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Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 ) [复制链接]

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发表于 2004-07-21 13:35 |显示全部楼层
Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护
cgweb
     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.编辑虚拟网络接口配置文件,指定网卡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
将第一行改成 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
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。
[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
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 bond0
 
加入下列两行
alias bond0 bonding
options bond0 miimon=100 mode=1
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 # vi /etc/rc.d/rc.local
加入两行
ifenslave bond0 eth0 eth1
route add -net 172.31.3.254 netmask 255.255.255.0 bond0

到这时已经配置完毕重新启动机器.
重启会看见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@rhas-13 network-scripts]# ifconfig  验证网卡的配置信息
bond0     Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0E:7F:259:8B
          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:259:8B
          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:259:8B
          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@rhas-13 root]# ifconfig
bond0     Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0E:7F:259:8B
          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:259:8B
          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:259:8B
          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.




      通过查看bond0的工作状态查询能详细的掌握bonding的工作状态
[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。用以上方法均在redhat的多个版本测试成功,而且效果良好.心动不如行动,赶快一试吧!
参考文档:
/usr/share/doc/kernel-doc-2.4.21/networking/bonding.txt
ps1q03-bhutani1.gif

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发表于 2004-07-21 13:36 |显示全部楼层

Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 )

精华中有这样一篇帖子

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发表于 2004-07-21 13:41 |显示全部楼层

Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 )

原稿
http://bbs.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=208845&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=

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发表于 2004-07-21 13:45 |显示全部楼层

Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 )

应该先要这样吧:

modprobe bonding

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发表于 2004-07-21 13:48 |显示全部楼层

Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 )

原来出自一人之手,不错。

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发表于 2004-07-21 13:59 |显示全部楼层

Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 )

这样的话下面的交换机都应该是具备3层功能的,还有,好象你的网络拓扑图画错了吧 !

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发表于 2004-07-21 14:03 |显示全部楼层

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多谢版主!

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发表于 2004-07-21 14:12 |显示全部楼层

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modprobe bonding不用

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发表于 2004-07-21 14:37 |显示全部楼层

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你说到:

“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”

市售的普通网卡(无BOOT芯片)可以用来绑定吗?

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发表于 2004-07-21 15:14 |显示全部楼层

Linux下双网卡绑定技术实现负载均衡和失效保护 ( 原 创 )

关键是用他们等底党网卡时,切换会很慢,建议用inter 3com hp 的10/100网卡比较好
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