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【惊雷】Linux下多网卡冗余的实现

出版圈郭志敏

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2017-12-13

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Linux下多网卡冗余的实现

一、简介

所谓多网卡冗余就是通过工具把多张网卡绑定成一个IP地址（bond0属于虚拟网卡）使用。这项技术在大中小企业都无比受用。如下图：

【惊雷】Linux下多网卡冗余的实现

多网卡的绑定的优点：

1、扩大服务器的网络带宽

2、可以有效均衡负载和提高容错能力，避免单点失效

3、一旦发生故障，无缝切换网卡。

二、实现环境

虚拟机环境下加上本地的和添加的一共3张网卡分别是：eth0、eth1、eth2

IP:192.168.0.153/24

（同样物理机的不过是物理添加网卡，或者是多网卡服务器，一样可以作绑定）

三、搭建

首先大家可以看到主机上面的几张网卡，列出来

[root@YuanLiu-153 ~]# ifconfig -a 
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:25  
          inet addr:192.168.0.153  Bcast:192.168.3.255  Mask:255.255.252.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe1d:7a25/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:315026 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:160536 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:313603361 (299.0 MiB)  TX bytes:12994253 (12.3 MiB)

eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:2F  
          BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 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:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

eth2      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:39  
          BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 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:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)
[root@YuanLiu-153 ~]# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:1d:7a:25 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.0.153/22 brd 192.168.3.255 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:fe1d:7a25/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:1d:7a:2f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: eth2: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:1d:7a:39 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

下面我们把eth0-2都绑成bond0的虚拟网卡，先去修改eth0-2的网卡配置信息

[root@YuanLiu- network-scripts]# cd /etc/sysconfig/network-scripts

eth0-2:

[root@YuanLiu- network-scripts]# cat ifcfg-eth0 
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0 
SLAVE=yes
[root@YuanLiu- network-scripts]# cat ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes
[root@YuanLiu- network-scripts]# cat ifcfg-eth2
DEVICE=eth2
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=none
MASTER=bond0
SLAVE=yes

bond0:

[root@YuanLiu- network-scripts]# cat ifcfg-bond0 
DEVICE=bond0
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
IPADDR=192.168.0.153
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.0.254
DNS1=8.8.8.8<br />

# DEVICE=物理设备名
IPADDR=IP地址
NETMASK=掩码值
NETWORK=网络地址
BROADCAST=广播地址
GATEWAY=网关地址
ONBOOT=[yes|no]（引导时是否激活设备）
USERCTL=[yes|no]（非root用户是否可以控制该设备）
BOOTPROTO=[none|static|bootp|dhcp]（引导时不使用协议|静态分配|BOOTP协议|DHCP协议）
HWADDR = 你的MAC地址

有的参数并非必需。

http://blog.chinaunix.net/uid-9967220-id-1995610.html

还有其实参数，比如PEERDNS=[yes|no],如果是通过DHCP获取IP，是否要将DNS写入/etc/resolv.conf,应该会覆盖原来的内容！

【注意1】

Max_bonds=2 多个bonding的情况下需要这个参数等于2代表有两个bond0 比如：4个网卡，两两绑定

如果系统存在多块网卡，eth0，eth1，eth2,eth3，我们现在希望两两做备份，这样在系统就可以配置多个bonding了，需要在加载bonding的时候加载一个参数，max_bonds，比如：
modprobe bonding max_bonds=2

我们可以加入
alias bond0 bonding

options bonding mod=blance-rr miimon=100 max_bonds=2

alias bond1 bonding

options bonding mod=active-backup miimon=100 primary=eth2 max_bonds=2

多个bonding，最好加上这个参数，否则可能在网络重启后会提示找不到BOND1之类的消息！

【注意2】

如果网卡参数里不写MASTER=bond0和SLAVE=yes，就要执行

在/etc/rc.d/rc.local 加入如下一行（启动时执行此行命令）
ifenslave bond0 eth0 eth1

如果写了的话，这一步就可有可无了！我这里都写了！

所以网卡的配置信息完毕，下面配置bond0模式绑定：

[root@YuanLiu- network-scripts]# vim /etc/modprobe.d/bonding.conf
#增加这两条信息，相关的网卡驱动<br />alias bond0 bonding
options bond0 miimon= mode=

