通過bonding技術(shù)應(yīng)該如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負載均衡及冗余-創(chuàng)新互聯(lián)

下文給大家?guī)硗ㄟ^bonding技術(shù)應(yīng)該如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負載均衡及冗余，希望能夠給大家在實際運用中帶來一定的幫助，負載均衡涉及的東西比較多，理論也不多，網(wǎng)上有很多書籍，今天我們就用創(chuàng)新互聯(lián)在行業(yè)內(nèi)累計的經(jīng)驗來做一個解答。

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第二種模式：mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-備份策略） 特點：只有一個設(shè)備處于活動狀態(tài)，當(dāng) 一個宕掉另一個馬上由備份轉(zhuǎn)換為主設(shè)備。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(交換機)發(fā)生混亂。此模式只提供了容錯能力；由此可見此算法的優(yōu)點是可以提供高網(wǎng)絡(luò)連接的可用性，但是它的資源利用率較低，只有一個接口處于工作狀態(tài)，在有 N 個網(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：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xmit_hash_policy選項指定，此模式提供負載平衡和容錯能力

第四種模式：mod=3，即：broadcast（廣播策略）

特點：在每個slave接口上傳輸每個數(shù)據(jù)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(tài)鏈接聚合）

特點：創(chuàng)建一個聚合組，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slave工作在同一個激活的聚合體下。

外 出流量的slave選舉是基于傳輸hash策略，該策略可以通過xmit_hash_policy選項從缺省的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)提及的包亂序問題。不同的實現(xiàn)可能會有不同的適應(yīng)性。 必要條件：

條件1：ethtool支持獲取每個slave的速率和雙工設(shè)定

條件2：switch(交換機)支持IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation

條件3：大多數(shù)switch(交換機)需要經(jīng)過特定配置才能支持802.3ad模式

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

特點：不需要任何特別的switch(交換機)支持的通道bonding。在每個slave上根據(jù)當(dāng)前的負載（根據(jù)速度計算）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)性負載均衡）

特點：該模式包含了balance-tlb模式，同時加上針對IPV4流量的接收負載均衡(receive load balance, rlb)，而且不需要任何switch(交換機)的支持。接收負載均衡是通過ARP協(xié)商實現(xiàn)的。bonding驅(qū)動截獲本機發(fā)送的ARP應(yīng)答，并把源硬件地址改寫為bond中某個slave的唯一硬件地址，從而使得不同的對端使用不同的硬件地址進行通信。

來 自云服務(wù)器端的接收流量也會被均衡。當(dāng)本機發(fā)送ARP請求時，bonding驅(qū)動把對端的IP信息從ARP包中復(fù)制并保存下來。當(dāng)ARP應(yīng)答從對端到達 時，

bonding驅(qū)動把它的硬件地址提取出來，并發(fā)起一個ARP應(yīng)答給bond中的某個slave。使用ARP協(xié)商進行負載均衡的一個問題是：每次廣播 ARP請求時都會使用bond的硬件地址，因此對端學(xué)習(xí)到這個硬件地址后，接收流量將會全部劉翔當(dāng)前的slave。這個問題通過給所有的對端發(fā)送更新 （ARP應(yīng)答）來解決，應(yīng)答中包含他們獨一無二的硬件地址，從而導(dǎo)致流量重新分布。當(dāng)新的slave加入到bond中時，或者某個未激活的slave重新 激活時，接收流量也要重新分布。接收的負載被順序地分布（round robin）在bond中最高速的slave上

當(dāng)某個鏈路被重新接上，或者 一個新的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，通過使用指定的MAC地址給每個 client發(fā)起ARP應(yīng)答。下面介紹的updelay參數(shù)必須被設(shè)置為某個大于等于switch(交換機)轉(zhuǎn)發(fā)延時的值，從而保證發(fā)往對端的ARP應(yīng)答 不會被switch(交換機)阻截。 必要條件：

條件1：ethtool支持獲取每個slave的速率；

條件2：底層驅(qū)動支持設(shè)置 某個設(shè)備的硬件地址，從而使得總是有個

slave(curr_active_slave)使用bond的硬件地址，同時保證每個bond 中的slave都有一個唯一的硬件地址。如果curr_active_slave出故障，它的硬件地址將會被新選出來的 curr_active_slave接管

