Linux双网卡绑定实现负载均衡和失效保护

来源:软件水平考试    发布时间:2012-11-04    软件水平考试视频    评论

  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。
  其实在 linux 将双网卡绑定成一块网卡,配置起来非常简单,只需要简单几个步骤即可实现,下面我们就一起来体验一下吧。首先,还是将本次实验的环境做个简单的介绍:
  操作系统: RedHat Enterprise linux 4.0
  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。
  操作过程
  1、编辑虚拟网络接口配置文件,指定网卡IP (没有这个文件我们可以从以前的配置文件复制一个过来,减少输入的文字.)
  [root @heng ~] # cp /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
  确保 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0 的内容和以下内容相同
  [root @heng ~] # cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
  DEVICE=bond0
  BOOTPROTO=static
  BROADCAST=192.168.1.255
  IPADDR=192.168.1.202
  NETMASK=255.255.255.0
  ONBOOT=yes
  TYPE=Ethernet
  2、编辑 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 与 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1 ,确保编辑后的内容和以下所显示的内容相同
  [root @heng ~] # cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  DEVICE=eth0
  ONBOOT=yes
  BOOTPROTO=none
  [root @heng ~] # cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
  DEVICE=eth1
  ONBOOT=yes
  BOOTPROTO=none
  3、编辑 /etc/moprobe.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。请确保文件编辑后所显示的内容与以下内容相同
  [root @heng ~] # cat /etc/moprobe.conf
  alias eth0 pcnet32
  alias scsi_hostadapter mptbase
  alias scsi_hostadapter1 mptscsih
  alias eth1 pcnet32
  alias bond0 bonding
  options bond0 miimon=100 mode=0
  # 红色字体为添加的内容
  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。
  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、编辑 /etc/rc.d/rc.local ,请确保修改后的文件所显示的内容与以下内容相同
  [root @heng ~] # cat /etc/rc.d/rc.local
  #!/bin/sh
  #
  # This script will be executed *after* all the other init scripts.
  # You can put your own initialization stuff in here if you don’t
  # want to do the full Sys V style init stuff.
  touch /var/lock/subsys/local
  ifenslave bond0 eth0 eth1
  #红色字体为添加的内容
  到这里配置已经完成,重启计算机,然后用 ifconfig 查看网卡信息,会看见多了一个名称为 bond0 的网卡。
  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 @heng ~] # ifconfig
  bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F7:C1:DE
  inet addr:192.168.1.202 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
  inet6 addr: fe80::200:ff:fe00:0/64 Scope:Link
  UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  RX packets:3 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  TX packets:15 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  collisions:0 txqueuelen:0
  RX bytes:198 (198.0 b) TX bytes:1134 (1.1 KiB)
  eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F7:C1:DE
  inet addr:192.168.1.202 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
  inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef7:c1de/64 Scope:Link
  UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  RX packets:1 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  TX packets:10 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  collisions:0 txqueuelen:1000
  RX bytes:60 (60.0 b) TX bytes:756 (756.0 b)
  Interrupt:11 Base address:0x2000
  eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F7:C1:DE
  inet addr:192.168.1.202 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
  inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef7:c1de/64 Scope:Link
  UP BROADCAST RUNNING NOARP SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  RX packets:2 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  TX packets:5 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  collisions:0 txqueuelen:1000
  RX bytes:138 (138.0 b) TX bytes:378 (378.0 b)
  Interrupt:10 Base address:0x2080
  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 @heng ~] # ifconfig
  bond0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F7:C1:DE
  inet addr:192.168.1.202 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
  inet6 addr: fe80::200:ff:fe00:0/64 Scope:Link
  UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  RX packets:1456 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  TX packets:1390 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  collisions:0 txqueuelen:0
  RX bytes:209844 (204.9 KiB) TX bytes:206280 (201.4 KiB)
  eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F7:C1:DE
  inet addr:192.168.1.202 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
  inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef7:c1de/64 Scope:Link
  UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  RX packets:1409 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  TX packets:695 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  collisions:0 txqueuelen:1000
  RX bytes:202649 (197.8 KiB) TX bytes:102309 (99.9 KiB)
  Interrupt:11 Base address:0x2000
  eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:F7:C1:DE
  inet addr:192.168.1.202 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
  inet6 addr: fe80::20c:29ff:fef7:c1de/64 Scope:Link
  UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST MTU:1500 Metric:1
  RX packets:47 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  TX packets:695 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  collisions:0 txqueuelen:1000
  RX bytes:7195 (7.0 KiB) TX bytes:103971 (101.5 KiB)
  Interrupt:10 Base address:0x2080
  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.
  注:这里要注意一点,每一次在修改 bond0 的 mode 后,都需要重新启动计算机,才能使修改生效。
  Linux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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