一、简介

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，能够提升网络吞吐量、实现网络冗余、负载等功能，有很多优势。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modinfo命令查看下这个模块的信息, 一般来说都支持。

二、网卡bonding模式

1、mode=0（balance-rr）

表示负载分担round-robin，并且是轮询的方式比如第一个包走eth0，第二个包走eth1，直到数据包发送完毕。

优点：流量提高一倍

缺点：需要接入交换机做端口聚合，否则可能无法使用

2、mode=1（active-backup）

表示主备模式，即同时只有1块网卡在工作。

优点：冗余性高

缺点：链路利用率低，两块网卡只有1块在工作

二、bond其他模式：

1、mode=2(balance-xor)(平衡策略)

表示XOR Hash负载分担，和交换机的聚合强制不协商方式配合。（需要xmit_hash_policy，需要交换机配置port channel）

特点：基于指定的传输HASH策略传输数据包。缺省的策略是：(源MAC地址 XOR 目标MAC地址) % slave数量。其他的传输策略可以通过xmit_hash_policy选项指定，此模式提供负载平衡和容错能力

2、mode=3(broadcast)(广播策略)

表示所有包从所有网络接口发出，这个不均衡，只有冗余机制，但过于浪费资源。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。需要和交换机的聚合强制不协商方式配合。

特点：在每个slave接口上传输每个数据包，此模式提供了容错能力

3、mode=4(802.3ad)(IEEE 802.3ad 动态链接聚合)

表示支持802.3ad协议，和交换机的聚合LACP方式配合（需要xmit_hash_policy）.标准要求所有设备在聚合操作时，要在同样的速率和双工模式，而且，和除了balance-rr模式外的其它bonding负载均衡模式一样，任何连接都不能使用多于一个接口的带宽。

特点：创建一个聚合组，它们共享同样的速率和双工设定。根据802.3ad规范将多个slave工作在同一个激活的聚合体下。外出流量的slave选举是基于传输hash策略，该策略可以通过xmit_hash_policy选项从缺省的XOR策略改变到其他策略。需要注意的是，并不是所有的传输策略都是802.3ad适应的，尤其考虑到在802.3ad标准43.2.4章节提及的包乱序问题。不同的实现可能会有不同的适应性。

必要条件：

  • 条件1：ethtool支持获取每个slave的速率和双工设定
  • 条件2：switch(交换机)支持IEEE802.3ad Dynamic link aggregation
  • 条件3：大多数switch(交换机)需要经过特定配置才能支持802.3ad模式

4、mode=5(balance-tlb)(适配器传输负载均衡)

是根据每个slave的负载情况选择slave进行发送，接收时使用当前轮到的slave。该模式要求slave接口的网络设备驱动有某种ethtool支持；而且ARP监控不可用。

特点：不需要任何特别的switch(交换机)支持的通道bonding。在每个slave上根据当前的负载（根据速度计算）分配外出流量。如果正在接受数据的slave出故障了，另一个slave接管失败的slave的MAC地址。

必要条件：

  • ethtool支持获取每个slave的速率

5、mode=6(balance-alb)(适配器适应性负载均衡)

在5的tlb基础上增加了rlb(接收负载均衡receiveload balance).不需要任何switch(交换机)的支持。接收负载均衡是通过ARP协商实现的.

