linux网卡绑定原理详解

Linux网卡绑定原理详解

 

l Linux 双网卡绑定概述

我们在这介绍的Linux 双网卡绑定实现就是使用两块网卡虚拟成为一块网卡，这个聚合起来的设备看起来是一个单独的以太网接口设备，通俗点讲就是两块网卡具有相同的IP地址而并行链 接聚合成一个逻辑链路工作。其实这项技术在Sun和Cisco中早已存在，被称为Trunking和Etherchannel技术，在Linux的2.4.x的内核中也采用这这种技术，被称为bonding。

bonding技术的最早应用是在集群——beowulf上，为了提高集群节点间的数据 传输而设计的。下面我们讨论一下bonding的原理,什么是bonding需要从网卡的混杂(promisc)模式说起。我们知道，在正常情况下，网卡只接收目的硬件地址(MAC Address)是自身Mac的以太网帧，对于别的数据帧都滤掉，以减轻驱动程序的负担。但是网卡也支持另外一种被称为混杂promisc的模式，可以接收网络 上所有的帧，比如说tcpdump，就是运行在这个模式下。bonding也运行在这个模式下，而且修改了驱动程序中的mac地址，将两块网卡的Mac地址改成相同，可以接收特定mac的数据帧。然后把相应的数据帧传送给bond驱动程序处理。

直接给两块网卡设置同一IP地址是不可能的。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：

#cat /boot/config-kernel-version |grep -i bonding
CONFIG_BONDING=m

l 网卡绑定的意义

Ø 网络负载均衡

对于bonding的网络负载均衡是我们在文件服务器中常用到的，比如把三块网卡，当做一块来用，解决一个IP地址，流量过大，服务器网络压力过大的问 题。对于文件服务器来说，比如NFS或SAMBA文件服务器，没有任何一个管理员会把内部网的文件服务器的IP地址弄很多个来解决网络负载的问题。如果在内网中，文件服务器为了管理和应用上的方便，大多是用同一个IP地址。对于一个百M的本地网络来说，文件服务器在多个用户同时使用的情况下，网络压力是极大的，特别是SAMABA和NFS服务器。为了解决同一个IP地址，突破流量的限制，毕竟网线和网卡对数据的吞吐量是有限制的。如果在有限的资源的情况 下，实现网络负载均衡，最好的办法就是 bonding ；

Ø 网络冗余

对于服务器来说，网络设备的稳定也是比较重要的，特别是网卡。在生产型的系统中，网卡的可靠性就更为重要了。在生产型的系统中，大多通过硬件设备的冗余来提供服务器的可靠性和安全性，比如电源。bonding也能为网卡提供冗余的支持。把网个网卡绑定到一个IP地址，当一块网卡发生物理性损坏的情况下，另一块网卡也能提供正常的服务。

l 双网卡绑定设置 

一、       编辑虚拟网络接口配置文件,指定网卡IP 

假设eth0是对外服务的网卡，已经调试好网络；eth1是希望与eth0同时对外提供服务的网卡

# cd /etc/sysconfig/network-scripts/

#vi ifcfg-bond0

写入如下信息和原来 ifcfg-eth0的配置其实差不多。

  所以我建议执行如下语句，将ifcfg-eth0复制一份再改。

# cp ifcfg-eth0 ifcfg-bon0

将ifcfg-bon0的信息修改大致如下：

DEVICE=bond0

   BOOTPROTO=static

           IPADDR=[IP]

NETMASK=[MASK]

BROADCAST=[BROADCAST]

GATEWAY=[GATEWAY]

ONBOOT=yes

 TYPE=Ethernet 

二、       配置真实网卡 

修改ifcfg-eth0如下：

DEVICE=eth0

BOOTPROTO=none

ONBOOT=yes

MASTER=bond0     #如果不写，则必须做第四步

SLAVE=yes             #如果不写，则必须做第四步

USERCTL=yes

类似地修ifcfg-eth1如下：

DEVICE=eth1

BOOTPROTO=none

ONBOOT=yes

MASTER=bond0     #如果不写，则必须做第四步

SLAVE=yes             #如果不写，则必须做第四步

USERCTL=yes

三、       加载模块，让系统 支持bonding 

        默认情况下，内核已支持bonding，只需要简单修改/etc/modprobe.conf这个配置文档就可以了：添加两行

alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=1

说明：

mode指定了bond0的工作模式，在redhat中有0－6共7种工作模式，常用的是0和1。

      mode=0表示 load balancing(round-robin)为负载均衡方式，两块网卡都工作。 

mode=1 表示 fault-tolerance(active-backup)提供冗余功能，工作方式是主 从的工作方式,也就是说默认情况下只有一块网卡工作,另一块做备份。  

mode=2 表示 XOR policy为平衡策略。此模式提供负载平衡和容错能力  

mode=3 表示 broadcast为广播策略。此模式提供了容错能力  

mode=4 表示 IEEE 802.3adDynamic link aggregation为 IEEE 802.3ad为 动态链接聚合。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。  

mode=5 表示 Adaptivetransmit load balancing为适配器传输负载均衡。该 模式的必要条件：ethtool支持获取每个 slave的速率  

mode=6 表示 Adaptive load balancing为适配器适应性负载均衡。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(receive load  balance, rlb)，而且不需要任何 switch(交换机)的支持。  

bonding 只能提供链路监测，即从主机到交换机的链路是否接通。如果只是交换机对 外的链路 down掉了，而交换机本身并没有故障，那么 bonding会认为链路没有问题而继续使用。

      关于绑定网卡的详细参数可参见另一篇文章

http://czmmiao.iteye.com/admin/blogs/1044031

四、       增加开机启动脚本 

在 /etc/rc.d/rc.local里加上

      #ifenslave bond0 eth0 eth1

      如果eth0和eth1都写了MASTER和SLAVE，则上面的步骤做不做都无所谓。

五、       重启 

reboot或者service networkrestart都可以看到结果。

六、 查看绑定在哪张网卡上 

# cat /proc/net/bonding/bond0

Ethernet Channel Bonding Driver: v3.0.3 (March 23, 2006)

Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)

Primary Slave: None

Currently Active Slave: eth0 

MII Status: up

MII Polling Interval (ms): 500

Up Delay (ms): 0

Down Delay (ms): 0

Slave Interface: eth0 

MII Status: up

Link Failure Count: 0

Permanent HW addr: 00:0c:29:01:4f:77

 

Slave Interface: eth1 

MII Status: up

Link Failure Count: 0

Permanent HW addr: 00:0c:29:01:4f:8b 

七、       测试 

ping着某个地址，当然是能ping通的地址啦。如果发现网络不通，请检查ifcfg-bond0的网络设置。

     然后拔掉一根网线，如果ping没断，证明拔了一根backup的线，不是主线，重新插上等两分钟。

     此时拔掉另一根网线，估计现在可以看到ping超时或者卡在那里，稍等10~30秒，ping继续连同。

     测试成功。

转载自：http://czmmiao.iteye.com/blog/1043873