其實mod=6與mod=0的區(qū)別：mod=6，先把eth0流量占滿，再占

eth3，....ethX；而mod=0的話，會發(fā)現(xiàn)2個口的流量都很穩(wěn)定，基本一樣的帶寬。而mod=6，會發(fā)現(xiàn)第一個口流量很高，第2個口只占了小部分流量

2、bonding驅(qū)動選項

Bonding驅(qū)動的選項是通過在加載時指定參數(shù)來設(shè)定的?？梢酝ㄟ^insmod或modprobe命令的命令行參數(shù)來指定，但通常在/etc/modprobe.conf配置文件中指定，或其他的配置文件中

下 面列出可用的bonding驅(qū)動參數(shù)。如果參數(shù)沒有指定，驅(qū)動會使用缺省參數(shù)。剛開始配置bond的時候，建議在一個終端窗口中運行"tail -f

/var/log/messages"來觀察bonding驅(qū)動的錯誤信息【譯注：/var/log/messages一般會打印內(nèi)核中的調(diào)試信息】

有些參數(shù)必須要正確的設(shè)定，比如miimon、arp_interval和arp_ip_target，否則在鏈接故障時會導(dǎo)致嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)性能退化。很少的設(shè)備不支持miimon，因此沒有任何理由不使用它們。

有些選項不僅支持文本值的設(shè)定，出于兼容性的考慮，也支持?jǐn)?shù)值的設(shè)定，比如，"mode=802.3ad"和"mode=4"效果是一樣的

具體的參數(shù)列表： 1）primay

指 定哪個slave成為主設(shè)備（primary device），取值為字符串，如eth0，eth3等。只要指定的設(shè)備可用，它將一直是激活的slave。只有在主設(shè)備（primary device）斷線時才會切換設(shè)備。這在希望某個slave設(shè)備優(yōu)先使用的情形下很有用，比如，某個slave設(shè)備有更高的吞吐率

注意： primary選項只對active-backup模式有效

2）updelay

指定當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個鏈路恢復(fù)時，在激活該鏈路之前的等待時間，以毫秒計算。該選項只對miimon鏈路偵聽有效。updelay應(yīng)該是miimon值的整數(shù)倍，如果不是，它將會被向下取整到最近的整數(shù)。缺省值為0

3）arp_interval

指 定ARP鏈路監(jiān)控頻率，單位是毫秒(ms)。如果APR監(jiān)控工作于以太兼容模式（模式0和模式2）下，需要把switch(交換機)配置為在所有鏈路上均 勻的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)包。如果switch(交換機)被配置為以XOR方式分發(fā)網(wǎng)絡(luò)包，所有來自ARP目標(biāo)的應(yīng)答將會被同一個鏈路上的其他設(shè)備收到，這將會導(dǎo)致其 他設(shè)備的失敗。ARP監(jiān)控不應(yīng)該和miimon同時使用。設(shè)定為0將禁止ARP監(jiān)控。缺省值為0

4）arp_ip_target

指 定一組IP地址用于ARP監(jiān)控的目標(biāo)，它只在arp_interval > 0時有效。這些IP地址是ARP請求發(fā)送的目標(biāo)，用于判定到目標(biāo)地址的鏈路是否工作正常。該設(shè)定值為ddd.ddd.ddd.ddd格式。多個IP地址通 過逗號分隔。至少指定一個IP地址。最多可以指定16個IP地址。缺省值是沒有IP地址

5）downdelay

指定一個時間，用于在發(fā)現(xiàn)鏈路故障后，等待一段時間然后禁止一個slave，單位是毫秒(ms)。該選項只對miimon監(jiān)控有效。downdelay值應(yīng)該是miimon值的整數(shù)倍，否則它將會被取整到最接近的整數(shù)倍。缺省值為0