特点：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(receiveload balance, rlb)，而且不需要任何switch(交换机)的支持。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slave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。来自服务器端的接收流量也会被均衡。当本机发送ARP请求时，bonding驱动把对端的IP信息从ARP包中复制并保存下来。当ARP应答从对端到达时，bonding驱动把它的硬件地址提取出来，并发起一个ARP应答给bond中的某个slave。使用ARP协商进行负载均衡的一个问题是：每次广播 ARP请求时都会使用bond的硬件地址，因此对端学习到这个硬件地址后，接收流量将会全部流向当前的slave。这个问题可以通过给所有的对端发送更新（ARP应答）来解决，应答中包含他们独一无二的硬件地址，从而导致流量重新分布。当新的slave加入到bond中时，或者某个未激活的slave重新激活时，接收流量也要重新分布。接收的负载被顺序地分布（round robin）在bond中最高速的slave上当某个链路被重新接上，或者一个新的slave加入到bond中，接收流量在所有当前激活的slave中全部重新分配，通过使用指定的MAC地址给每个 client发起ARP应答。下面介绍的updelay参数必须被设置为某个大于等于switch(交换机)转发延时的值，从而保证发往对端的ARP应答不会被switch(交换机)阻截。

小结：

mode5和mode6不需要交换机端的设置，网卡能自动聚合。mode4需要支持802.3ad。mode0，mode2和mode3理论上需要静态聚合方式。

xmit_hash_policy选项说明：

BONDING_OPTS="mode=4 miimon=100 xmit_hash_policy=layer2"      2层模式=IP

BONDING_OPTS="mode=4 miimon=100 xmit_hash_policy=layer2+3"   2+3层模式 =MAC+IP

BONDING_OPTS="mode=4 miimon=100 xmit_hash_policy=layer3+4"      3+4层模式=IP+端口

根据资料，xmit_hash_policy策略适用于mode2和mode4。

参数说明：

1.    layer2：使用二层帧头作为计算分发出口的参数，这导致通过同一个网关的数据流将完全从一个端口发送，为了更加细化分发策略，必须使用一些三层信息，然而却增加了计算开销。

使用硬件MAC地址的XOR来生成hash。公式为：

(MACsrc⊕MACdest)% Nslave

该算法会将某个网络对（network peer）上所有的流量全部分配到同一个slave上。

2.    layer2+3：在1的基础上增加了三层的ip报头信息，计算量增加了，然而负载却更加均衡了，一个个主机到主机的数据流形成并且同一个流被分发到同一个端口，根据这个思想，如果要使负载更加均衡。

3.    layer3+4：可以形成一个个端口到端口的流，负载更加均衡。通过TCP及UDP端口及其IP地址进行HASH计算。该策略在可能的时候使用上层协议的信息来生成hash。这将允许特定网络对（network peer）的流量分摊到多个slave上，尽管同一个连接（connection）不会分摊到多个slave上。

针对未分片的TCP和UDP包的计算公式为：

((portsrc⊕portdest)⊕(IPsrc⊕IPdest)) % Nslave

对于已分片TCP或UDP包，以及其他的IP包，源端口和目的端口的信息被忽略了；对于非IP流量，采用和layer2一样的hash策略。

三、Bond配置

1.生成bond虚拟网卡配置文件

IP_ADDR=
BOND_NETMASK=
GATEW=
UUID=`uuidgen`cat <<EOF > /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
DEVICE=bond0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yesUUID=${UUID}
BOOTPROTO="static"
IPADDR=${IP_ADDR}
NETMASK=${BOND_NETMASK}
GATEWAY=${GATEW}
EOF

2.配置两个或更多网卡到bond0中

NIC1=
NIC2=
cat <<EOF > /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-${NIC1}
TYPE="Ethernet"
BOOTPROTO="none"
DEVICE=${NIC1}
ONBOOT="yes"
MASTER=bond0
SLAVE=yes
EOF
 
cat <<EOF > /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-${NIC2}
TYPE="Ethernet"
BOOTPROTO="none"
DEVICE=${NIC2}
ONBOOT="yes"
MASTER=bond0
SLAVE=yes
EOF

3.将bond加载到内核

cat <<EOF > /etc/modprobe.d/modprobe.conf
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=6 fail_over_mac=1
EOF

4.加载内核

modprobe bonding && echo "modprobe bonding" >> /etc/rc.local && chmod +x /etc/rc.d/rc.local

5.查看状态

cat /proc/net/bonding/bond0