【bonding.conf配置文件解析以及绑定的模式】

modprobe.conf配置文件中的解释：

miimon是用来进行链路检测的。比如miimon=100，那么系统每隔100毫秒就检测一次链路的 链接状态，如果一条线路不通就转入另外一天链路

mode的值表示bonding的工作模式，一个有0、1、2、3、4、5、6七种模式，常用的有0、1两种，可以根据工作模式适当的选择：

0、（balance-rr）Round-robin policy：（平衡轮循环策略）：传输数据包的顺序是一次传输，知道最后一个传输完毕，此模式提供负载均衡和容错能力（这个好像要交换机支持，不知道什么意思）, 在这种情况下，带宽理论上是双倍的，断开一个网卡只是带宽减少了

1、（active-backup）Active-backup policy：（主-备策略）：只有一个设备处于活动的状态。一个如果宕掉了则立马有备份转移到另外一个主设备。mac地址是外部可见的。这个模式提供了容错能力，在这种情况下，ETH1作为备份，是NO ARP状态的，可以使用ifconfig查看到，只有ETH0断开，它才会接管

2、（blance-xor）XOR policy：（广播策略）：将所有数据包传输给所有接口。此模式提供了容错能力

3、（blance-xor）XOR policy：（平衡策略）：传输根据源地址布尔值选择传输设备。此模式提供负载平衡和容错能力

4、（802.3 ad）IEEE 802.3ad Dynamic link aggregation：（IEEE 802.3ad动态链接聚合）：创建共享相同的速度和双工设置的聚合组

5、（balance-tlb）Adaptive transmit load balancing：（适配器传输负载均衡）：没有特殊策略，第一个设备传不通就用另一个设备接管第一个设备正在处理的mac地址，帮助第一个进行传输

6、（balance-alb）Adaptive load balancing：（适配器传输负载均衡）：大致意思是包括mod5，bonding驱动程序截获ARP在本地系统发送的请求，用其中之一的硬件地址覆盖从属设备的原地址。就像是服务器上不同的人使用不同的硬件地址一样（这个好像不用交换机支持）

最后执行命令生效或者重启：

modprobe bonding
[root@YuanLiu-153 network-scripts]# service network restart
正在关闭接口 bond0：                                       [确定]
关闭环回接口：                                             [确定]
弹出环回接口：                                             [确定]
弹出界面 bond0： Determining if ip address 192.168.0.153 is already in use for device bond0...
                                                           [确定]
[root@YuanLiu-153 network-scripts]# ifconfig -a
bond0     Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:25  
          inet addr:192.168.0.153  Bcast:192.168.0.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe1d:7a25/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MASTER MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:554253 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:309064 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:632576726 (603.2 MiB)  TX bytes:26435542 (25.2 MiB)

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:25  
          UP BROADCAST RUNNING SLAVE MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:554254 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:309065 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:632576786 (603.2 MiB)  TX bytes:26435776 (25.2 MiB)

eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:25  
          UP BROADCAST SLAVE MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 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:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

eth2      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1D:7A:25  
          UP BROADCAST SLAVE MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 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:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)
[root@YuanLiu-153 network-scripts]# lsmod | grep bonding
bonding               128245  0 
8021q                  25349  1 bonding
ipv6                  317340  282 bonding,ip6t_REJECT,nf_conntrack_ipv6,nf_defrag_ipv6

说明网卡冗余已经起效了。

最后再把这个配置做到rc.local下，开机启动：

#!/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
ifensalve bond0 eth0 eth1 eth2  #添加

四、总结

如果是在物理机上面做测试是非常方便的，比如绑定4个网卡eth0-3

那么4跟网线都接上了，然后ping着网关。你只要不是4跟网线都拔完，随机的拔掉3根都不会影响它的连通性。

这就是冗余容错的效果，1根网线100M的话。插上4根就是400M的出口流量了。

注意：配置的时候看清楚参数

[上述若是有错误或者不明了的地方，希望大家指出]

冗余技术 linux服务器

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