多网卡绑定-负载均衡

多网卡绑定-负载均衡 保持服务器的高可用性是企业级 IT 环境的重要因素。其中最重要的一点是服务器网络连接的高可用性。网卡(NIC)绑定技术有助于保证高可用性特性并提供其它优势以提高网络性能。 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。 详细信息请参考RedHat中Bonding 实验的操作系统是Redhat Linux Enterprise AS3 绑定的前提条件:芯片组型号相同，而且网卡应该具备自己独立的BIOS芯片。 双网卡邦定的拓朴图(见附件) 1.编辑虚拟网络接口配置文件,指定网卡IP vi /etc/sysconfig/ network-scripts/ ifcfg-bond0 [root@rhas-13 root]# cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 ifcfg-bond0 2 #vi ifcfg-bond0 将第一行改成 DEVICE=bond0 # cat ifcfg-bond0 DEVICE=bond0 BOOTPROTO=static IPADDR=172.31.0.13 NETMASK=255.255.252.0 BROADCAST=172.31.3.254 ONBOOT=yes TYPE=Ethernet 这里要主意，不要指定单个网卡的IP 地址、子网掩码或网卡 ID。将上述信息指定到虚拟适配器(bonding)中即可。 [root@rhas-13 network-scripts]# cat ifcfg-eth0 DEVICE=eth0 ONBOOT=yes BOOTPROTO=dhcp [root@rhas-13 network-scripts]# cat ifcfg-eth1 DEVICE=eth0 ONBOOT=yes BOOTPROTO=dhcp 3 # vi /etc/modules.conf 编辑 /etc/modules.conf 文件，加入如下一行内容，以使系统在启动时加载bonding模块，对 外虚拟网络接口设备为 bond0 加入下列两行 alias bond0 bonding options bond0 miimon=100 mode=1 说明:miimon是用来进行链路监测的。 比如:miimon=100，那么系统每100ms监测一次链路连 接状态，如果有一条线路不通就转入另一条线路;mode的值示工作模式，他共有0，1,2,3四 种模式，常用的为0,1两种。 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，工作方式是主备的工作方式,也 就是说默认情况下只有一块网卡工作,另一块做备份. 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 4 # vi /etc/rc.d/rc.local 加入两行 ifenslave bond0 eth0 eth1 route add -net 172.31.3.254 netmask 255.255.255.0 bond0 到这时已经配置完毕重新启动机器. 重启会看见以下信息就表示配置成功了 ................ Bringing up interface bond0 OK Bringing up interface eth0 OK Bringing up interface eth1 OK ................ 下面我们讨论以下mode分别为0,1时的情况 mode=1工作在主备模式下,这时eth1作为备份网卡是no arp的 [root@rhas-13 network-scripts]# ifconfig 验证网卡的配置信息 bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.0 UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:18495 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:480 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:1587253 (1.5 Mb) TX bytes:89642 (87.5 Kb) eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.0 UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:9572 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:480 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:833514 (813.9 Kb) TX bytes:89642 (87.5 Kb) Interrupt:11 eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.0 UP BROADCAST RUNNING NOARP SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:8923 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:753739 (736.0 Kb) TX bytes:0 (0.0 b) Interrupt:15 那也就是说在主备模式下,当一个网络接口失效时(例如主交换机掉电等),不回出现网络中断,系 统会按照cat /etc/rc.d/rc.local里指定网卡的顺序工作,机器仍能对外服务,起到了失效保护 的功能. 在mode=0 负载均衡工作模式,他能提供两倍的带宽,下我们来看一下网卡的配置信息 [root@rhas-13 root]# ifconfig Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B bond0 inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.0 BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:1 UP RX packets:2817 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:95 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:226957 (221.6 Kb) TX bytes:15266 (14.9 Kb) eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.0 UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:1406 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:48 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:113967 (111.2 Kb) TX bytes:7268 (7.0 Kb) Interrupt:11 eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.0 UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:1411 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:47 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:112990 (110.3 Kb) TX bytes:7998 (7.8 Kb) Interrupt:15 在这种情况下出现一块网卡失效,仅仅会是服务器出口带宽下降,也不会影响网络使用. 通过查看bond0的工作状态查询能详细的掌握bonding的工作状态 [root@rhas-13 bonding]# cat /proc/net/bonding/bond0 bonding.c:v2.4.1 (September 15, 2003) Bonding Mode: load balancing (round-robin) MII Status: up MII Polling Interval (ms): 0 Up Delay (ms): 0 Down Delay (ms): 0 Multicast Mode: all slaves Slave Interface: eth1 MII Status: up Failure Count: 0 Link Permanent HW addr: 00:0e:7f:25:d9:8a Slave Interface: eth0 MII Status: up Link Failure Count: 0 Permanent HW addr: 00:0e:7f:25:d9:8b 本文出自 51CTO.COM技术博客 查看( 464 ) / 评论( 2 ) / 评分( 5 / 0 ) 1 实验环境 操作系统:CentOS Linux 5(Kernel:2.6.18-53.el5) 网卡说明:双网卡(非同品牌型号)名字分别为eth0、eth1 网络设置:192.168.1.201/24 2 配置方法 2.1 相关文件 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1 /etc/modprobe.conf /etc/rc.local /proc/net/bonding/bond0 2.2 开始配置 1.备份eth0、eth1配置文件 # cd /etc/sysconfig/network-scripts # cp ifcfg-eth0 bak.ifcfg-eth0 # cp ifcfg-eth1 bak.ifcfg-eth1 2.建立ifcfg-bond0 # vi ifcfg-bond0 加入如下内容: DEVICE=bond0 ONBOOT=yes BOOTPROTO=none BROADCAST=192.168.1.255 IPADDR=192.168.1.201 NETMASK=255.255.255.0 GATEWAY=192.168.1.1 3.