服務(wù)器多網(wǎng)卡綁定與交換機(jī)鏈路聚合對接探討

服務(wù)器多網(wǎng)卡綁定與交換機(jī)鏈路聚合對接探討--綜合支持部王光明目前服務(wù)器的多網(wǎng)卡綁定技術(shù)在企業(yè)網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用，常見為雙網(wǎng)卡綁定，綁定后既能增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，同時又能做相應(yīng)的冗余，可以說是好處多多。因為linux下的雙網(wǎng)卡綁定無需第三方的驅(qū)動支持，所以一般企業(yè)都會使用linux操作系統(tǒng)下自帶的網(wǎng)卡綁定模式。當(dāng)然現(xiàn)在網(wǎng)卡產(chǎn)商也會出一些針對windows操作系統(tǒng)網(wǎng)卡管理軟件來做網(wǎng)卡綁定(例如intel網(wǎng)卡驅(qū)動)。以下我們對linux多網(wǎng)卡綁定的原理及交換機(jī)則需要作的配置進(jìn)行探討。linux有七種網(wǎng)卡綁定模式：roundrobinactive-backuploadbalancing(xor)fault-tolerance(broadcast)lacp(802.3ad)transmitloadbalancingadaptiveloadbalancing。第一種：mode0Roundrobin標(biāo)準(zhǔn)文檔定義：round-robinpolicy:Transmitpacketsinsequentialorderfromthefirstavailableslavethroughthelast.Thismodeprovidesloadbalancingandfaulttolerance.特點(diǎn)：所有鏈路處于負(fù)載均衡狀態(tài)，輪詢方式往每條鏈路發(fā)送報文，基于perpacket方式發(fā)送。這模式的特點(diǎn)增加了帶寬，同時支持容錯能力，當(dāng)有鏈路出問題，會把流量切換到正常的鏈路上。多張網(wǎng)卡采用同一個IP,同一個MAC工作。因為是perpacket方式，所以當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)對端可能會產(chǎn)生亂序。為了盡量避免亂序，此模式只允許相同速率的網(wǎng)卡進(jìn)行綁定。對應(yīng)交換機(jī)的配置：從實(shí)現(xiàn)原理上看，兩條鏈路所使用的是同一個IP,同一個MAC,那么交換機(jī)記錄表項時,必須將兩個物理口當(dāng)做一個口來記錄,所以需要配置靜態(tài)的鏈路聚合(portchannel或porttrunk)來與服務(wù)器配合。第二種：mode1active-backup標(biāo)準(zhǔn)文檔定義：Active-backuppolicy:Onlyoneslaveinthebondisactive.Adifferentslavebecomesactiveif,andonlyif,theactiveslavefails.Thebond'sMACaddressisexternallyvisibleononlyoneport(networkadapter)toavoidconfusingtheswitch.Thismodeprovidesfaulttolerance.Theprimaryoptionaffectsthebehaviorofthismode.特點(diǎn)：一個端口處于主狀態(tài)，一個處于從狀態(tài)，所有流量都在主鏈路上處理，從不會有任何流量。當(dāng)主端口down掉時，進(jìn)行主備切換。同一時間只有一條鏈路在工作，只能增強(qiáng)可靠性，無法增加鏈路帶寬。對應(yīng)交換機(jī)的配置：從實(shí)現(xiàn)原理上來看，此機(jī)制類似我司(H3C)的smartlink，當(dāng)主鏈路故障時，可進(jìn)行切換，因為線路故障導(dǎo)致了交換機(jī)接口down，所以MAC表及ARP表自動刷新，無需交換機(jī)做配置。同是也存在一種弊端，如果主鏈路故障，但沒有導(dǎo)致交換機(jī)接口down，那么由于MAC表及ARP表不能立即刷新，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)將會出現(xiàn)一段時間的中斷。第三種：mode2loadbalancing(xor)標(biāo)準(zhǔn)文檔定義：XORpolicy:Transmitbasedon[(sourceMACaddressXOR'dwithdestinationMACaddress)moduloslavecount].ThisselectsthesameslaveforeachdestinationMACaddress.Thismodeprovidesloadbalancingandfaulttolerance特點(diǎn)：該模式可理解為源MAC目的MAChash,同一條流總是從同一條路徑上轉(zhuǎn)發(fā)，解決了報文亂序的問題，并且一定程度上增加了帶寬。與RR模式(mode0)—樣，多張網(wǎng)卡使用同一個IP同一個MAC。