Linux下雙網卡綁定技術實現負載均衡和失效保護

  Linux下雙網卡綁定技術實現負載均衡和失效保護 
cgweb 
     保持服務器的高可用性是企業級 IT 環境的重要因素。其中最重要的一點是服務器網絡連接的高可用性。網卡（NIC）綁定技術有助於保證高可用性特性並提供其它優勢以提高網絡性能。 
      我們在這介紹的Linux雙網卡綁定實現就是使用兩塊網卡虛擬成爲一塊網卡，這個聚合起來的設備看起來是一個單獨的以太網接口設備，通俗點講就是兩塊網卡具有相同的IP地址而並行鏈接聚合成一個邏輯鏈路工作。其實這項技術在Sun和Cisco中早已存在，被稱爲Trunking和Etherchannel技術，在Linux的2.4.x的內核中也採用這這種技術，被稱爲bonding。bonding技術的最早應用是在集羣——beowulf上，爲了提高集羣節點間的數據傳輸而設計的。下面我們討論一下bonding 的原理,什麼是bonding需要從網卡的混雜(promisc)模式說起。我們知道，在正常情況下，網卡只接收目的硬件地址(MAC Address)是自身Mac的以太網幀，對於別的數據幀都濾掉，以減輕驅動程序的負擔。但是網卡也支持另外一種被稱爲混雜promisc的模式，可以接收網絡上所有的幀，比如說tcpdump，就是運行在這個模式下。bonding也運行在這個模式下，而且修改了驅動程序中的mac地址，將兩塊網卡的Mac地址改成相同，可以接收特定mac的數據幀。然後把相應的數據幀傳送給bond驅動程序處理。  
    說了半天理論，其實配置很簡單，一共四個步驟： 
實驗的操作系統是Redhat Linux Enterprise 3.0 
綁定的前提條件：芯片組型號相同，而且網卡應該具備自己獨立的BIOS芯片 

雙網卡邦定的拓樸圖(見下圖) 



1.編輯虛擬網絡接口配置文件,指定網卡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  
將第一行改成 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 
這裏要主意，不要指定單個網卡的IP 地址、子網掩碼或網卡 ID。將上述信息指定到虛擬適配器(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  
編輯 /etc/modules.conf 文件，加入如下一行內容，以使系統在啓動時加載bonding模塊，對外虛擬網絡接口設備爲 bond0  
　 
加入下列兩行  
alias bond0 bonding  
options bond0 miimon=100 mode=1  
說明：miimon是用來進行鏈路監測的。 比如:miimon=100，那麼系統每100ms監測一次鏈路連接狀態，如果有一條線路不通就轉入另一條線路；mode的值表示工作模式，他共有0，1,2,3四種模式，常用的爲0,1兩種。 
   mode=0表示load balancing (round-robin)爲負載均衡方式，兩塊網卡都工作。 
   mode=1表示fault-tolerance (active-backup)提供冗餘功能，工作方式是主備的工作方式,也就是說默認情況下只有一塊網卡工作,另一塊做備份.   
bonding只能提供鏈路監測，即從主機到交換機的鏈路是否接通。如果只是交換機對外的鏈路down掉了，而交換機本身並沒有故障，那麼bonding會認爲鏈路沒有問題而繼續使用 
4 # vi /etc/rc.d/rc.local  
加入兩行  
ifenslave bond0 eth0 eth1  
route add -net 172.31.3.254 netmask 255.255.255.0 bond0  

到這時已經配置完畢重新啓動機器. 
重啓會看見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  
................ 

下面我們討論以下mode分別爲0,1時的情況 

mode=1工作在主備模式下,這時eth1作爲備份網卡是no arp的 
[root@rhas-13 network-scripts]# ifconfig  驗證網卡的配置信息 
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 
    那也就是說在主備模式下,當一個網絡接口失效時(例如主交換機掉電等),不回出現網絡中斷,系統會按照cat /etc/rc.d/rc.local裏指定網卡的順序工作,機器仍能對外服務,起到了失效保護的功能. 

在mode=0    負載均衡工作模式,他能提供兩倍的帶寬,下我們來看一下網卡的配置信息 
[root@rhas-13 root]# ifconfig 
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: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 

      在這種情況下出現一塊網卡失效,僅僅會是服務器出口帶寬下降,也不會影響網絡使用. 




      通過查看bond0的工作狀態查詢能詳細的掌握bonding的工作狀態 
[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 
Link Failure Count: 0 
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 

     Linux下通過網卡邦定技術既增加了服務器的可靠性,又增加了可用網絡帶寬,爲用戶提供不間斷的關鍵服務。用以上方法均在redhat的多個版本測試成功,而且效果良好.心動不如行動，趕快一試吧！