编辑ifcfg-eth0 # vi ifcfg-eth0 加入如下内容覆盖原有内容: DEVICE=eth0 TYPE=Ethernet ONBOOT=yes BOOTPROTO=none MASTER=bond0 SLAVE=yes HWADDR=00:16:EC:AE:07:54 4.编辑ifcfg-eth1 # vi ifcfg-eth1 加入如下内容覆盖原有内容: DEVICE=eth1 TYPE=Ethernet ONBOOT=yes BOOTPROTO=none MASTER=bond0 SLAVE=yes HWADDR= 00:50:BA:0C:65:02 5.编辑modprobe.conf # cd /et c # vi modprobe.conf 追加如下内容: alias bond0 bonding options bond0 miimon=100 mode=1 说明: miimon表示链路检查间隔，单位为毫秒;mode的值表示工作模式，他共有0、1、2、3、4、5、6 七种模式， 0模式:负载均衡模式，RR方式，全负载均衡，需要Switch侧做Trunk，可失效一网卡; 1模式:热备模式，不需要Switch侧支持; 2模式:负载均衡模式，XOR方式，根据来源MAC; 3模式:广播模式，所有网卡一起收发数据包，可失效一网卡; 4模式:802.3ad模式，需要Switch支持802.3ad Dynamic Link Aggregation; 5模式:负载均衡模式，TLB方式，半负载均衡，发送为负载均衡，接收为动态分配，不需要Switch 侧支持，可失效一网卡; 6模式:负载均衡模式，ALB方式，全负载均衡，网卡需支持动态更改MAC，不需要Switch侧支持， 可失效一网卡; 常用的为0,1两种。 6.编辑rc.local # vi rc.local 追加如下内容: ifenslave bond0 eth0 eth1 route add -net 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 bond0 3 结果测试 重启服务器，在开机加载服务有如下提示输出则说明模块成功加载。 Bringing up interface bond0 [ OK ] Bringing up interface eth0 [ OK ] Bringing up interface eth1 [ OK ] 3.1 查看IP配置 输出信息应该与下方的输出类似 # ifconfig -a bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:EC:AE:07:54 inet addr:192.168.1.201 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::216:ecff:feae:754/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:10452933 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame.:0 TX packets:2245803 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:2313966546 (2.1 GiB) TX bytes:1240415537 (1.1 GiB) eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:EC:AE:07:54 inet6 addr: fe80::216:ecff:feae:754/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:10353385 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame.:0 TX packets:2245519 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:2305237371 (2.1 GiB) TX bytes:1240369619 (1.1 GiB) Interrupt:225 Base address:0xc800 eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:EC:AE:07:54 inet6 addr: fe80::216:ecff:feae:754/64 Scope:Link UP BROADCAST SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:99554 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame.:0 TX packets:291 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:8729599 (8.3 MiB) TX bytes:47044 (45.9 KiB) Interrupt:217 Base address:0xac00 lo Link encap:Local Loopback inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0 inet6 addr: ::1/128 Scope:Host UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1 RX packets:12133 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame.:0 TX packets:12133 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:18922380 (18.0 MiB) TX bytes:18922380 (18.0 MiB) 3.2 网关连通状态 # ping 192.168.1.1 PING 192.168.1.1 (192.168.1.1) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=0.608 ms 64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=0.593 ms 64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=3 ttl=255 time=0.800 ms 64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=4 ttl=255 time=0.515 ms --- 192.168.1.1 ping statistics --- 4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3000ms rtt min/avg/max/mdev = 0.515/0.629/0.800/0.104 ms 3.3 查看bond0状态 # cat /proc/net/bonding/bond0 Ethernet Channel Bonding Driver: v3.1.2 (January 20, 2007) Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup) Primary Slave: None Currently Active Slave: eth0 MII Status: up MII Polling Interval (ms): 100 Up Delay (ms): 0 Down Delay (ms): 0 Slave Interface: eth0 MII Status: up Link Failure Count: 1 Permanent HW addr: 00:16:ec:ae:07:54 Slave Interface: eth1 MII Status: down Link Failure Count: 2 Permanent HW addr: 00:50:ba:0c:65:02 3.4 Bond迁移状态 在同一网段用一台机器持续ping Bonding主机，然后拔掉eth0的网线，同时使用其他网络接入服务。 # ping 192.168.1.201 Pinging 192.168.1.201 with 32 bytes of data: Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time=3ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Reply from 192.168.1.201: bytes=32 time<1ms TTL=64 Ping statistics for 192.168.1.201: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms # 在ping的同时开一个SSH登录到主机，并输入# top，可以看到中间只是顿了一下就恢复了，并没有 断;查看bond0状态，发现Currently Active Slave已经切换到eth1。 # cat /proc/net/bonding/bond0 Ethernet Channel Bonding Driver: v3.1.2 (January 20, 2007) Bonding Mode: fault-tolerance (active-backup) Primary Slave: None Currently Active Slave: eth1 MII Status: up MII Polling Interval (ms): 100 Up Delay (ms): 0 Down Delay (ms): 0 Slave Interface: eth0 MII Status: down Link Failure Count: 1 Permanent HW addr: 00:16:ec:ae:07:54 Slave Interface: eth1 MII Status: up Link Failure Count: 2 Permanent HW addr: 00:50:ba:0c:65:02 eth0网线插回去后，bonding并不会及时的将工作网卡切换到eth0，而是等到eth1链路失效后才会 切换回eth0 再拔掉eth1的网线查看bond0状态会发现Currently Active Slave已经切换回eth0 经过测试，实验成功～