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LINUX下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护

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。

我们在这介绍的Linux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设计的。

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。

说了半天理论,其实配置很简单,一共四个步骤:实验的操作系统是Redhat Linux Enterprise 3.0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(见下图)1. 1.编辑虚拟网络接口配置文件,指定网卡IP2.vi /etc/sysconfig/ network-scripts/ ifcfg-bond03.[root@rhas-13 root]# cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 ifcfg-bond04. 2 #vi ifcfg-bond05.将第一行改成 DEVICE=bond06.# cat ifcfg-bond07.DEVICE=bond08.BOOTPROTO=static9.IPADDR=172.31.0.13MASK=255.255.252.011.BROADCAST=172.31.3.25412.ONBOOT=yes13.TYPE=Ethernet14.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。

15.[root@rhas-13 network-scripts]# cat ifcfg-eth016.DEVICE=eth017.ONBOOT=yes18.BOOTPROTO=dhcp19.[root@rhas-13 network-scripts]# cat ifcfg-eth120.DEVICE=eth021.ONBOOT=yes22.BOOTPROTO=dhcp复制代码3 # vi /etc/modules.conf “自己实验结果:centos文件为:/etc/modprobe.conf“1.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 bond02.3.加入下列两行4.alias bond0 bonding5.options bond0 miimon=100 mode=16.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的值表示工作模式,他共有0,1,2,3四种模式,常用的为0,1两种。

7.mode=0表示load balancing (round-robin)为负载均衡方式,两块网卡都工作。

8.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.9.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10. 4 # vi /etc/rc.d/rc.local11.加入两行1.ifenslave bond0 eth0 eth12.route add default gw 220.164.150.1220.164.150.1 为我的网关,在应用中记得改为自己的网关1.到这时已经配置完毕重新启动机器.2.重启会看见以下信息就表示配置成功了3.................4.Bringing up interface bond0 OK5.Bringing up interface eth0 OK6.Bringing up interface eth1 OK7.................8.9.下面我们讨论以下mode分别为0,1时的情况10.11.mode=1工作在主备模式下,这时eth1作为备份网卡是no arp的12.[root@rhas-13 network-scripts]# ifconfig 验证网卡的配置信息13.bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B14.inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.015.UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:116.RX packets:18495 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:017.TX packets:480 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:018.collisions:0 txqueuelen:019.RX bytes:1587253 (1.5 Mb) TX bytes:89642 (87.5 Kb)20.21.eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B22.inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.023.UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:124.RX packets:9572 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:025.TX packets:480 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:026.collisions:0 txqueuelen:100027.RX bytes:833514 (813.9 Kb) TX bytes:89642 (87.5 Kb)28.Interrupt:1129.30.eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B31.inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.032.UP BROADCAST RUNNING NOARP SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:133.RX packets:8923 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:034.TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:035.collisions:0 txqueuelen:100036.RX bytes:753739 (736.0 Kb) TX bytes:0 (0.0 b)37.Interrupt:1538.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.39.40.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41.[root@rhas-13 root]# ifconfig42.bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B43.inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.044.UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:145.RX packets:2817 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:046.TX packets:95 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:047.collisions:0 txqueuelen:048.RX bytes:226957 (221.6 Kb) TX bytes:15266 (14.9 Kb)49.50.eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B51.inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.052.UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:153.RX packets:1406 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:054.TX packets:48 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:055.collisions:0 txqueuelen:100056.RX bytes:113967 (111.2 Kb) TX bytes:7268 (7.0 Kb)57.Interrupt:1158.59.eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0E:7F:25:D9:8B60.inet addr:172.31.0.13 Bcast:172.31.3.255 Mask:255.255.252.061.UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:162.RX packets:1411 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:063.TX packets:47 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:064.collisions:0 txqueuelen:100065.RX bytes:112990 (110.3 Kb) TX bytes:7998 (7.8 Kb)66.Interrupt:1567.68.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.69.70.71.72.73.通过查看bond0的工作状态查询能详细的掌握bonding的工作状态74.[root@rhas-13 bonding]# cat /proc/net/bonding/bond075.bonding.c:v2.4.1 (September 15, 2003)76.77.Bonding Mode: load balancing (round-robin)78.MII Status: up79.MII Polling Interval (ms): 080.Up Delay (ms): 081.Down Delay (ms): 082.Multicast Mode: all slaves83.84.Slave Interface: eth185.MII Status: up86.Link Failure Count: 087.Permanent HW addr: 00:0e:7f:25:d9:8a88.89.Slave Interface: eth090.MII Status: up91.Link Failure Count: 092.Permanent HW addr: 00:0e:7f:25:d9:8bLinux下通过网卡邦定技术既增加了服务器的可靠性,又增加了可用网络带宽,为用户提供不间断的关键服务。

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