Linux多网卡绑定实现负载均衡详解

将多块网卡绑定同一IP地址对外提供服务，可以实现高可用或者负载均衡。直接给两块网卡设置同一IP地址是不可以的。通过 bonding，虚拟一块网卡对外提供连接，物理网卡的被修改为相同的MAC地址。

目录

1、bond的作用

2、Bonding聚合链路工作模式

2.1 mod=0 ，即：(balance-rr) Round-robin policy（平衡轮询环策略）

2.2 mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-备份策略）

3.2 mod=2，即：(balance-xor) XOR policy（平衡策略）

3.4 mod=3，即：broadcast（广播策略）

3.5 mod=4，即：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 动态链接聚合）

3.6 mod=5，即：(balance-tlb) Adaptive transmit load balancing（适配器传输负载均衡）

3.7 mod=6，即：(balance-alb) Adaptive load balancing（适配器适应性负载均衡）

3、网卡聚合实验

3.1 手动配置文件

3.2 nmcli实现bonding

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1、bond的作用

1. 主备模块：可以解决单点故障
2. 双主模式：可以分摊流量

2、Bonding聚合链路工作模式

2.1 mod=0 ，即：(balance-rr) Round-robin policy（平衡轮询环策略）

1. 聚合口数据报文按包轮询从物理接口转发。即传输数据包顺序是依次传输（即：第1个包走eth0，下一个包就走eth1….一直循环下去，直到最后一个传 输完毕）

2. 负载均衡：所有链路处于负载均衡状态，轮询方式往每条链路发送报文这模式的特点增加了带宽，同时支持容错能力，当有链路出问题，会把流量切换到正常的链路上。

3. 性能问题：一个连接或者会话的数据包如果从不同的接口发出的话，中途再经过不同的链路，在客户端很有可能会出现数据包无序到达的问题，而无序到达的数据包需要重新要求被发送，这样网络的吞吐量就会下降。

4. Bond0在大压力的网络传输下，性能增长的并不是很理想。

5. 需要交换机进行端口绑定。

2.2 mod=1，即： (active-backup) Active-backup policy（主-备份策略）

1. 只有Active状态的物理接口才转发数据报文。
2. 容错能力：只有一个slave是激活的(active)。也就是说同一时刻只有一个网卡处于工作状态，其他的slave都处于备份状态，只有在当前激活的slave故障后才有可能会变为激活的(active)。
3. 无负载均衡：此算法的优点是可以提供高网络连接的可用性，但是它的资源利用率较低，只有一个接口处于工作状态，在有 N 个网络接口的情况下，资源利用率为1/N。

3.2 mod=2，即：(balance-xor) XOR policy（平衡策略）

1. 聚合口数据报文按源目MAC、源目IP、源目端口进行异或HASH运算得到一个值，根据该值查找接口转发数据报文。
2. 负载均衡：基于指定的传输HASH策略传输数据包。
3. 容错能力：这模式的特点增加了带宽，同时支持容错能力，当有链路出问题，会把流量切换到正常的链路上。
4. 性能问题：该模式将限定流量，以保证到达特定对端的流量总是从同一个接口上发出。既然目的地是通过MAC地址来决定的，因此该模式在“本地”网络配置下可以工作得很好。如果所有流量是通过单个路由器，由于只有一个网关，源和目标mac都固定了，那么这个算法算出的线路就一直是同一条，那么这种模式就没有多少意义了。
5. 需要交换机配置为port channel

3.4 mod=3，即：broadcast（广播策略）

这种模式的特点是一个报文会复制两份往bond下的两个接口分别发送出去，当有对端交换机失效，感觉不到任何downtime，但此法过于浪费资源；不过这种模式有很好的容错机制。此模式适用于金融行业，因为他们需要高可靠性的网络，不允许出现任何问题。

3.5 mod=4，即：(802.3ad) IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation（IEEE 802.3ad 动态链接聚合）

1. 在动态聚合模式下，聚合组内的成员端口上均启用LACP（链路汇聚控制协议）协议，其端口状态通过该协议自动进行维护。
2. 负载均衡—基于指定的传输HASH策略传输数据包。默认算法与blance-xor一样。
3. 容错能力—这模式的特点增加了带宽，同时支持容错能力，当有链路出问题，会把流量切换到正常的链路上。对比blance-xor，这种模式定期发送LACPDU报文维护链路聚合状态，保证链路质量。
4. 需要交换机支持LACP协议

3.6 mod=5，即：(balance-tlb) Adaptive transmit load balancing（适配器传输负载均衡）

在每个物理接口上根据当前的负载（根据速度计算）分配外出流量。如果正在接收数据的物理接口口出故障了，另一个物理接口接管该故障物理口的MAC地址。需要ethtool支持获取每个slave的速率

3.7 mod=6，即：(balance-alb) Adaptive load balancing（适配器适应性负载均衡）

1. 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，而且不需要任何switch(交换机)的支持。
2. 接收负载均衡是通过ARP协商实现的。bonding驱动截获本机发送的ARP应答，并把源硬件地址改写为bond中某个物理接口的唯一硬件地址，从而使得不同的对端使用不同的硬件地址进行通信。
3. mod=6与mod=0的区别：mod=6，先把eth0流量占满，再占eth1，….ethX；而mod=0的话，会发现2个口的流量都很稳定，基本一样的带宽。而mod=6，会发现第一个口流量很高，第2个口只占了小部分流量

常用的模式为 0,1,3,6
mode 1、5、6 不需要交换机设置
mode 0、2、3、4需要交换机设置
active-backup、balance-tlb 和 balance-alb 模式不需要交换机的任何特殊配置。其他绑定模式需要配置交换机以便整合链接。如：Cisco 交换机需要在模式 0、2 和 3 中使用 EtherChannel，但在模式4中需要 LACP和 EtherChannel

3、网卡聚合实验

3.1 手动配置文件

 bond（绑定）是指将两个或多个物理网卡虚拟化为一个逻辑接口的过程，以实现冗余、负载均衡或增加带宽。

①将网卡的名称改成传统网卡命名方式，修改/etc/default/grub文件修改，添加net.ifname=0

②为grub2生成配置文件

重启reboot

3.2 nmcli实现bonding

nmcli con add type bond con-name mybond0 ifname bond0 mode active-backup ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.80.100/24     
#添加bonding接口

nmcli con add type bond-slave ifname ens33 master bond0
nmcli con add type bond-slave ifname ens36 master bond0
#添加从属接口
#注：如无为从属接口提供连接名，则该名称是接口名称加类型构成

nmcli con up bond-slave-ens33
nmcli con up bond-slave-ens36    
#要启动绑定，则必须首先启动从属接口

nmcli con up mybond0
#启动绑定

①添加bonding接口

②添加从属接口

 ③启动绑定，首先启动从属接口

④切换到目录下并查看

 

 ⑤开启绑定