linux网络基础-网卡bonding技术

1、bonding
bonding(绑定)是一种linux系统下的网卡绑定技术，可以把服务器上n个物理网卡在系统内部抽象(绑定)成一个逻辑上的网卡，实现本地网卡的冗余，带宽扩容和负载均衡。在应用部署中是一种常用的技术。
bonding技术是linux系统内核层面实现的，它是一个内核模块(驱动)。使用它需要系统有这个模块。我们可以用 modinfo bonding 命令查看下这个模块的信息, 一般来说都支持。

2、bonding的七种模式
bonding技术提供了七种工作模式，在使用的时候需要指定一种，每种有各自的优缺点。
balance-rr (mode=0) 默认, 有高可用 (容错) 和负载均衡的功能, 需要交换机的配置，每块网卡轮询发包 (流量分发比较均衡).
active-backup (mode=1) 主备模式，只有高可用 (容错) 功能, 不需要交换机配置, 这种模式只有一块网卡工作, 对外只有一个mac地址。缺点是端口利用率比较低
balance-xor (mode=2) 不常用
broadcast (mode=3) 不常用
802.3ad (mode=4) IEEE 802.3ad 动态链路聚合，需要交换机配置，没用过
balance-tlb (mode=5) 不常用
balance-alb (mode=6) 有高可用 ( 容错 )和负载均衡的功能，不需要交换机配置 (流量分发到每个接口不是特别均衡
5和6不需要交换机端的设置，网卡能自动聚合。4需要支持802.3ad。0，2和3理论上需要静态聚合方式
但实测中0可以通过mac地址欺骗的方式在交换机不设置的情况下不太均衡地进行接收。
常用的模式有三种
mode=0：平衡负载模式，有自动备援，但需要”Switch”支援及设定。
mode=1：自动备援模式，其中一条线若断线，其他线路将会自动备援。
mode=6：平衡负载模式，有自动备援，不必”Switch”支援及设定。

需要说明的是如果想做成mode 0的负载均衡,仅仅设置这里options 参数为 miimon=100 mode=0是不够的,
与网卡相连的交换机必须做特殊配置（这两个端口应该采取聚合方式），因为做bonding的这两块网卡是使用同一个MAC地址.
mode6模式下无需配置交换机，因为做bonding的这两块网卡是使用不同的MAC地址

3、在centos7上配置bonding
环境:
系统: Centos7
网卡: em1、em2
bond0：172.16.0.183
负载模式: mode6（adaptive load balancing）
服务器上两张物理网卡em1和em2, 通过绑定成一个逻辑网卡bond0，bonding模式选择mode6
注: ip地址配置在bond0上, 物理网卡不需要配置ip地址

1)关闭和停止NetworkManager服务

systemctl stop NetworkManager.service     # 停止NetworkManager服务
systemctl disable NetworkManager.service  # 禁止开机启动NetworkManager服务

ps: 一定要关闭，不关会对做bonding有干扰

2)加载bonding模块

modprobe --first-time bonding
没有提示说明加载成功, 如果出现modprobe: ERROR: could not insert 'bonding': Module already in kernel说明你已经加载了这个模块, 就不用管了
可以使用lsmod | grep bonding查看模块是否被加载
lsmod | grep bonding
bonding               136705  0 

3)创建基于bond0接口的配置文件

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
TYPE=Bond
IPADDR=172.16.0.183
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=172.16.0.1
DNS1=114.114.114.114
USERCTL=no
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
BONDING_MASTER=yes
BONDING_OPTS="mode=6 miimon=100"
上面的BONDING_OPTS="mode=6 miimon=100" 表示这里配置的工作模式是mode6(adaptive load balancing),
miimon表示监视网络链接的频度 (毫秒), 我们设置的是100毫秒, 根据你的需求也可以指定mode成其它的负载模式。

4)修改em1接口的配置文件

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-em1
DEVICE=em1
USERCTL=no
ONBOOT=yes
MASTER=bond0                  # 需要和上面的ifcfg-bond0配置文件中的DEVICE的值对应
SLAVE=yes
BOOTPROTO=none
5)修改em2接口的配置文件
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-em2
DEVICE=em2
USERCTL=no
ONBOOT=yes
MASTER=bond0                 # 需要和上的ifcfg-bond0配置文件中的DEVICE的值对应
SLAVE=yes
BOOTPROTO=none

5)重启网络服务

systemctl restart network
查看bond0的接口状态信息 ( 如果报错说明没做成功，很有可能是bond0接口没起来)

# cat /proc/net/bonding/bond0

Bonding Mode: adaptive load balancing   // 绑定模式: 当前是ald模式(mode 6), 也就是高可用和负载均衡模式
Primary Slave: None
Currently Active Slave: em1
MII Status: up                           // 接口状态: up(MII是Media Independent Interface简称, 接口的意思)
MII Polling Interval (ms): 100           // 接口轮询的时间隔(这里是100ms)
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: em1                     // 备接口: em0
MII Status: up                           // 接口状态: up(MII是Media Independent Interface简称, 接口的意思)
Speed: 1000 Mbps                         // 端口的速率是1000 Mpbs
Duplex: full                             // 全双工
Link Failure Count: 0                    // 链接失败次数: 0
Permanent HW addr: 84:2b:2b:6a:76:d4      // 永久的MAC地址
Slave queue ID: 0

