在Linux中綁定多網卡的原理介紹與實戰

一、原理介紹：

1、什麼是bonding？

Linux bonding 驅動提供了一個把多個網路介面裝置捆綁為單個的網路介面設定來使用，用於網路負載平衡及網路冗餘；

Linux雙網卡綁定實現就是使用兩塊網卡虛擬成為一塊網卡，這個彙總起來的裝置看起來是一個單獨的乙太網路介面裝置，通俗點講就是兩塊網卡具有相同的IP地址而並行連結彙總成一個邏輯鏈路工作。

2、bonding技術功能作用？

bonding主要用於兩個方向：

a、實現 負載平衡；  

通過bonding技術，將網路的業務流量平均分配到不同的伺服器和網路裝置上去，以減輕單台伺服器和網路裝置的負擔，從而提高整個系統的效率。

b、實現 網路冗餘；

在網路中，網路裝置的可靠性是尤為重要的，特別是網卡；通過實現網路冗餘，我們可以大大提高網路的可靠性和安全性；在生產型的系統中，大多通過硬體裝置的冗餘來提供伺服器的可靠性和安全性；

3、bonding的模式：

第一種模式：mod=0 ，即：(balance-rr) Round-robin policy（平衡掄迴圈策略）

特點：傳輸資料包順序是依次傳輸（即：第1個包走eth0，下一個包就走eth1....一直迴圈下去，直到最後一個傳輸完畢）， 此模式提供Server Load Balancer和容錯能力；但是我們知道如果一個串連或者會話的資料包從不同的介面發出的話，中途再經過不同的鏈路，在用戶端很有可能會出現資料包無序到達的問題，而無序到達的資料包需要重新要求被發送，這樣網路的輸送量就會下降

第二種模式：mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-備份策略）

特點：只有一個裝置處於活動狀態，當 一個宕掉另一個馬上由備份轉換為主裝置。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(交換器)發生混亂。此模式只提供了容錯能力；由此可見此演算法的優點是可以提供高網路連接的可用性，但是它的資源使用率較低，只有一個介面處於工作狀態，在有 N 個網路介面的情況下，資源使用率為1/N

第三種模式：mod=2，即：(balance-xor) XOR policy（平衡策略）

特點：基於指定的傳輸HASH策略傳輸資料包。預設的策略是：(源MAC地址 XOR 目標MAC地址) % slave數量。其他的傳輸策略可以通過xmit_hash_policy選項指定，此模式提供Server Load Balancer和容錯能力

第四種模式：mod=3，即：broadcast（廣播策略）

特點：在每個slave介面上傳輸每個資料包，此模式提供了容錯能力

第五種模式：mod=4，即：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 動態連結彙總）

特點：建立一個彙總組，它們共用同樣的速率和雙工設定。根據802.3ad規範將多個slave工作在同一個啟用的彙總體下。

外出流量的slave選舉是基於傳輸hash策略，該策略可以通過xmit_hash_policy選項從預設的XOR策略改變到其他策略。需要注意的是，並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章節提及的包亂序問題。不同的實現可能會有不同的適應性。

必要條件：

條件1：ethtool支援擷取每個slave的速率和雙工設定

條件2：switch(交換器)支援IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation

條件3：大多數switch(交換器)需要經過特定配置才能支援802.3ad模式

第六種模式：mod=5，即：(balance-tlb) Adaptive transmit load balancing（適配器傳輸負載平衡）

特點：不需要任何特別的switch(交換器)支援的通道bonding。在每個slave上根據當前的負載（根據速度計算）分配外出流量。如果正在接受資料的slave出故障了，另一個slave接管失敗的slave的MAC地址。

該模式的必要條件：ethtool支援擷取每個slave的速率

第七種模式：mod=6，即：(balance-alb) Adaptive load balancing（適配器適應性負載平衡）

特點：該模式包含了balance-tlb模式，同時加上針對IPV4流量的接收負載平衡(receive load balance, rlb)，而且不需要任何switch(交換器)的支援。接收負載平衡是通過ARP協商實現的。bonding驅動截獲本機發送的ARP應答，並把源硬體地址改寫為bond中某個slave的唯一硬體地址，從而使得不同的對端使用不同的硬體地址進行通訊。