6）lacp_rate

指定在802.3ad模式下，我們希望的鏈接對端傳輸LACPDU包的速率?？赡艿倪x項：

（1）slow 或者 0

請求對端每30s傳輸LACPDU （2）fast 或者 1

請求對端每1s傳輸LACPDU （3）缺省值是slow

7）max_bonds

為bonding驅(qū)動指定創(chuàng)建bonding設(shè)備的數(shù)量。比如：如果max_bonds為3，而且bonding驅(qū)動還沒有加載，那么bond0，bond1，bond2將會被創(chuàng)建。缺省值為1

6）miimon

指定MII鏈路監(jiān)控頻率，單位是毫秒(ms)。這將決定驅(qū)動檢查每個slave鏈路狀態(tài)頻率

0表示禁止MII鏈路監(jiān)控。100可以作為一個很好的初始參考值。下面的

use_carrier選項將會影響如果檢測鏈路狀態(tài)。更多的信息可以參考“高可靠性”章節(jié)。缺省值為0

8）mode

指定bonding的策略。缺省是balance-rr （round robin，循環(huán)賽）?？蛇x的mode包括：0，1，2，3，4，5，6

3、bonding鏈路監(jiān)測方法

官方文檔里說有兩種針對鏈路的監(jiān)測方法（注意：這兩種監(jiān)測不能同時使用）

第一種：miimon（這種方法是最常見的，此方法使用系統(tǒng)的mii-tool命令進行監(jiān)測）

模塊加載設(shè)置（/etc/modprobe.conf）： # Start of bonding configure alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=1

注意：使用cat /proc/net/bonding/bond0，可查看Bonding Mode: load balancing (round-robin)狀態(tài)

options bond0 miimon=100 mode=0

注意：使用cat /proc/net/bonding/bond0，可查看Bonding Mode: load balancing ((active-backup))狀態(tài)

root@Web:~# mii-tool

eth0: negotiated 100baseTx-HD, link ok eth3: negotiated 100baseTx-HD, link ok

缺 點：這種方法，只能監(jiān)測交換機與該網(wǎng)卡之間的鏈路；如果它們之外的鏈路的地方斷了,而交換機本身沒有問題，也就是說你的網(wǎng)卡和交換機之間還是UP狀態(tài),它 是不會認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中斷，除非你的網(wǎng)卡是DOWN狀態(tài)，它才會把鏈路轉(zhuǎn)到另一塊網(wǎng)卡上，就像是拔掉網(wǎng)線一樣，或者把交換機端口shutdown一樣

第二種：arp（這種方法比較實用，你可以把它看作是arp的ping（二層ping），但是可能會給網(wǎng)關(guān)造成一定的壓力）

模塊加載：

alias bond0 bonding

options bond0 arp_interval=100 arp_ip_target=192.168.1.1 mode=active-backup  primary=eth0 解析如下：

arp_interval=100，表示arp的檢測時間，等同于miimon=100的作用

arp_ip_target=192.168.1.1，表示arp檢測的目標(biāo)IP，必須是同網(wǎng)段的，最好就是網(wǎng)關(guān)

注意：如果使用arp來ping網(wǎng)關(guān)不通，那么在/proc/net/bonding/bond0里會一會down，一會up的

優(yōu)點：使用arp這種方法，如果交換機的上出現(xiàn)問題，網(wǎng)絡(luò)不通，它就會把鏈轉(zhuǎn)到另一塊網(wǎng)卡上，但是不管是哪種方法，在第一塊網(wǎng)卡出現(xiàn)問題，鏈路轉(zhuǎn)到

第二塊后，如果第一塊恢復(fù)正常，鏈路自己不會恢復(fù)的

永久取消綁定

rm -rf ifcfg-bond0 。

vim /etc/modprobe.d/dist.conf

刪除 alias bond0 bonding

options bond0 miimon=100 mode=1

service network restart

看了以上關(guān)于通過bonding技術(shù)應(yīng)該如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負載均衡及冗余，如果大家還有什么地方需要了解的可以在創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊里查找自己感興趣的或者找我們的專業(yè)技術(shù)工程師解答的，創(chuàng)新互聯(lián)技術(shù)工程師在行業(yè)內(nèi)擁有十幾年的經(jīng)驗了。創(chuàng)新互聯(lián)官網(wǎng)鏈接www.yisu.com

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