Slave Interface: em1                     // 备接口: em1
MII Status: up                           // 接口状态: up(MII是Media Independent Interface简称, 接口的意思)
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full                             // 全双工
Link Failure Count: 0                    // 链接失败次数: 0
Permanent HW addr: 84:2b:2b:6a:76:d5     // 永久的MAC地址
Slave queue ID: 0

通过ifconfig命令查看下网络的接口信息

# ifconfig

bond0: flags=5187<UP,BROADCAST,RUNNING,MASTER,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.16.0.183  netmask 255.255.255.0  broadcast 172.16.0.255
        inet6 fe80::862b:2bff:fe6a:76d4  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 84:2b:2b:6a:76:d4  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 11183  bytes 1050708 (1.0 MiB)
        RX errors 0  dropped 5152  overruns 0  frame 0
        TX packets 5329  bytes 452979 (442.3 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

em1: flags=6211<UP,BROADCAST,RUNNING,SLAVE,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 84:2b:2b:6a:76:d4  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 3505  bytes 335210 (327.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 1  overruns 0  frame 0
        TX packets 2852  bytes 259910 (253.8 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

em2: flags=6211<UP,BROADCAST,RUNNING,SLAVE,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 84:2b:2b:6a:76:d5  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 5356  bytes 495583 (483.9 KiB)
        RX errors 0  dropped 4390  overruns 0  frame 0
        TX packets 1546  bytes 110385 (107.7 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)
        RX packets 17  bytes 2196 (2.1 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 17  bytes 2196 (2.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

mode6这种负载模式除了故障恢复的时候有丢包之外,其它都挺好的，如果能够忽略这点的话可以用这种模式；
而mode1故障的切换和恢复都很快，基本没丢包和延时。但端口利用率比较低，因为这种主备的模式只有一张网卡在工作.

4、Centos6配置bondin
系统: Centos6
网卡: em1、em2
bond0：172.16.0.183
负载模式: mode1（adaptive load balancing） # 这里的负载模式为1，也就是主备模式.
1)关闭和停止NetworkManager服务
service NetworkManager stop
chkconfig NetworkManager off
ps: 如果有装的话关闭它，如果报错说明没有装这个，那就不用管
2)加载bonding模块
modprobe --first-time bonding

3)创建基于bond0接口的配置文件

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
TYPE=Bond
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
IPADDR=172.16.0.183
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=172.16.0.1
DNS1=114.114.114.114
USERCTL=no
BONDING_OPTS="mode=1 miimon=100"

4)加载bond0接口到内核
vi /etc/modprobe.d/bonding.conf
alias bond0 bonding
options bonding mode=0 miimon=200---这个在bond的配置文件中写也是可以的
如果我们要设置多个bond口，比如物理网口eth0和eth1组成bond0，eth2和eth3组成bond1，
那么网口配置文件的设置方法相同，/etc/modprobe.d/bonding.conf的设定有两种方法
第一种,你可以看到，这种方式的话，多个bond口的模式就只能设成相同的了：
alias bond0 bonding
alias bond1 bonding
options bonding max_bonds=2 miimon=200 mode=1

第二种，这种方式，不同的bond口的mode可以设成不一样：
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=1
install bond1 /sbin/modprobe bonding -o bond1 miimon=200 mode=0

5)编辑em1、em2的接口文件

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-em1
DEVICE=em1
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=no
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-em2
DEVICE=em2
MASTER=bond0
SLAVE=yes
USERCTL=no
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none

6)加载模块、重启网络与测试
modprobe bonding
service network restart
查看bondo接口的状态

cat /proc/net/bonding/bond0

Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup)  # bond0接口当前的负载模式是主备模式
Primary Slave: None
Currently Active Slave: em2
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: em1
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 2
Permanent HW addr: 84:2b:2b:6a:76:d4
Slave queue ID: 0

Slave Interface: em2
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 84:2b:2b:6a:76:d5
Slave queue ID: 0

通过ifconfig命令查看下接口的状态，你会发现mode=1模式下所有的mac地址都是一致的，说明对外逻辑就是一个mac地址

ifconfig
bond0: flags=5187<UP,BROADCAST,RUNNING,MASTER,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::862b:2bff:fe6a:76d4  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 84:2b:2b:6a:76:d4  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 147436  bytes 14519215 (13.8 MiB)
        RX errors 0  dropped 70285  overruns 0  frame 0
        TX packets 10344  bytes 970333 (947.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

em1: flags=6211<UP,BROADCAST,RUNNING,SLAVE,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 84:2b:2b:6a:76:d4  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 63702  bytes 6302768 (6.0 MiB)
        RX errors 0  dropped 64285  overruns 0  frame 0
        TX packets 344  bytes 35116 (34.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

em2: flags=6211<UP,BROADCAST,RUNNING,SLAVE,MULTICAST>  mtu 1500
        ether 84:2b:2b:6a:76:d4  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 65658  bytes 6508173 (6.2 MiB)
        RX errors 0  dropped 6001  overruns 0  frame 0
        TX packets 1708  bytes 187627 (183.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)
        RX packets 31  bytes 3126 (3.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 31  bytes 3126 (3.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

备注：在CentOS系统上面默认没有ifconfig命令,可以通过yum安装
yum install net-tools -y