此種模式只適用于同一個二層網(wǎng)絡(luò)中的相互訪問，如果數(shù)據(jù)是通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，則不會有負(fù)載均衡的效果。對應(yīng)交換機(jī)的配置：從實(shí)現(xiàn)原理上看，此模式與mode0一樣，需要配置靜態(tài)的鏈路聚合(portchannel或porttrunk)來與服務(wù)器配合。第四種：mode3fault-tolerance(broadcast)標(biāo)準(zhǔn)文檔定義：Broadcastpolicy:transmitseverythingonallslaveinterfaces.Thismodeprovidesfaulttolerance.特點(diǎn):這種模式的特點(diǎn)是一個報文會復(fù)制多份往bond下的多個接口分別發(fā)送出去，當(dāng)有對端交換機(jī)失效，我們感覺不到任何downtime，但此法過于浪費(fèi)資源;不過這種模式有很好的容錯機(jī)制。此模式適用于金融行業(yè)，因為他們需要高可靠性的網(wǎng)絡(luò)，不允許出現(xiàn)任何問題。對應(yīng)交換機(jī)的配置：由于此種模式不同鏈路上的報文完全相同，連接到同一交換機(jī)沒有太大的意義，一般都會將兩條鏈路連接到兩臺不同交換機(jī)上，達(dá)到高可靠的效果，交換機(jī)上不需做配置。第五種：mode4lacp標(biāo)準(zhǔn)文檔定義：IEEE802.3adDynamiclinkaggregation.Createsaggregationgroupsthatsharethesamespeedandduplexsettings.Utilizesallslavesintheactiveaggregatoraccordingtothe802.3adspecification.Pre-requisites:1.Ethtoolsupportinthebasedriversforretrieving.thespeedandduplexofeachslave.2.AswitchthatsupportsIEEE802.3adDynamiclinkaggregation.Mostswitcheswillrequiresometypeofconfigurationtoenable802.3admode.特點(diǎn)：802.3ad模式是IEEE標(biāo)準(zhǔn)，也就是常說的LACP協(xié)議，與mode2類似，采用逐流方式負(fù)載，可通過協(xié)議交互進(jìn)行鏈路故障檢測，避免了mode2模式中因交換機(jī)接口不down導(dǎo)致的數(shù)據(jù)中斷。對應(yīng)交換機(jī)的配置：交換機(jī)上配置鏈路聚合，并且啟用LACP協(xié)議。第六種：mode5transmitloadbalancing標(biāo)準(zhǔn)文檔定義：Adaptivetransmitloadbalancing:channelbondingthatdoesnotrequireanyspecialswitchsupport.Theoutgoingtrafficisdistributedaccordingtothecurrentload（computedrelativetothespeed）oneachslave.Incomingtrafficisreceivedbythecurrentslave.Ifthereceivingslavefails,anotherslavetakesovertheMACaddressofthefailedreceivingslave.Prerequisite:Ethtoolsupportinthebasedriversforretrievingthespeedofeachslave.特點(diǎn)：此模式中，多條鏈路采用自己的真實(shí)MAC進(jìn)行工作，允許速率同的網(wǎng)卡進(jìn)行綁定。只會通過主鏈路的MAC地址響應(yīng)ARP，所以入方向的流量只會在一條鏈路上轉(zhuǎn)發(fā)。此模式只能均衡出方向的流量，雖然也是根據(jù)MAC進(jìn)行均衡，但算法更加智能，可以針對不同速率接口的負(fù)載情況合理的分配帶寬。但對于需要網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)及入方向的數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)負(fù)載。對應(yīng)交換機(jī)的配置：交換機(jī)上只需保證接口在同一VLAN下即可，無需其他配置。（只限于二層交換機(jī)）第七種：mode6adaptiveloadbalancing特點(diǎn)：該模式是mode5的改進(jìn)版，不同ARP的請求，bond驅(qū)動將會以不同網(wǎng)卡的實(shí)際MAC進(jìn)行響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了入方向的負(fù)載均衡。并且不需要交換機(jī)的支持（只限于二層交換機(jī)）。此種模式同樣允許不同速率的網(wǎng)卡進(jìn)行綁定。網(wǎng)上資料