duì)應(yīng)的端口就有多 個(gè)，那么交換機(jī)接受到發(fā)往這個(gè)mac地址的包應(yīng)該往哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)呢？正常情況下mac地址是全球唯一的，一個(gè)mac地址對(duì)應(yīng)多個(gè)端口肯定使交換機(jī)迷惑了。所以 mode0下的bond如果連接到交換機(jī)，交換機(jī)這幾個(gè)端口應(yīng)該采取聚合方式（cisco稱為 ethernetchannel，foundry稱為portgroup），因?yàn)榻粨Q機(jī)做了聚合后，聚合下的幾個(gè)端口也被捆綁成一個(gè)mac地址.我們的解 決辦法是，兩個(gè)網(wǎng)卡接入不同的交換機(jī)即可。mode6模式下無(wú)需配置交換機(jī)，因?yàn)樽鯾onding的這兩塊網(wǎng)卡是使用不同的MAC地址。
 
七種bond模式說(shuō)明：
第一種模式：
mod=0 ，即：(balance-rr) Round-robin policy（平衡掄循環(huán)策略）
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；但是我們知道如果一個(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(guò)不同的鏈路，在客戶端很有可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)包無(wú)序到達(dá)的問(wèn)題，而無(wú)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
 
第二種模式：
mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-備份策略）
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(jiàn)得，從外面看來(lái)，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(jiàn)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
 
第三種模式：
mod=2，即：(balance-xor) XOR policy（平衡策略）
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(guò)xmit_hash_policy選項(xiàng)指定，此模式提供負(fù)載平衡和容錯(cuò)能力
 
第四種模式：
mod=3，即：broadcast（廣播策略）
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
 
第五種模式：
mod=4，即：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 動(dòng)態(tài)鏈接聚合）
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(guò)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(wèn)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(guò)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(fù)載均衡）
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。
該模式的必要條件：ethtool支持獲取每個(gè)slave的速率
 
第七種模式：
mod=6，即：(balance-alb) Adaptive load balancing（適配器適應(yīng)性負(fù)載均衡）
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(guò)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(xiě)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(lái)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(lái)。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(lái)，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(wèn)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(wèn)題可以通過(guò)給所有的對(duì)端發(fā)送更新 （ARP應(yīng)答）來(lái)解決，應(yīng)答中包含他們獨(dú)一無(wú)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(guò)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(lái)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