网卡聚合bond - 技术栈

一、简介

网卡绑定（NIC bonding）或称为网卡聚合，是一种将多个物理网络接口组合成一个逻辑接口的技术，以实现冗余、增加带宽或负载均衡。当使用绑定模式时，通常会创建一个虚拟的网络接口，例如bond0，这个接口代表了绑定在一起的所有物理网卡。实现原理：网卡绑定是通过内核模块bonding来实现的。当两个或更多个物理网络接口被绑定到一起时，它们将共同作为一个单一的网络接口出现，这个接口可以是bond0、bond1等等，具体取决于系统的配置。

二、配置模块

1.配置系统加载bond模块

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#检查系统是否加载
lsmod | grep bonding

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#如果没有输出，说明bonding模块尚未加载。你可以手动加载
sudo modprobe bonding

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#设置开机自动加载bonding模块
echo "bonding" | sudo tee -a /etc/modules-load.d/bonding.conf

2.创建绑定接口

使用ifup命令或通过修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0文件来创建绑定接口

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vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0

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DEVICE=bond0
NAME=bond0
TYPE=Bond
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=<IP address>
PREFIX=<CIDR prefix>
#其中`BONDING_OPTS`指定了绑定模式和监控间隔
BONDING_OPTS="mode=<mode> miimon=<interval>"

3.配置物理网卡

将物理网卡关联到绑定接口。物理网卡的配置文件（如ifcfg-eth0）应该指向bond0，并将其设置为SLAVE类型

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vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

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DEVICE="eth0"
BOOTPROTO="none"
NAME="eth0"
ONBOOT="yes"
TYPE="Ethernet"
MASTER="bond0"
SLAVE="yes"

三、绑定模式详解

（1）Balance-RR (mode 0)：轮询模式，数据包会被轮流发送到每个网卡。

描述：在这种模式下，数据包会轮流发送到每个网卡。这意味着第一个数据包会通过第一个网卡发送，第二个数据包通过第二个网卡发送，依此类推。
示例：在一个Web服务器集群中，为了平均分配网络流量，管理员可能会选择这种模式，以确保每个网卡都能均匀地处理网络请求。

（2）Active-Backup (mode 1)：活动备份模式，只有一个网卡处于活跃状态，另一个作为备份。当主网卡故障时，备份网卡会接管流量。

描述：此模式下，只有一个网卡处于活跃状态，负责所有网络通信。其他网卡作为备用，在主网卡发生故障时自动接管。
示例：在关键的数据库服务器上，为了保证高可用性，管理员会选择此模式，这样如果主网卡失效，备用网卡可以立即接替工作，避免服务中断。

（3）Balance-XOR (mode 2)：异或平衡模式，使用L2 MAC地址和传输的散列值决定哪个网卡发送数据包。

描述：该模式使用L2 MAC地址和传输的散列值来决定哪个网卡发送数据包。这有助于在多路径环境中实现负载均衡。
示例：在大型数据中心中，管理员可能使用这种模式来平衡多台服务器之间的网络负载，确保网络流量根据MAC地址和传输散列均匀分布。

（4）Broadcast (mode 3)：广播模式，所有网卡都接收所有数据包，主要用于特殊应用。

描述：在这种模式下，所有网卡都会接收到所有数据包。虽然不是用于负载均衡，但在某些需要所有网卡同时接收数据的特殊应用中很有用。
示例：在需要监听所有网络通信的安全审计系统中，可能会启用广播模式，以便捕获所有进出的数据包进行分析。

（5）802.3ad (mode 4)：基于IEEE标准的动态链路聚合，支持LACP协议。

描述：此模式遵循IEEE 802.3ad标准，支持LACP（Link Aggregation Control Protocol）。它能自动检测并聚合网络链路，提高带宽和冗余。
示例：在高性能计算集群中，管理员可能使用此模式来聚合多条链路，以实现更高的带宽和容错能力。

（6）Balance-TLB (mode 5)：自适应传输负载平衡，适合于非交换网络环境。

描述：这种模式适用于非交换网络环境，它能够根据当前网络负载动态调整数据包的分配。
示例：在没有交换机的简单网络拓扑中，管理员可能会使用此模式，以优化不同网卡之间的负载。

（7）Balance-ALB (mode 6)：自适应负载平衡，结合了5号模式和IPv4流量的负载平衡。

描述：该模式结合了TLB模式和IPv4流量的负载平衡，能够智能地根据网络状况和流量类型进行负载分配。
示例：在企业级服务器中，为了最大化网络效率和带宽利用，管理员可能会启用这种模式，它能够根据IPv4流量特性智能地平衡网络负载。

四、监控维护

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#查看bond0的当前状态和统计信息
cat /proc/net/bonding/bond0

五、示例

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cat ifcfg-bond0

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DEVICE=bond0
BOOTPROTO=static
TYPE="Ethernet"
IPADDR=10.88.71.130
NETMASK=255.255.255.192
ONBOOT=yes
USERCTL=no
PEERDNS=no
BONDING_OPTS="miimon=100 mode=4 xmit_hash_policy=layer3+4"

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cat ifcfg-eth0

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DEVICE=eth0
TYPE="Ethernet"
HWADDR=E8:78:EE:38:19:36
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
PEERDNS=no
RX_MAX=`ethtool -g "$DEVICE" | grep 'Pre-set' -A1 | awk '/RX/{print $2}'`
RX_CURRENT=`ethtool -g "$DEVICE" | grep "Current" -A1 | awk '/RX/{print $2}'`
[[ "$RX_CURRENT" -lt "$RX_MAX" ]] && ethtool -G "$DEVICE" rx "$RX_MAX"

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cat ifcfg-eth1

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DEVICE=eth1
TYPE="Ethernet"
HWADDR=E8:78:EE:38:19:38
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
MASTER=bond0
SLAVE=yes
PEERDNS=no
RX_MAX=`ethtool -g "$DEVICE" | grep 'Pre-set' -A1 | awk '/RX/{print $2}'`
RX_CURRENT=`ethtool -g "$DEVICE" | grep "Current" -A1 | awk '/RX/{print $2}'`
[[ "$RX_CURRENT" -lt "$RX_MAX" ]] && ethtool -G "$DEVICE" rx "$RX_MAX"